JP2020154204A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像形成装置において、筐体に装着されるドラムユニットを、左右方向に正確に位置決めして装着後にずれることがないようにする。【解決手段】ドラムユニット500は、感光ドラムを有し、筐体10に引き出し可能に装着される。現像カートリッジは、各感光ドラムに対応する位置においてドラムユニット500に支持される。筐体10は、規制部411,412を有する。規制部411,412は、ドラムユニット500が筐体10に装着された状態で、現像ローラを接触位置から離間位置へ移動させるための離間機構として筐体10の各現像カートリッジに対応する位置に設けられた作用部材が、それぞれ第1側壁910側から現像カートリッジを押圧しても、ドラムユニット500が移動することを規制する。【選択図】図20

Description

本発明は、筐体に対して引き出し可能に装着されるドラムユニットを備える電子写真方式の画像形成装置に関する。
従来、感光ドラムを含むドラムユニットが筐体に対して引き出し可能に装着される画像形成装置が知られている。たとえば、特許文献1には、露光装置の下部にタンデム配置された複数の感光ドラムを含むドラムユニットが、現像ローラ等とともに、筐体から引き出し可能に構成されているカラープリンタが開示されている。
特開2012−211940号公報
従来技術では、ドラムユニットを筐体に対して装着するとき、筐体に設けられた左右に延びる軸に、ドラムユニットの側壁後端部に設けられた切欠部を嵌合させて、ドラムユニットの後端部を前後および上下方向に位置決めし、筐体の前端部に設けられた位置決め部材に、ドラムユニットに設けられた左右に延びる軸の端部を上側から当接させて、ドラムユニットの前端部を上下方向に位置決めしている。ここでは、ドラムユニットの左右方向、すなわち、感光ドラムの回転軸線に平行な方向(以下、単に「軸線方向」という)についての位置決めについては何ら考慮されていない。
筐体に対するドラムユニットの左右方向の位置のずれは、形成される画像の品質に少なからぬ影響を及ぼす。したがって、装着後のドラムユニットを前後上下方向だけでなく、左右方向においても精確に位置決めして装着後にずれることがないようにすることが望まれる。
本発明の第1の態様として、筐体と、ドラムユニットと、第1現像カートリッジと、第2現像カートリッジと、第1作用部材と、第2作用部材とを備える画像形成装置を提案する。ドラムユニットは、筐体に対して引き出し可能に装着される。ドラムユニットは、引き出し方向に直交する方向に間隔をあけて配置された第1側壁および第2側壁と、第1側壁と第2側壁の間に、引き出し方向に沿って互いに間隔をあけて配置され、第1側壁および第2側壁に、それぞれ引き出し方向に直交する軸線を中心に回転可能に支持される第1感光ドラムおよび第2感光ドラムとを有する。第1現像カートリッジは、第1感光ドラムに対応する位置においてドラムユニットに支持される。第1現像カートリッジは、第1感光ドラムに接触可能な第1現像ローラを有し、第1現像ローラが第1感光ドラムに接触する接触位置にある位置と、第1現像ローラが第1感光ドラムから離間する離間位置にある位置との間で移動可能である。第2現像カートリッジは、第2感光ドラムに対応する位置においてドラムユニットに支持される。第2現像カートリッジは、第2感光ドラムに接触可能な第2現像ローラを有し、第2現像ローラが第2感光ドラムに接触する接触位置にある位置と、第2現像ローラが第2感光ドラムから離間する離間位置にある位置との間で移動可能である。第1作用部材は、筐体の第1現像カートリッジに対応する位置に設けられ、第1側壁側から、第1現像カートリッジを押圧して第1現像ローラを接触位置から離間位置へ移動させる。第2作用部材は、筐体の第2現像カートリッジに対応する位置に設けられ、第1側壁側から、第2現像カートリッジを押圧して第2現像ローラを接触位置から離間位置へ移動させる。そして、筐体は、ドラムユニットが筐体に装着された状態で、第1作用部材が第1現像カートリッジを押圧すること、および/または、第2作用部材が第2現像カートリッジを押圧すること、に起因してドラムユニットが移動することを規制する規制部を有する。
このような構成によれば、第1作用部材と第2作用部材が第1現像カートリッジおよび第2現像カートリッジを押圧することによるドラムユニットの軸線方向の移動を規制し、装着後の軸線方向の位置ずれを抑制することができる。
前記した画像形成装置は、第1カムおよび第2カムをさらに備え、第1作用部材は、第1カムによって、第1現像カートリッジを押圧する作動位置と第1現像カートリッジを押圧しない待機位置との間を移動可能な第1カムフォロワを含み、第2作用部材は、第2カムによって、第2現像カートリッジを押圧する作動位置と第2現像カートリッジを押圧しない待機位置との間を移動可能な第2カムフォロワを含むものであってもよい。
ここで、第1カムおよび第2カムは、回転するカムであってもよいし、直動するカムであってもよい。
前記した画像形成装置において、筐体は、ドラムユニットが筐体に装着された状態で、第1感光ドラムおよび第2感光ドラムの軸線方向における第1側壁の第2側壁とは反対側の側面を覆う第1サイドフレームと、第2側壁の軸線方向における第1側壁とは反対側の側面を覆う第2サイドフレームとを有するものであってもよく、規制部は、第1サイドフレームに、引き出し方向において互いに離れた位置に設けられた第1規制部と第2規制部とを含むものとしてもよい。
この構成によれば、第1規制部および第2規制部が、引き出し方向において互いに離れた位置でそれぞれ軸線方向の変位を規制するので、第1作用部材および第2作用部材のいずれか一方だけが第1現像カートリッジまたは第2現像カートリッジを軸線方向に押圧した場合であっても、ドラムユニットを歪ませることなく、軸線方向および引き出し方向に直交する軸周りのドラムユニットの回転を効果的に規制することができる。
前記した第1規制部および第2規制部を含む態様において、好ましくは、画像形成装置を設置面に設置し、ドラムユニットを筐体に装着した状態において、設置面から第1規制部および第2規制部までの高さと、設置面から第1作用部材および第2作用部材までの高さとが同じである。すなわち、第1規制部および第2規制部が、第1作用部材および第2作用部材と同じ高さ位置で規制することで、ドラムユニットを歪ませずに、効果的に軸線方向および引き出し方向に直交する軸周りの回転を規制することができる。
また、前記した第1規制部および第2規制部を含む態様において、好ましくは、第1規制部は、引き出し方向において、第2規制部よりも奥側、かつ、軸線方向において、第2規制部よりも第2サイドフレームに近い位置に配置されている。このように配置することで、第1規制部および第2規制部が、同じ高さに配置されている場合であっても、ドラムユニットの引き出しおよび装着に干渉することを抑制できる。
また、前記した第1規制部および第2規制部を含む諸態様において、筐体が、引き出し方向における第1規制部と第2規制部の間に設けられた位置決め部をさらに含み、第1側壁が、引き出し方向の奥側端部に設けられた軸線方向における第2側壁側を向く第1当接面と、引き出し方向の手前側端部に設けられた軸線方向における第2側壁側を向く第2当接面とを有するものであってもよい。そして、ドラムユニットが筐体に装着された状態で、第1規制部は第1当接面に当接し、第2規制部は第2当接面に当接し、位置決め部は、第1側壁の第2側壁とは反対側の側面に当接するように構成することができる。
このように、ドラムユニットの手前側と奥側の両方で、筐体の規制部がドラムユニットの内側を向く当接面に当接し、その間で、筐体の位置決め部がドラムユニットの外側を向く側面に当接することで、第1側壁を軸線方向について確実に位置決め固定することができる。
また、前記位置決め部は、引き出し方向における、第1作用部材に対応する位置に設けられた第1突起と、第2作用部材に対応する位置に設けられた第2突起とを含むものとしてもよい。
また、前記した第1突起および第2突起を含む態様において、画像形成装置は、ドラムユニットが筐体に装着された状態で、第1現像カートリッジに電気的に接続され、ドラムユニットを第2サイドフレーム側から第1サイドフレームに向けて付勢する第1電極バネと、ドラムユニットが筐体に装着された状態で、第2現像カートリッジに電気的に接続され、ドラムユニットを第2サイドフレーム側から第1サイドフレームに向けて付勢する第2電極バネとをさらに備えるものであってもよい。そして、第1電極バネと第1突起、および、第2電極バネと第2突起は、それぞれ、軸線方向に直交する仮想平面に関して対称な位置に設けられるものとすることができる。
このように構成することによって、第1電極バネおよび第2電極バネによる付勢力を筐体の突起によって確実に受け止めることができるので、ドラムユニットを筐体により安定的に位置決め保持することができる。
前記した筐体が第1サイドフレームおよび第2サイドフレームを含む諸態様において、筐体は、第1サイドフレームおよび第2サイドフレームの引き出し方向の奥側端部を連結する連結部材をさらに有し、ドラムユニットが筐体に装着された状態で、第1側壁および第2側壁が連結部材に係合することで、ドラムユニットが筐体に対して引き出し方向に位置決めされ、規制部は、ドラムユニットを筐体に装着するとき、第1側壁および第2側壁の連結部材への係合に先立って第1側壁の軸線方向の移動を規制するものとすることができる。
このように軸線方向の位置決め後に、引き出し方向の位置決めがなされることで、第1側壁および第2側壁が連結部材に係合する際の削れ等を抑制することができる。
前記した筐体が第1サイドフレームおよび第2サイドフレームを含む諸態様において、画像形成装置は、第1感光ドラムおよび第2感光ドラムを露光する露光装置をさらに備え、筐体は、第1サイドフレームおよび第2サイドフレームを連結する連結プレートをさらに有し、露光装置は、連結プレートに固定されていてもよい。このように、露光装置が筐体の連結プレートに固定されている態様においては、ドラムユニットの軸線方向の移動に起因する感光ドラム上の露光位置のずれを抑制することができるので、形成される画像の品質劣化を抑えることができる。
筐体と、ドラムユニットと、第1現像カートリッジと、第2現像カートリッジと、第1作用部材と、第2作用部材とを備える画像形成装置の第2の態様を提案する。筐体は、第1サイドフレームを有する。ドラムユニットは、筐体に対して第1方向に引き出し可能である。ドラムユニットは、第1開口および第2開口を有する第1側壁と、第1側壁に対して、第1方向に直交する第2方向に間隔をあけて配置される第2側壁と、第1側壁と第2側壁の間に、第2方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に支持される第1感光ドラムと、第1側壁と第2側壁の間に、第1感光ドラムに対して第1方向に間隔をあけて配置され、第2方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に支持される第2感光ドラムと、を有する。ドラムユニットは、第1感光ドラムおよび第2感光ドラムが筐体の内部に位置する収容位置と、第1感光ドラムおよび第2感光ドラムが筐体の外部に位置する引出位置との間を第1方向に沿って移動可能となるように、第1側壁が第1サイドフレームによって支持される。第1現像カートリッジは、第1現像ローラを有し、ドラムユニットに装着された状態において、第1現像ローラが第1感光ドラムに接触する接触位置にある位置と、第1現像ローラが第1感光ドラムから離間する離間位置にある位置との間で移動可能である。第2現像カートリッジは、第2現像ローラを有し、ドラムユニットに装着された状態において、第2現像ローラが第2感光ドラムに接触する接触位置にある位置と、第2現像ローラが第2感光ドラムから離間する離間位置にある位置との間で移動可能である。第1作用部材は、第1サイドフレームの第1現像カートリッジに対応する位置に設けられ、第1側壁の第1開口を通って、第1現像カートリッジを第2方向に押圧して第1現像ローラを接触位置から離間位置へ移動させる。第2作用部材は、第1サイドフレームの第2現像カートリッジに対応する位置に設けられ、第1側壁の第2開口を通って、第2現像カートリッジを第2方向に押圧して第2現像ローラを接触位置から離間位置へ移動させる。第1側壁は、第1係合部と、第1係合部から第1方向に離れた位置に位置する第2係合部とを有する。第1サイドフレームは、第1規制部および第2規制部を有する。ドラムユニットが収容位置にあるとき、第1係合部が第1規制部と係合し、かつ、第2係合部が第2規制部と係合することで、第1作用部材が第1現像カートリッジを押圧すること、および/または、第2作用部材が第2現像カートリッジを押圧すること、に起因するドラムユニットの移動を規制する。ドラムユニットが引出位置にあるとき、第1係合部が第1規制部から係合解除され、かつ、第2係合部が第2規制部から係合解除される。
この態様にあっては、第1規制部および第2規制部が、第1方向に離れた位置において、それぞれ、第1係合部および第2係合部と係合するので、装着後のドラムユニットを収容位置で筐体に対して動かないように位置決め固定することができる。したがって、第1作用部材と第2作用部材が第1現像カートリッジおよび第2現像カートリッジを押圧することによる第1感光ドラムおよび第2感光ドラムの位置ずれを抑制することができる。
第2の態様において、好ましくは、画像形成装置を設置面に設置し、ドラムユニットを筐体に装着した状態において、設置面から第1規制部および第2規制部までの高さと、設置面から第1作用部材および第2作用部材までの高さとが同じである。このように、第1規制部および第2規制部が、第1作用部材および第2作用部材と同じ高さ位置で規制することで、ドラムユニットを歪ませずに、効果的に第1方向および第2方向に直交する軸周りの回転を規制することができる。さらに、第1規制部は、第2規制部よりも、前記第1方向における第2感光ドラムからの距離が遠く、前記第2方向における第1サイドフレームからの距離が遠い位置に配置されていると好ましい。ドラムユニットが収容位置から引出位置に移動するとき、第1係合部と第2規制部とが干渉することを抑制することができるからである。
第2の態様において、筐体が、第1感光ドラムおよび第2感光ドラムが筐体内に位置する収容位置と、第1感光ドラムおよび第2感光ドラムが筐体外に位置する引出位置との間を第1方向に沿って移動可能に、第2側壁を支持する第2サイドフレームをさらに有する場合に、ドラムユニットが筐体に装着された状態で、第1現像カートリッジに電気的に接続され、ドラムユニットを第2サイドフレーム側から第1サイドフレームに向けて付勢する第1電極バネと、ドラムユニットが筐体に装着された状態で、第2現像カートリッジに電気的に接続され、ドラムユニットを第2サイドフレーム側から第1サイドフレームに向けて付勢する第2電極バネとをさらに備えるものとしてもよい。
このように構成することによって、筐体が収容位置にあるとき、第1電極バネおよび第2電極バネによる付勢力が、第1作用部材および第2作用部材による押圧方向(第2方向)とは反対の方向に作用するので、ドラムユニットを第1サイドフレームと第2サイドフレームの間で安定的に支持することができる。
また、筐体は、第2側壁を支持する第2サイドフレームであって、第1感光ドラムおよび第2感光ドラムが筐体内に位置する収容位置と、第1感光ドラムおよび第2感光ドラムが筐体外に位置する引出位置との間を第1方向に沿って移動可能な第2サイドフレームと、第1サイドフレームおよび第2サイドフレームを連結する連結部材であって、ドラムユニットが収容位置にあるとき、第1側壁および第2側壁が連結部材に接触することで、ドラムユニットを筐体に対して第1方向に位置決めする連結部材とをさらに有し、ドラムユニットが引出位置から収容位置に移動するとき、第1係合部が第1規制部と係合し、第2係合部が第2規制部と係合することによりドラムユニットの第2方向の移動を規制した後に、第1側壁および第2側壁が連結部材に接触してドラムユニットの第1方向の移動を規制するものとしてもよい。
このように構成することで、第1規制部および第2規制部が、第1方向に離れた位置において、それぞれ、第1係合部および第2係合部と係合して、ドラムユニットの第2方向の移動を規制することができるので、ドラムユニットを第2方向において精確に位置決めすることができるとともに、第1作用部材および第2作用部材が第1現像カートリッジおよび第2現像カートリッジを押圧することによる第1感光ドラムおよび第2感光ドラムの位置ずれを効果的に抑制することができる。また、第1側壁および第2側壁が連結部材に接触するときには、ドラムユニットの第2方向の移動が規制されているので、第1側壁および第2側壁部と連結部材との接触時の削れ等を抑制することができる。
第3の態様として、筐体と、ドラムユニットと、第1サイドフレームと、第2サイドフレームと、連結部材とを備える画像形成装置を提案する。ドラムユニットは、筐体から第1方向に引き出し可能であり、第1係合部と、第1係合部から第1方向に離れた位置に位置する第2係合部とを有する第1側壁と、第1側壁に対して、第1方向に直交する第2方向に間隔をあけて配置される第2側壁と、第1側壁と第2側壁の間に、第2方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に支持される感光ドラムとを有する。第1サイドフレームは、筐体の内部に設けられ、第1側壁を、感光ドラムが筐体の内部に位置する収容位置と、感光ドラムが筐体の外部に位置する引出位置との間を第1方向に沿って移動可能に支持する。第1サイドフレームは、ドラムユニットが収容位置にあるとき第1係合部と係合する第1規制部と、ドラムユニットが収容位置にあるとき第2係合部と係合する第2規制部とを有する。第2サイドフレームは、筐体の内部に設けられ、第1サイドフレームに対して第2方向に間隔をあけて配置される。連結部材は、第1サイドフレームおよび第2サイドフレームを連結し、ドラムユニットが収容位置にあるとき、第1側壁および第2側壁が連結部材に接触することで、ドラムユニットの筐体に対する第1方向についての位置を決める。ドラムユニットが引出位置から収容位置に移動するとき、第1係合部が第1規制部と係合し、第2係合部が第2規制部と係合することによりドラムユニットの第2方向の移動を規制した後に、第1側壁および第2側壁が連結部材に接触してドラムユニットの第1方向の移動を規制する。
第3の態様においても、第1規制部および第2規制部が、第1方向に離れた位置において、それぞれ、第1係合部および第2係合部と係合して、ドラムユニットの筐体に対する第2方向の移動を規制することができるので、装着後のドラムユニットを収容位置で筐体に対して、特に、第2方向に動かないように精確に位置決めすることができる。また、ドラムユニットを筐体に装着する過程において、第1側壁および第2側壁が連結部材に係合するときには、ドラムユニットの第2方向の移動が規制されているので、第1側壁および第2側壁部と連結部材との間に削れ等を生じることなく、精確に第1方向の位置決めをすることができる。
本発明によれば、ドラムユニットを、感光ドラムの軸線方向(引き出し方向に直交する第2方向)において、筐体に対して精確に位置決めして、装着後にずれるのを抑制することができる。
実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 筐体、露光装置およびドラムユニットの配置を示す図である。 第1サイドフレームおよび連結パイプを示す斜視図である。 支持部材、カムおよびカムフォロワの斜視図である 現像カートリッジの斜視図(a)と、側面図(b)である。 スライド部材を説明する、現像カートリッジの周辺を上から見た模式図であり、カムフォロワが待機位置に位置するとき(a)と作動位置に位置するとき(b)を示す。 支持部材の側壁の内面(現像カートリッジ側)を示す図である。 駆動伝達機構を左上から見た斜視図である。 駆動伝達機構を軸方向に沿って左側から見た図である。 駆動伝達機構を右上から見た斜視図である。 駆動伝達機構を軸方向に沿って右側から見た図である。 クラッチをサンギヤ側から見た分解斜視図(a)と、キャリア側から見た分解斜視図(b)である。 現像ローラが接触位置にあり、クラッチが伝達状態にあるときの離間機構と、レバーと、クラッチと、カップリングギヤとを示す、軸方向から見た図(a)と斜視図(b)である。 図13の状態からカムが回転し、イエローに対応する現像ローラが接触位置で画像形成しているときの、離間機構と、レバーと、クラッチと、カップリングギヤとを示す、軸方向から見た図(a)と斜視図(b)である。 図14の状態からカムが回転し、現像ローラが離間位置にあり、クラッチが伝達状態にあるときの離間機構と、レバーと、クラッチと、カップリングギヤとを示す、軸方向から見た図(a)と斜視図(b)である。 図15の状態からカムが回転し、現像ローラが離間位置にあり、クラッチが切断状態にあるときの離間機構と、レバーと、クラッチと、カップリングギヤとを示す、軸方向から見た図(a)と斜視図(b)である。 図16の状態からカムが回転し、イエローに対応する現像ローラが接触位置に移動し始める直前の状態で一時停止しているときの、離間機構と、レバーと、クラッチと、カップリングギヤとを示す、軸方向から見た図(a)と斜視図(b)である。 収容位置に位置決めされたドラムユニットを示す、軸方向から見た図である。 第1サイドフレームに設けられた規制部の係合状態を示す全体図(a)、第1規制部周辺の一部拡大図(b)、および第2規制部周辺の一部拡大図(c)である。 規制部と位置決め部の配置を示す図である。 ドラムユニットの装着時における、筐体の規制部および係合凹部への係合前の状態を示す図(a)と、規制部への係合後、係合凹部への係合前の状態を示す図(b)である。 カラー印刷をする場合の、カムフォロワの待機・作動の動きを説明する図(a)〜(b)である。 カラー印刷をする場合の、カムフォロワの待機・作動の動きを説明する、図22に続く図(a)〜(b)である。
図1に示すように、実施形態に係る画像形成装置1は、カラープリンタであり、筐体10内に、シート供給部20と、画像形成部30と、制御部2とを主に備えている。
シート供給部20は、筐体10内の下部に設けられ、シートSを収容するシートトレイ21と、シートトレイ21からシートSを画像形成部30に供給する供給機構22とを備えている。シートトレイ21は筐体10から図1の左側に引き出して取り外し可能に構成されている。供給機構22は、筐体10内の前部に設けられ、給紙ローラ23と、分離ローラ24と、分離パッド25と、レジストレーションローラ27とを備えている。なお、本明細書において、便宜上、前後等の方向は、シートトレイ21が引き出される図1の左を前として説明する。すなわち、図1の左側を前、右側を後、上下をそのまま上下とし、図1の紙面手前側を右、紙面奥側を左とする。本明細書のシートSは、画像形成装置1が画像を形成することができる媒体であって、普通紙、封筒、葉書、薄紙、厚紙、光沢紙、樹脂シート、シール等を含む。
シート供給部20では、シートトレイ21内のシートSが給紙ローラ23により送り出された後、分離ローラ24と分離パッド25との間でシートSが1枚ずつに分離される。その後、シートSは、回転が停止した状態のレジストレーションローラ27によって先端位置が規制された後、レジストレーションローラ27が回転することで画像形成部30に供給される。シートSの搬送方向における分離ローラ24の下流側には、シートSの通過を検知する給紙センサ28Aが設けられている。シートSの搬送方向におけるレジストレーションローラ27の上流側には、シートSと接触して、シートSの通過を検知するレジ前センサ28Bが配置されている。シートSの搬送方向におけるレジストレーションローラ27の下流側には、レジ後センサ28Cが配置されている。
画像形成部30は、露光装置40と、ドラムユニット500と、複数の現像カートリッジ60と、搬送装置70と、定着器80とを備えている。
露光装置40は、図示しないレーザダイオード、偏向器、レンズおよびミラーを有している。露光装置40は、複数の感光ドラム50を露光する複数のレーザ光を発して、感光ドラム50の表面を走査するように構成されている。
ドラムユニット500は、複数の(本実施形態では4つの)感光ドラム50と、各感光ドラム50に対応して設けられた複数の帯電器52と、支持部材90(図4参照)とを主に備えている。ドラムユニット500は、筐体10のフロントカバー11を開くことで形成される開口から、筐体10に対して引き出し可能に装着される。各感光ドラム50は、ドラムユニット500の引き出し方向に直交する軸線50Xを中心に回転可能に支持されている。
感光ドラム50は、第1色の一例であるイエローに対応した第1感光ドラム50Yと、第2色の一例であるマゼンタに対応した第2感光ドラム50Mと、第3色の一例であるシアンに対応した第3感光ドラム50Cと、第4色の一例であるブラックに対応した第4感光ドラム50Kとを含む。なお、本明細書および図面において、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色に対応して設けられている部材には、色を区別して示す場合に、それぞれ、Y,M,C,Kを付して示す。一方、色を区別しないで説明する場合には、符号にY,M,C,Kを付さず、名称も第1、第2などを省略する。本実施形態において、第1感光ドラム50Yは、「第1感光ドラム」の一例であり、第2感光ドラム50M、第3感光ドラム50Cおよび第4感光ドラム50Kは、「第1感光ドラム」とは別に設けられた感光ドラムとしての「第2感光ドラム」に相当する。
現像カートリッジ60は、各感光ドラム50に対応する位置においてドラムユニット500(具体的には、図4を参照して後述する支持部材90)に支持されている。具体的には、現像カートリッジ60は、第1感光ドラム50Yに接触可能な第1現像ローラ61Yを有する第1現像カートリッジ60Yと、第2感光ドラム50Mに接触可能な第2現像ローラ61Mを有する第2現像カートリッジ60Mと、第3感光ドラム50Cに接触可能な第3現像ローラ61Cを有する第3現像カートリッジ60Cと、第4感光ドラム50Kに接触可能な第4現像ローラ61Kを有する第4現像カートリッジ60Kとを含む。
本実施形態において、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kは、「第1感光ドラム」および「第2感光ドラム」にそれぞれ対応する「第1現像カートリッジ」および「第2現像カートリッジ」を例示するものである。また、第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kは、「第1現像カートリッジ」および「第2現像カートリッジ」にそれぞれ対応する「第1現像ローラ」および「第2現像ローラ」を例示するものである。
第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kは、シートSの移動方向の上流側から下流側に向かってこの順に配置されている。
各現像カートリッジ60は、図1に実線で示した、現像ローラ61が対応する感光ドラム50に接触する接触位置にある位置と、図1に仮想線で示した、現像ローラ61が対応する感光ドラム50から離間する離間位置にある位置との間で移動可能である。そして、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kは、対応する現像ローラ61M,61C,61Kが離間位置にあるとき、それらが接触位置にあるときよりも、感光ドラム50の回転軸線50Xに平行な現像ローラ61の回転軸線61Xに直交する方向にずれた場所に位置しているので、シートSの移動方向の上流側に隣接する感光ドラム50を露光するレーザ光の光路と重なる。具体的には、第2現像カートリッジ60Mは、第2現像ローラ61Mが離間位置にある場合において、第1感光ドラム50Yを露光するレーザ光の光路と重なり、第3現像カートリッジ60Cは、第3現像ローラ61Cが離間位置にある場合において、第2感光ドラム50Mを露光するレーザ光の光路と重なり、第4現像カートリッジ60Kは、第4現像ローラ61Kが離間位置にある場合において、第3感光ドラム50Cを露光するレーザ光の光路と重なる。
図2に示すように、筐体10は、左側の第1サイドフレーム410と、右側の第2サイドフレーム420と、連結プレート430と、連結部材の一例としての連結パイプ440と、規制部の一例としての第1規制部411および第2規制部412とを有する。第2サイドフレーム420は、ドラムユニット500の引き出し方向(すなわち、図1における後方から前方に向かう方向)を第1方向とすると、第1サイドフレーム410に対して、この第1方向に直交する第2方向(すなわち、図2における左から右に向かう方向)に間隔をあけて配置されている。第1規制部411および第2規制部412は、第1サイドフレーム410における、第1方向に互いに離れた位置に設けられている。
連結プレート430は、第1サイドフレーム410および第2サイドフレーム420の上部を連結する板金からなる部材であり、露光装置40は、連結プレート430の上面に固定されている。
連結パイプ440は、ドラムユニット500の引き出し方向奥側の係合凹部930に対応する位置(図3および図18も参照)において第1サイドフレーム410および第2サイドフレーム420を連結している。
図4に示すように、ドラムユニット500の支持部材90は、左側の第1側壁910と、右側の第2側壁920と、第1側壁910および第2側壁920の前部同士を連結する連結フレーム92と、第1側壁910および第2側壁920の後部同士を連結する連結フレーム93とを備える。
第1側壁910および第2側壁920は、引き出し方向(第1方向)に直交する方向に間隔をあけて配置されている。換言すれば、第2側壁920は、第1側壁910に対して右方向(図2に示す第2方向)に間隔をあけて配置されている。係合凹部930は、第1側壁910および第2側壁920の引き出し方向奥側の端部にそれぞれに設けられている。第1側壁910は、係合凹部930よりも上方の位置に、第1係合部911と、第1係合部911から第1方向に離れた位置に位置する第2係合部912とを有する。
図2に示すように、ドラムユニット500が筐体10に装着された状態で、第1サイドフレーム410は、第1側壁910の外側、すなわち、第2側壁920とは反対側の側面を覆うように配置され、第2サイドフレーム420は、第2側壁920の外側、すなわち、第1側壁910とは反対側の側面を覆うように配置される。そして、ドラムユニット500が装着された状態で、第1係合部911および第2係合部912は、筐体10の第1サイドフレーム410に設けられた第1規制部411および第2規制部412にそれぞれ係合する。
支持部材90には、各感光ドラム50に対向して配置された、感光ドラム50を帯電させるための帯電器52(図1参照)が設けられている。図4に示すように、感光ドラム50は、第1側壁910および第2側壁920の間に、第1方向に沿って互いに間隔をあけて配置され、第1側壁910および第2側壁920に、それぞれ第2方向に平行な回転軸線50X(図1参照)を中心に回転可能に支持されている。また、支持部材90は、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kを着脱可能に支持する。図4に示す前側の連結フレーム93にはハンドル97が設けられている。ユーザは、筐体10のフロントカバー11(図1参照)を開くことで形成される開口から、露出するハンドル97を把持して、ドラムユニット500を筐体10に対して引き出しおよび装着の操作が可能である。
画像形成装置1は、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kを、それぞれの現像ローラ61が複数の感光ドラム50のうち対応する感光ドラム50に接触する接触位置と、当該感光ドラム50から離間した離間位置とに位置するように移動させる離間機構5を有する。離間機構5は、第1色、第2色、第3色および第4色のそれぞれに対応して設けられている。
具体的に、各離間機構5は、現像ローラ61の回転軸線61X(図1参照)と平行な軸周りに回転するカム150(150Y,150M,150C,150K)と、現像カートリッジ60(60Y,60M,60C,60K)を押圧して現像ローラ61(61Y,61M,61C,61K)を接触位置から離間位置へ移動させるカムフォロワ170とを有する。離間機構5は、図3に示す第1サイドフレーム410のインナーカバー460内に収容され、カムフォロワ170は、それぞれ、各現像カートリッジ60に対応する位置に配置される。カムフォロワ170の先端は、それぞれ、インナーカバー460に設けられた孔470から突出し、図4に示す第1側壁910の開口914を通って支持部材90の内側に進入することができる。ここで、カムフォロワ170は、「第1現像カートリッジ」および「第2現像カートリッジ」にそれぞれ対応する「第1作用部材」および「第2作用部材」を例示するものである。そして、4つのカム150は、「第1作用部材」および「第2作用部材」にそれぞれ対応する「第1カム」および「第2カム」を例示するものである。また、第1側壁910に設けられた4つの開口914は、「第1作用部材」および「第2作用部材」にそれぞれ対応する「第1開口」および「第2開口」を例示するものである。
カム150は、現像ローラ61の回転軸線方向(以下、単に「回転軸線方向」という。)に突出する第1カム部152Aを有する。
カムフォロワ170は、カム150の第1カム部152Aの端面であるカム面152Fに接触して、図6(b)に示す、現像ローラ61を離間位置に位置させる作動位置と、図6(a)に示す、現像ローラ61を接触位置に位置させる待機位置との間で移動可能である。カムフォロワ170は、カム150の第1カム部152Aと接触して、カム150の回転によって、回転軸線方向にスライド移動して作動位置に位置し、現像カートリッジ60を第1側壁910側から(図4に示す第1側壁910の開口914を通って第2方向に)押圧する。また、カムフォロワ170は待機位置において、現像カートリッジ60から離間し、現像カートリッジ60を押圧しない。
図4に戻り、カム150と、カムフォロワ170とは、各現像カートリッジ60に対応して設けられている。カム150およびカムフォロワ170は、左側の第1側壁910の左右方向外側に配置されている。カム150とカムフォロワ170の詳細な構造については後述する。
支持部材90は、第1側壁910、第2側壁920の上部に、後述するスライド部材64に当接する被当接部94が設けられている。被当接部94は、例えば、感光ドラム50が並ぶ第1方向と、感光ドラム50の軸方向と平行な第2方向との両方に直交する第3方向(上下方向)に沿った軸回りに回転可能なローラからなる。
また、支持部材90は、各現像カートリッジ60に対応して設けられた、押圧部材95を備えている。押圧部材95は、各現像カートリッジ60ごとに、感光ドラム50の軸方向の両端部に設けられている。押圧部材95は、バネ95A(図6(a),(b)参照)により後方へ向けて付勢されており、支持部材90に現像カートリッジ60が装着されると、現像カートリッジ60の突起63Dを押圧して、現像ローラ61を対応する感光ドラム50に圧接させるようになっている。
図5(a),(b)に示すように、現像カートリッジ60(60Y,60M,60C,60K)は、トナーを収容するケース63と、スライド部材64と、カップリング65を有する。
ケース63は、一方の側面に、回転軸線方向に突出する突出部として、第1突出部63Aおよび第2突出部63Bを有する。
第1突出部63Aは、現像ローラ61の回転軸線61Xと同軸に配置され、回転軸線方向に突出している。
第2突出部63Bは、第1突出部63Aから所定距離離れて配置されている。本実施形態では、第2突出部63Bは、第1突出部63Aの上方に配置されている。
第1突出部63Aおよび第2突出部63Bは、ともに、回転軸線方向に平行な軸線周りに回転可能なローラである。
図示は省略するが、ケース63は、他方の側面にも、一方の側面と対称な位置に第1突出部63Aと第2突出部63Bが設けられている。
また、ケース63は、前側の面の上部に、押圧部材95により押圧される突起63Dを有している。突起63Dは、ケース63の、回転軸線方向における両端部に設けられている。
カップリング65は、後述するカップリング軸119と係合して、カップリング軸119から回転駆動力が入力される。
スライド部材64は、ケース63に対して回転軸線方向にスライド移動可能な部材である。スライド部材64は、カムフォロワ170に押圧されることで回転軸線方向にスライド移動可能である。
図6(a),(b)に示すように、スライド部材64は、シャフト181と、第1当接部材182と、第2当接部材183とを備える。第1当接部材182は、シャフト181の一端に固定され、第2当接部材183は、シャフト181の他端に固定されている。
シャフト181は、ケース63に形成された、回転軸線方向に延びる孔に貫通して配置され、ケース63にスライド移動可能に支持されている。
第1当接部材182は、回転軸線方向における端面である押圧面182Aと、回転軸線方向に対して傾斜した斜面182Bとを有する。
押圧面182Aは、カムフォロワ170により押圧される面である。
斜面182Bは、スライド部材64がカムフォロワ170により回転軸線方向に押圧された場合に、支持部材90の被当接部94に当接して、現像カートリッジ60(60Y,60M,60C,60K)をシートSの移動方向に平行な方向へ向けて付勢し、現像カートリッジ60を移動させる(図6(b)参照)。斜面182Bは、右斜め後方を向く面であり、表面位置が、その左端からシャフト181に連結される右端に向かうにつれて、前方、すなわち感光ドラム50から対応する現像ローラ61に向かう方向にシフトするように傾斜している。
第2当接部材183は、第1当接部材182の斜面182Bと同様に傾斜した斜面183Bを有している。斜面183Bもスライド部材64がカムフォロワ170により回転軸線方向に押圧された場合に、支持部材90の被当接部94に当接して、現像カートリッジ60(60Y,60M,60C,60K)をシートSの移動方向に平行な方向へ向けて付勢し、現像カートリッジ60を移動させる(図6(b)参照)。
第1当接部材182とケース63の間には、スライド部材64を回転軸線方向の一方、ここでは、左側に向けて付勢するバネ184が配置されている。バネ184は、圧縮コイルバネであり、コイル内にシャフト181が通るようにシャフト181の外側に配置されている。
図7に示すように、支持部材90は、一方の側壁(第1側壁910)の内側の面に、支持面としての第1支持面96Aおよび第2支持面96Bを有する。第1支持面96Aおよび第2支持面96Bは、第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kが接触位置から離間位置に移動するときに、第1突出部63Aおよび第2突出部63Bをそれぞれ下から支持する。第1支持面96Aおよび第2支持面96Bは、シートSの移動方向に延びている。
第1支持面96Aは、第1突出部63Aを支持するように配置されている。第1支持面96Aは、現像カートリッジ60を支持部材90に装着するときの現像ローラ61の案内と上下方向の位置決めの機能を兼ねている。
第2支持面96Bは、第2突出部63Bを支持するように第1支持面96Aの上方に配置されている。
図示は省略するが、支持部材90は、他方の側壁(第2側壁920)の内側の面にも、第1側壁910と左右対称な第1支持面96Aおよび第2支持面96Bを有している。
現像ローラ61が感光ドラム50に接触する接触位置に位置するとき、図7の第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60Mおよび第3現像カートリッジ60Cのように第1突出部63Aが第1支持面96Aにおける後寄りに位置する。一方、現像ローラ61が感光ドラム50から離間する離間位置に位置するとき、図7の第4現像カートリッジ60Kのように第1突出部63Aが第1支持面96Aにおける前寄りに位置する。
このようにして、離間機構5は、第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kを、接触位置から離間位置に移動させるときに、第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kを、シートSの移動方向の下流側から上流側へ向けて移動させる。
図13(a),(b)に示すように、カム150は、円板部151と、ギヤ部150Gと、端面カム152と、クラッチ制御カム153とを有する。カム150は、回転することにより、対応する現像ローラ61を接触位置と離間位置との間で移動させる部材である。
円板部151は、略円板形状を有し、支持プレート102(図10参照)に回転可能に支持されている。
ギヤ部150Gは、円板部151の外周に形成されている。
端面カム152は、現像ローラ61の離間機構5を構成する、円板部151から突出した部分である第1カム部152Aを有する。端面カム152は、回転軸線方向における端面にカム面152Fを有する。
カム面152Fは、第1保持面F1と、第2保持面F2と、第1案内面F3と、第2案内面F4とを有する。
第1保持面F1は、カムフォロワ170を待機位置に保持する。
第2保持面F2は、カムフォロワ170を作動位置に保持する。
第1案内面F3は、第1保持面F1と第2保持面F2を繋ぐ、第1保持面F1に対して傾斜した面である。第1案内面F3は、カム150が回転するにつれてカムフォロワ170を第1保持面F1から前記第2保持面F2に案内する。
第2案内面F4は、第2保持面F2と第1保持面F1を繋ぐ、第1保持面F1に対して傾斜した面である。第2案内面F4は、カム150が回転するにつれてカムフォロワ170を第2保持面F2から第1保持面F1に案内する。
クラッチ制御カム153は、レバー160と協働してクラッチ120の伝達・切断を切り換える部分である。クラッチ制御カム153は、円柱形状のベース円部153Aと、ベース円部153Aからカム150の直径方向に突出した第2カム部153Bとを有する。クラッチ制御カム153は、円板部151と一体に形成されている。このため、第2カム部153Bは、カム150とともに回転する。
カムフォロワ170は、スライド軸部171と、接触部172とを有する。
スライド軸部171は、筐体10に固定された図示しない軸部にスライド移動可能に支持されて、回転軸線方向にスライド移動可能である。スライド軸部171は、付勢部材であるバネ173により、接触部172がカム150のカム面152Fに接触する方向に付勢されている。これにより、カムフォロワ170は、待機位置に向けて付勢されている。バネ173は、引張コイルバネであり、一端がスライド軸部171に掛止され、他端が筐体10内に設けられた図示しないバネ取付部に掛止されている。
接触部172は、スライド軸部171から延出して設けられている。接触部172の、回転軸線方向の端面は、カム面152Fに対向し、カム面152Fに接触可能である。
図10に示すように、各カム150Y,150M,150C,150Kは、第1カム部152Aのカム150の回転方向の長さがカム150Yだけが他よりも長い点が異なるだけで、他の構成はほぼ同じである。
各カム150C,150Kは、第1カム部152Aよりも回転中心に近い位置に、円板部151から軸方向に突出する被検出部154を有する。筐体10には、ブラックとシアンに対応して離間センサ4K,4Cが設けられている。
離間センサ4K,4Cは、カム150C,150Kの位相を検知する位相センサである。離間センサ4K,4Cは、カム150C,150Kが、第3現像ローラ61C、第4現像ローラ61Kが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に離間信号を出力し、カム150C,150Kが所定の位相範囲に位置しない場合に離間信号を出力しない。本実施形態においては、便宜上、離間信号を出力する場合をONと呼び、離間信号を出力しない場合をOFFと呼ぶ。離間信号を出力する場合と出力しない場合は、どちらの電圧が高くても構わない。
離間センサ4K,4Cは、検出光を発する発光部4Pと、発光部4Pからの検出光を受光可能な受光部4Rを有する。離間センサ4K,4Cは、発光部4Pと受光部4Rの間に被検出部154が入って発光部4Pの検出光を遮り、受光部4Rが検出光を受光しないときに、ON信号を制御部2に出力し、発光部4Pと受光部4Rの間から被検出部154から外れて受光部4Rが発光部4Pの検出光を受光したときに、OFF信号を制御部2に出力する。なお、カム150Y,150Mにも被検出部154と同様の形状が設けられているが、カム150Y,150Mに対応する離間センサは設けられていないので、これらは、被検出部としては機能しない。
図1に戻り、搬送装置70は、シートトレイ21と感光ドラム50との間に設けられている。搬送装置70は、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、無端状のベルトからなる搬送ベルト73と、4つの転写ローラ74とを備えている。搬送ベルト73は、駆動ローラ71と従動ローラ72との間に張設され、外側の面が各感光ドラム50に対向配置されている。各転写ローラ74は、各感光ドラム50との間で搬送ベルト73を挟持するように搬送ベルト73の内側に配置されている。搬送装置70は、上側の外周面にシートSを載せた状態で搬送ベルト73を移動させることでシートSを搬送し、このときに、複数の感光ドラム50のトナー像をシートSに転写する。
定着器80は、感光ドラム50および搬送装置70の後方に設けられている。定着器80は、加熱ローラ81と、加熱ローラ81に対向して配置された加圧ローラ82とを備えている。シートSの搬送方向における定着器80の下流側には、シートSの通過を検出する排紙センサ28Dが設けられている。定着器80の上方には搬送ローラ15が設けられ、搬送ローラ15の上方には排出ローラ16が設けられている。
このように構成される画像形成部30では、まず、各感光ドラム50の表面が、帯電器52により一様に帯電された後、各露光装置40から照射される光により露光される。これにより、各感光ドラム50上に画像データに基づく静電潜像が形成される。
また、ケース63内のトナーは現像ローラ61の表面に担持され、現像ローラ61が感光ドラム50に対向して接触するときに、感光ドラム50上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム50上でトナー像が形成される。
次に、搬送ベルト73上に供給されたシートSが各感光ドラム50と各転写ローラ74との間を通過することで、各感光ドラム50上に形成されたトナー像がシートS上に転写される。そして、シートSが加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を通過することで、シートS上に転写されたトナー像がシートSに熱定着される。
定着器80から排出されたシートSは、搬送ローラ15および排出ローラ16によって筐体10の上面の排紙トレイ13に蓄積される。
次に、現像ローラ61を駆動・停止するための構成と、現像ローラ61を感光ドラム50に対して接触・離間させるように動かすための構成の詳細について説明する。
図8、図9に示すように、画像形成装置1は、モータ3と、モータ3から第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kに駆動力を伝達する駆動伝達機構100とを備えている。前記した離間機構5の一部であるカム150は、駆動伝達機構100と機械的に接続されている。駆動伝達機構100は、第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kが離間位置にある場合において、現像ローラ61に駆動力を伝達しないように構成されている。
駆動伝達機構100は、図9に、モータ3の駆動力を現像ローラ61に伝達するための駆動伝達ギヤ列100Dを含んでなり、駆動伝達ギヤ列100Dの駆動力の伝達を制御するための駆動制御ギヤ列100Cと機械的に接続されている。図9、図11において、駆動伝達ギヤ列100Dの各ギヤ同士の噛み合いは、太い実線で示し、駆動制御ギヤ列100Cの各ギヤ同士の噛み合いは、太い破線で示す。
駆動伝達ギヤ列100Dは、2つの第1アイドルギヤ110(110A,110B)と、3つの第2アイドルギヤ113A,113B,113Cと、第3アイドルギヤ115(115Y,115M,115C,115K)と、4つのクラッチ120と、4つのカップリングギヤ117(117Y,117M,117C,117K)とを含んでなる。駆動伝達ギヤ列100Dを構成する各ギヤは、支持プレート102または図示しないフレームに支持されており、感光ドラム50の軸方向に平行な回転軸周りに回転可能である。
モータ3は、回転駆動する出力軸3Aを有している。出力軸3Aには、図示しないギヤが設けられている。
図8に示すように、第1アイドルギヤ110は、大径ギヤ110Lと、大径ギヤ110Lよりも歯数が少ない小径ギヤ110Sとを備える2段ギヤである。大径ギヤ110Lと小径ギヤ110Sは一体に回転する。2つの第1アイドルギヤ110は、出力軸3Aの前側に配置された第1アイドルギヤ110Aと、出力軸3Aの後側に配置された第1アイドルギヤ110Bとを含む。各第1アイドルギヤ110の小径ギヤ110Sは、出力軸3Aのギヤと噛み合っている。
図9に示すように、第2アイドルギヤ113Aは、前側に配置された一方の第1アイドルギヤ110の小径ギヤ110Sと噛み合っている。
第2アイドルギヤ113Bは、後側に配置された他方の第1アイドルギヤ110の小径ギヤ110Sと噛み合っている。
第3アイドルギヤ115Y,115M,115C,115Kは、各色に対応して設けられ、前から後ろに向かってこの順に配置されている。
第3アイドルギヤ115Y,115Mは、それぞれ、第2アイドルギヤ113Aと噛み合っている。
第3アイドルギヤ115Cは、第2アイドルギヤ113Bと噛み合っている。
第3アイドルギヤ115Cと第3アイドルギヤ115Kは、それぞれ、第2アイドルギヤ113Cと噛み合っている。これにより第3アイドルギヤ115Kは、第3アイドルギヤ115Cから第2アイドルギヤ113Cを介して駆動力を受ける。
4つのクラッチ120は、それぞれ同じ構成を有している。各クラッチ120は、第3アイドルギヤ115Y,115M,115C,115Kの一つと噛み合って、第3アイドルギヤ115から駆動力を受ける。クラッチ120の構成については後述する。
各カップリングギヤ117は、クラッチ120の一つと噛み合っている。各カップリングギヤ117は、同軸で一体に回転するカップリング軸119を有している(図8参照)。カップリング軸119は、フロントカバー11の開閉に連動して軸方向に移動可能に構成され、フロントカバー11を閉めると現像カートリッジ60のカップリング65(図5(a)参照)と係合する。
このような駆動伝達ギヤ列100Dにより、イエローのカップリングギヤ117Yは、モータ3から、第1アイドルギヤ110A、第2アイドルギヤ113A、第3アイドルギヤ115Yおよびクラッチ120を介して駆動力が伝達される。
また、マゼンタのカップリングギヤ117Mは、モータ3から、第1アイドルギヤ110A、第2アイドルギヤ113A、第3アイドルギヤ115Mおよびクラッチ120を介して駆動力が伝達される。
また、シアンのカップリングギヤ117Cは、モータ3から、第1アイドルギヤ110B、第2アイドルギヤ113B、第3アイドルギヤ115Cおよびクラッチ120を介して駆動力が伝達される。
また、ブラックのカップリングギヤ117Kは、モータ3から、第1アイドルギヤ110B、第2アイドルギヤ113B、第3アイドルギヤ115C、第2アイドルギヤ113C、第3アイドルギヤ115Kおよびクラッチ120を介して駆動力が伝達される。
図10、図11に示すように、駆動制御ギヤ列100Cは、2つの第4アイドルギヤ131(131A,131B)と、2つの第5アイドルギヤ132(132A,132B)と、切替機構の一例であるYMCクラッチ140AおよびKクラッチ140Kと、2つの第6アイドルギヤ133(133A,133B)と、第7アイドルギヤ134と、第8アイドルギヤ135と、第9アイドルギヤ136と、第10アイドルギヤ137と、カム150(150Y,150M,150C,150K)とを含んでなる。駆動制御ギヤ列100Cを構成する各ギヤは、支持プレート102または図示しないフレームに支持されており、感光ドラム50の軸方向に平行な回転軸周りに回転可能である。
第4アイドルギヤ131は、大径ギヤ131Lと、大径ギヤ131Lよりも歯数が少ない小径ギヤ131Sとを備える2段ギヤである(図10参照)。大径ギヤ131Lと小径ギヤ131Sは一体に回転する。2つの第4アイドルギヤ131は、第1アイドルギヤ110Aの前側に配置された第4アイドルギヤ131Aと、第1アイドルギヤ110Bの後側に配置された第4アイドルギヤ131Bとを含む。各第4アイドルギヤ131の大径ギヤ131Lは、第1アイドルギヤ110の小径ギヤ110Sと噛み合っている。
2つの第5アイドルギヤ132は、第4アイドルギヤ131Aの前側に配置された第5アイドルギヤ132Aと、第4アイドルギヤ131Bの後側に配置された第5アイドルギヤ132Bとを含む。各第5アイドルギヤ132A,132Bは、第4アイドルギヤ131A,131Bの小径ギヤ131Sと噛み合っている。
YMCクラッチ140Aは、イエロー、マゼンタおよびシアンのカム150に駆動力を伝達する系列の駆動制御ギヤ列100Cの、駆動力の伝達・切断を切り換える。すなわち、YMCクラッチ140Aは、カム150Y,150M,150Cの回転・停止を切り替え可能である。YMCクラッチ140Aは、大径ギヤ140Lと、大径ギヤ140Lよりも歯数が少ない小径ギヤ140Sとを備える。YMCクラッチ140Aは、第5アイドルギヤ132Aの前側に配置され、大径ギヤ140Lが第5アイドルギヤ132Aと噛み合っている。
YMCクラッチ140Aは、例えば、電磁クラッチであり、通電すること(ONとする)により、大径ギヤ140Lと小径ギヤ140Sが一体に回転し、通電を止めると(OFFとする)、大径ギヤ140Lが空転して小径ギヤ140Sが回転しない。
Kクラッチ140Kは、YMCクラッチ140Aと同じ構成を有している。Kクラッチ140Kは、ブラックのカム150に駆動力を伝達する系列の駆動制御ギヤ列100Cの、駆動力の伝達・切断を切り換える。Kクラッチ140Kは、大径ギヤ140Lと、大径ギヤ140Lよりも歯数が少ない小径ギヤ140Sとを備える。Kクラッチ140Kは、第5アイドルギヤ132Bの後側に配置され、大径ギヤ140Lが第5アイドルギヤ132Bと噛み合っている。
第6アイドルギヤ133は、大径ギヤ133Lと、大径ギヤ133Lよりも歯数が少ない小径ギヤ133Sとを備える2段ギヤである(図8参照)。大径ギヤ133Lと小径ギヤ133Sは一体に回転する。2つの第6アイドルギヤ133は、YMCクラッチ140Aの前側に配置された第6アイドルギヤ133Aと、Kクラッチ140Kの後側に配置された第6アイドルギヤ133Bとを含む。各第6アイドルギヤ133の大径ギヤ133Lは、YMCクラッチ140AまたはKクラッチ140Kの小径ギヤ140Sと噛み合っている。
第7アイドルギヤ134は、第6アイドルギヤ133Aとカム150Yの間に配置されている。第7アイドルギヤ134は、第6アイドルギヤ133Aの小径ギヤ133S(図8参照)と、カム150Yのギヤ部150Gとに噛み合っている。
第8アイドルギヤ135は、カム150Yとカム150Mの間に配置されている。第8アイドルギヤ135は、カム150Yのギヤ部150Gとカム150Mのギヤ部150Gとに噛み合っている。
第9アイドルギヤ136は、カム150Mとカム150Cの間に配置されている。第9アイドルギヤ136は、カム150Mのギヤ部150Gとカム150Cのギヤ部150Gとに噛み合っている。
第10アイドルギヤ137は、第6アイドルギヤ133Bとカム150Kの間に配置されている。第10アイドルギヤ137は、第6アイドルギヤ133Bの小径ギヤ133S(図8参照)と、カム150Yのギヤ部150Gとに噛み合っている。
このような駆動制御ギヤ列100Cにより、イエローのカム150Yは、モータ3から、第1アイドルギヤ110A、第4アイドルギヤ131A、第5アイドルギヤ132A、YMCクラッチ140A、第6アイドルギヤ133Aおよび第7アイドルギヤ134を介して駆動力が伝達される。
また、マゼンタのカム150Mは、イエローのカム150Yから、第8アイドルギヤ135を介して駆動力が伝達される。
また、シアンのカム150Cは、マゼンタのカム150Mから、第9アイドルギヤ136を介して駆動力が伝達される。
そして、YMCクラッチ140Aに通電することにより、カム150Y,150M,150Cは同時に回転し、YMCクラッチ140Aの通電を止めることにより、カム150Y,150M,150Cは、ともに停止する。
一方、ブラックのカム150Kは、モータ3から、第1アイドルギヤ110B、第4アイドルギヤ131B、第5アイドルギヤ132B、Kクラッチ140K、第6アイドルギヤ133Bおよび第10アイドルギヤ137を介して駆動力が伝達される。
そして、Kクラッチ140Kに通電することにより、カム150Kは回転し、Kクラッチ140Kの通電を止めることにより、カム150Kは停止する。
ここで、クラッチ120の構成とその機能について説明する。
図12(a),(b)に示すように、クラッチ120は、遊星歯車機構を有してなる。クラッチ120は、モータ3からの駆動力を現像ローラ61に伝達する伝達状態と、モータ3からの駆動力を現像ローラ61に伝達しない切断状態とで切替可能に構成されている。具体的に、クラッチ120は、一つの軸を中心に回転可能な要素であるサンギヤ121、リングギヤ122およびキャリア123と、キャリア123に支持されるプラネタリギヤ124とを備えて構成されている。
サンギヤ121は、ギヤ部121Aと一体に回転する円板部121Bと、円板部121Bの外周に設けられた複数の爪部121Cとを有する。爪部121Cは、尖った先端を有し、この尖った先端が周方向において、一方の回転方向に傾いている。
リングギヤ122は、内周面に設けられたインナーギヤ122Aと、外周面に設けられた入力ギヤ122Bとを有する。
キャリア123は、プラネタリギヤ124を回転可能に支持する4つの軸部123Aを有する。また、キャリア123は、外周面に出力ギヤ123Bが設けられている。
プラネタリギヤ124は、4つ設けられ、それぞれ、キャリア123の軸部123Aに回転可能に支持されている。プラネタリギヤ124は、サンギヤ121のギヤ部121Aに噛み合っているとともにリングギヤ122のインナーギヤ122Aに噛み合っている。
クラッチ120は、入力ギヤ122Bが第3アイドルギヤ115と噛み合い、出力ギヤ123Bがカップリングギヤ117と噛み合っている(図8参照)。
そして、サンギヤ121が回転しないように止められた状態では、入力ギヤ122Bに入力された駆動力を出力ギヤ123Bに伝達できる伝達状態となる。
一方、サンギヤ121が回転できる状態では、入力ギヤ122Bに入力された駆動力を出力ギヤ123Bに伝達できない切断状態となる。
クラッチ120が切断状態かつ出力ギヤ123Bに負荷が掛かっている状態で入力ギヤ122Bに駆動力が入力された場合は、出力ギヤ123Bは回転せず、サンギヤ121が空転する。
図11に示すように、駆動伝達機構100は、レバー160をさらに備える。レバー160は、支持プレート102に固定された支持軸102Aに揺動可能に支持されている。
レバー160は、カム150と協働することにより、遊星歯車機構の要素であるサンギヤ121、リングギヤ122およびキャリア123のうちの1つの要素であるサンギヤ121に係合してサンギヤ121が回転しないように規制し、クラッチ120を伝達状態とし、サンギヤ121から離脱してクラッチ120を切断状態とする機能を有する。
具体的に、図13(a)に示すように、レバー160は、回転支持部161と、回転支持部161から延びる第1アーム162と、回転支持部161から第1アーム162と異なる方向に延びる第2アーム163とを有する。
回転支持部161は、円筒形状を有し、その内側に支持プレート102の支持軸102Aが入って、支持軸102Aに支持されている。
第2アーム163の先端は、クラッチ120の円板部121Bの外周面に向けて延びている。レバー160は、図示しないトーションスプリングにより先端がサンギヤ121(円板部121B)の外周面に向かうように付勢されている。第2アーム163は、先端にフック163Aを有する。フック163Aは、サンギヤ121の外周面の爪部121Cに係合してサンギヤ121の回転を規制することが可能である。
レバー160は、第1アーム162の先端部162Aが、第2カム部153Bと接触可能である。レバー160は、第1アーム162の先端部162Aがベース円部153Aと対向してフック163Aがクラッチ120の爪部121Cに係合する係合位置と、第1アーム162の先端部162Aが第2カム部153Bと接触して押し動かされることで、フック163Aが遊星歯車機構の1つの要素であるサンギヤ121の爪部121Cから離脱する離脱位置とに移動可能である。レバー160は、第2カム部153Bから離間して係合位置に位置する場合にクラッチ120を伝達状態とし、第2カム部153Bに接触して離脱位置に位置する場合にクラッチ120を切断状態とする。
この動作について、図13から図17を参照して説明する。なお、図13から図17に示した各部材は、イエローに対応する部材であるが、他の色についても、カム150の位相が異なるのみで、基本的な動作は同じである。
図13(a),(b)に示すように、第1アーム162の先端部162Aは、第2カム部153Bから離間した後に、ベース円部153Aに対向する。すると、第2アーム163のフック163Aは、クラッチ120のサンギヤ121の爪部121Cと係合して、レバー160は係合位置に位置する。クラッチ120は、レバー160によりサンギヤ121の回転が止められるので、入力ギヤ122Bが回転させられたときに出力ギヤ123Bが回転する伝達状態となる。これにより、現像ローラ61には、モータ3からの駆動力が伝達可能となり、モータ3が回転すると、駆動伝達ギヤ列100Dを介して現像ローラ61が回転する。また、カムフォロワ170は、接触部172の端面がカム面152Fの第1保持面F1に位置する。このため、スライド軸部171は、現像カートリッジ60のスライド部材64から離間している(図6(a)参照)。したがって、現像ローラ61は、接触位置に位置する。
図14(a),(b)に示すように、図13(a),(b)の状態からカム150が回転すると、カムフォロワ170の接触部172が第1保持面F1上を滑り、第1案内面F3に近づく。4つあるカム150のうち、特にイエローのカム150Yを現像ローラ61が接触位置にある状態で停止させる場合は、図14(a),(b)のような、接触部172が第1案内面F3に接する位置で停止させる。
現像ローラ61を感光ドラム50から離間させるとき、カム150Yはさらに回転し、接触部172が第1案内面F3と摺動して第1案内面F3に押し動かされ、図15(a),(b)に示すように、接触部172が第2保持面F2に接触する。このとき、スライド軸部171は、現像カートリッジ60のスライド部材64を回転軸線方向に押し動かす。そして、現像カートリッジ60が支持部材90の反力によって前側に押し動かされる(図6(b)参照)。現像ローラ61は、接触部172が第1案内面F3の第2保持面F2に近い位置にあるときに感光ドラム50から離間する。接触部172が第2保持面F2に接触すると、現像ローラ61は離間位置に保持される。
図16(a),(b)に示すように、現像ローラ61が離間位置に位置した後、カム150はさらに回転し、レバー160の第1アーム162の先端部162Aが第2カム部153Bに接触する。レバー160は、第1アーム162が第2カム部153Bに押し動かされることで揺動し、フック163Aがサンギヤ121の爪部121Cから外れて離脱位置に位置する。クラッチ120のサンギヤ121は、レバー160により回転が止められなくなるので、入力ギヤ122Bが回転させられたときに出力ギヤ123Bが駆動力を伝達しない切断状態となる。これにより、現像ローラ61には、モータ3からの駆動力が伝達不能となり、モータ3が回転しても、サンギヤ121が空転するだけで現像ローラ61は回転しない。
現像ローラ61を離間位置に位置させて維持する場合、図16(a),(b)のようなレバー160が離脱位置にある位置でカム150が停止する。4つあるカム150のうち、特にイエローのカム150Yを現像ローラ61を離間位置にある状態で一時停止させる場合は、図16(a),(b)の状態からさらに回転させる。そして、図17(a),(b)に示すように、接触部172が第2保持面F2のうち第2案内面F4側の端部(接触部172が第2案内面F4に接触する直前の位置)で一時停止させる。
現像ローラ61を離間位置から接触位置に移動させる場合、図16(a),(b)または図17(a),(b)の状態から、カム150を回転させる。すると、接触部172は、第2案内面F4を摺動して図13に示すような第1保持面F1と対向する位置に位置する。これにより、スライド軸部171は、バネ173の付勢力によって回転軸線方向に動き、スライド部材64から離れる。スライド部材64は、図6(a)の位置に戻り、現像カートリッジ60は図1の実線の位置に戻る。これによって、現像ローラ61は、感光ドラム50に接触する。現像ローラ61は、接触部172が第2案内面F4の第2保持面F2に近い位置を通過したときに感光ドラム50に接触する(図17(b)参照)。
そして、前記したように、レバー160がベース円部153Aと対向してサンギヤ121と係合する係合位置に位置することで、クラッチ120が伝達状態となる。
次に、ドラムユニット500を筐体10に装着するときの位置決めのための構造について、以下に詳しく説明する。以下の説明において、図18に示すような、ドラムユニット500が筐体10に装着されてすべての感光ドラム50が筐体10内の所定位置に配置され画像形成処理が可能な状態にあるときのドラムユニット500の位置を「収容位置」という。現像カートリッジ60を交換する際などには、ユーザは、ドラムユニット500を感光ドラム50や現像カートリッジ60が筐体10の外部に位置する「引出位置」まで引き出して作業する。
図18に示すように、ドラムユニット500が収容位置にあるとき、第1側壁910の第1係合部911は、第1サイドフレーム410の第1規制部411と係合し、第1側壁910の第2係合部912は、第1サイドフレーム410の第2規制部412と係合する。また、ドラムユニット500が引出位置にあるとき、第1側壁910の第1係合部911は、第1サイドフレーム410の第1規制部411から係合解除されており、第1側壁910の第2係合部912は、第1サイドフレーム410の第2規制部412から係合解除されている。
図3に示すように、第1規制部411は、第1サイドフレーム410の一部を構成するインナーカバー450の内側(第2サイドフレーム420側を向く面とは反対側の側面)に設けられており、インナーカバー450の前端の開口を通じて、前方(筐体10のフロントカバー11が設けられた開口側)からアクセス可能となっている。また、第2規制部412は、第1サイドフレーム410の一部を構成するインナーカバー460の内側(第2サイドフレーム420側を向く面とは反対側の側面)に設けられており、インナーカバー460の前端の開口を通じて、前方からアクセス可能となっている。
また、図18に示すように、画像形成装置1を床やテーブル等の設置面FPに設置し、ドラムユニット500を筐体10に装着した状態において、設置面FPから第1規制部411および第2規制部412までの距離、すなわち、第1規制部411および第2規制部412の高さHが同じである。また、カムフォロワ170の高さも、規制部411,412の高さと同じ(高さH)である。これにより、第1規制部411、第2規制部412および4つのカムフォロワ170は、設置面FPと平行な仮想平面PL1上にある。
図19(a)に示すように、第1規制部411は、引き出し方向において、第2規制部412よりも奥側、かつ、感光ドラム50の回転軸線50Xに平行な軸線方向において、第2規制部412よりも第2サイドフレーム420に近い(すなわち、第2規制部412よりも第2方向における第1サイドフレーム410からの距離が遠い)位置に配置されている。
図19(b)に示すように、第1係合部911は、第1側壁910の上部後端に設けられた後側に突出する突出部である。第1係合部911は、引き出し方向(第1方向)の奥側端部に設けられた、軸線方向における第2側壁920側を向く第1当接面211を有する。また、第1係合部911の後端面と第1当接面211との連接部分には、傾斜面311が設けられている。
図19(c)に示すように、第2係合部912は、第1側壁910の上部前方に設けられた後側に突出する突出部である。第2係合部912は、引き出し方向(第1方向)の手前側端部に設けられた、軸線方向における第2側壁920側を向く第2当接面212を有する。また、第2係合部912の後端面と第2当接面212との連接部分には、傾斜面312が設けられている。
図3に示すように、筐体10の第1サイドフレーム410には、引き出し方向における第1規制部411と第2規制部412の間に「位置決め部」の一例としての突起415が4つ設けられている。各突起415は角錐台形状に形成されている。本実施形態では、突起415は、4つの孔470の位置の下方、すなわち、引き出し方向における各カムフォロワ170に対応する位置にそれぞれ1つずつ配置されている。ここで、4つの突起415は、「第1作用部材」および「第2作用部材」にそれぞれ対応する「第1突起」および「第2突起」を例示するものである。
また、図4に示すように、ドラムユニット500の第1側壁910には、第2側壁920とは反対側の面に、4つの突起915が設けられている。各突起915は角錐台形状に形成されている。
図20に示すように、ドラムユニット500が筐体10に装着された状態で、突起915は、その端面916が、第1サイドフレーム410の対応する突起415の端面と当接する位置に配置されている。
第2サイドフレーム420には、4つの電極バネESが設けられている。4つの電極バネESは、それぞれ、第2方向(装着されたドラムユニット500の感光ドラム50の回転軸線50Xに平行な方向)に直交する仮想平面PL2に関して、4つの突起415と対称な位置に設けられている。換言すれば、第1サイドフレーム410の4つの突起415は、第1側壁910の4つの突起915の端面916と当接する位置が、第2方向から見て、それぞれ4つの電極バネESと重なるように配置されている。各電極バネESは、ドラムユニット500が筐体10に装着された状態で、ドラムユニット500の第2側壁920に設けられた図示せぬ端子部を介して、それぞれ対応する現像カートリッジ60に電気的に接続されるとともに、ドラムユニット500を第2サイドフレーム420側から第1サイドフレーム410に向けて付勢する。4つの電極バネESは、「第1現像カートリッジ」および「第2現像カートリッジ」に対応する「第1電極バネ」および「第2電極バネ」を例示するものである。
筐体10は、ドラムユニット500が装着された状態で、第1規制部411が、第1当接面211に当接し、第2規制部412が、第2当接面212に当接し、4つの突起415が、第1側壁910側の4つの突起915の端面916(すなわち、第2側壁920とは反対側の側面)に当接する。したがって、ドラムユニット500は、第1サイドフレーム410の規制部411,412によって、第2方向(軸線方向に沿って第1側壁910から第2側壁920に向かう方向)への移動が規制されるとともに、第1サイドフレーム410の突起415によって、第2方向とは反対の方向への移動が規制される。
図3および図18に示すように、第1サイドフレーム410には、ドラムユニット500が収容位置と引出位置との間を第1方向に沿って前後に移動可能となるように第1側壁910を支持するガイドレール480が設けられている。第2サイドフレーム420にも第2側壁920を支持する同様のガイドレール480が設けられており、ドラムユニット500を引き出し/装着するときには、第1側壁910および第2側壁920に設けられたローラWが、第1サイドフレーム410および第2サイドフレーム420に設けられたガイドレール480上を転動する。このように、ガイドレール480によってドラムユニット500の移動がガイドされる。ガイドレール480の後端には、やや低い位置に下に凹む凹部490が設けられている。
次に、図18および図21を参照しながら、ドラムユニット500を筐体10に装着するプロセスについて説明する。図21(a)に示すように、ドラムユニット500が引出位置から収容位置に向かって押し込まれていく間、ドラムユニット500のローラWが第1サイドフレーム410および第2サイドフレーム420のガイドレール480に支持されて後方に移動する。このとき、第1係合部911は第1規制部411から離間し係合解除された状態にあり、第2係合部912は第2規制部412から離間し係合解除された状態にある。また、4つの突起915も対応する突起415から離間した位置にあり、係合凹部930も連結パイプ440から離間している。
ドラムユニット500を、図21(a)の位置からさらに収容位置に向かって押し込んでいくと、図21(b)に示すように、第1規制部411が第1係合部911の第1当接面211に当接し、第2規制部412が第2係合部912の第2当接面212に当接する。詳しくは、まず、第1係合部911の傾斜面311および第2係合部912の傾斜面312が、ほぼ同時に、それぞれ対応する第1規制部411および第2規制部412に接触する。ここで、ローラWは、凹部490の縁に到達し、ドラムユニット500は、第1係合部911が第1規制部411に、第2係合部912が第2規制部412に、それぞれ係合する。このとき、第1規制部411および第2規制部412は、すでに、それぞれ第1当接面211、第2当接面212に当接して、ドラムユニット500の第2方向への移動を規制している。一方で、この状態においてもなお、係合凹部930は連結パイプ440に接触していない。
そして、ドラムユニット500を、図21(b)の状態からさらに収容位置に向かって押し込んでいくと、ローラWが凹部490に進入し、ドラムユニット500は、その自重により収容位置への移動をアシストされて後ろ斜め下方に移動する。このとき、第1規制部411が第1係合部911に当接し、第2規制部412が第2係合部912に当接した状態で、さらに、突起415の端面が対応する突起915の端面916に当接することで、左右方向(感光ドラム50の回転軸線50Xに平行な方向)における位置が決定し、最後に、図18に示すように、ローラWが完全に凹部490に入り込むことで上下方向における位置が決定し、係合凹部930が連結パイプ440に係合(接触)することで、前後方向における位置が決定する。
本実施形態の画像形成装置1において、前述のとおり、第1サイドフレーム410における現像カートリッジ60の押圧面182Aに対応する位置に設けられたカムフォロワ170が、第1側壁910の開口914を通って、対応する現像カートリッジ60を第2方向に押圧して(図18参照)、現像ローラ61を接触位置から離間位置へ移動させる(図6参照)ように構成されている。
具体的には、画像形成装置1は、第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kを使ってカラー印刷をする場合に、シートSへのトナー像の転写時に、シートSの移動に合わせて、第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kを接触位置に移動させ、各感光ドラム50の現像が終了した後に離間位置に移動させる。
以下、カムフォロワ170の押圧動作を、図22〜図23を参照して説明する。なお、図22および図23において、白抜き矢印は、カムフォロワ170による押圧力が発生していることを示す。
シートSが最も上流側の第1感光ドラム50Yに到達する前の状態において、すべての現像ローラ61は離間位置にある。そして、すべてのカムフォロワ170Y,170M,170C,170Kは、図22(a)に示すように、作動位置にあり、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kをそれぞれ押圧している。
そして、シートSが第1感光ドラム50Yに近づくと、第1現像ローラ61Yおよび第2現像ローラ61Mを接触位置に位置させるため、カムフォロワ170Y,170Mを、図22(b)に示すように待機位置に移動させるが、カムフォロワ170C,170Kは、そのまま作動位置に位置する。このとき、カムフォロワ170C,170Kが、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kをそれぞれ押圧し、カムフォロワ170Y、170Mは、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60Mを押圧しない。
そして、シートSが第2感光ドラム50Mに近づくと、第3現像カートリッジ60Cを動かし、第3現像ローラ61Cを接触位置に位置させるため、カムフォロワ170Cを、図22(c)に示すように待機位置に移動させ、カムフォロワ170Kのみが、そのまま作動位置に位置する。このとき、カムフォロワ170Kは、第4現像カートリッジ60Kを押圧し、カムフォロワ170Y,170M,170Cは、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cを押圧しない。
そして、シートSが第3感光ドラム50Cに近づくと、第4現像カートリッジ60Kを動かし、第4現像ローラ61Kを接触位置に位置させるため、カムフォロワ170Kを、図22(d)に示すように待機位置に移動させる。ここで、すべてのカムフォロワ170Y,170M,170C,170Kが、待機位置に位置し、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kはいずれも押圧されていない。
そして、第1現像ローラ61Yによる第1感光ドラム50Yの現像が終了すると、第1現像カートリッジ60Yを動かし、第1現像ローラ61Yを離間位置に移動させるため、カムフォロワ170Yを、図23(a)に示すように作動位置に移動させる。このとき、カムフォロワ170Yが、第1現像カートリッジ60Yを押圧し、カムフォロワ170M,170C,170Kは、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60C、第4現像カートリッジ60Kを押圧しない。
そして、第2現像ローラ61Mによる第2感光ドラム50Mの現像が終了すると、第2現像カートリッジ60Mを動かし、第2現像ローラ61Mを離間位置に移動させるため、カムフォロワ170Mを、図23(b)に示すように作動位置に移動させる。このとき、カムフォロワ170Y,170Mが、第1現像カートリッジ60Yおよび第2現像カートリッジ60Mをそれぞれ押圧し、カムフォロワ170C,170Kは、第3現像カートリッジ60C、第4現像カートリッジ60Kを押圧しない。
そして、第3現像ローラ61Cによる第3感光ドラム50Cの現像が終了すると、第3現像カートリッジ60Cを動かし、第3現像ローラ61Cを離間位置に移動させるため、カムフォロワ170Cを、図23(c)に示すように作動位置に移動させる。このとき、カムフォロワ170Y,170M,170Cが、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60Mおよび第3現像カートリッジ60Cをそれぞれ押圧し、カムフォロワ170Kは、第4現像カートリッジ60Kを押圧しない。
そして、第4現像ローラ61Kによる第4感光ドラム50Kの現像が終了すると、第4現像カートリッジ60Kを動かし、第4現像ローラ61Kを離間位置に移動させるため、カムフォロワ170Kを、図23(d)に示すように作動位置に移動させる。このとき、すべてのカムフォロワ170Y,170M,170C,170Kが、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kをそれぞれ押圧している。
なお、第4現像ローラ61Kだけを使ってモノクロ印刷をする場合においても、同様に、図23(d)に示すようなすべてのカムフォロワ170Y,170M,170C,170Kが作動位置にある状態から、シートSが第4感光ドラム50Kに近づくと、図23(c)に示すようなカムフォロワ170Kだけが待機位置に位置する状態にすることで、第4現像ローラ61Kのみを離間位置に移動させる。このとき、カムフォロワ170Y,170M,170Cが、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60Mおよび第3現像カートリッジ60Cをそれぞれ押圧し、カムフォロワ170Kは、第4現像カートリッジ60Kを押圧しない。
そして、第4現像ローラ61Kによる第4感光ドラム50Kの現像が終了すると、図23(d)に示すようなすべてのカムフォロワ170Y,170M,170C,170Kが、第1現像カートリッジ60Y、第2現像カートリッジ60M、第3現像カートリッジ60Cおよび第4現像カートリッジ60Kをそれぞれ押圧している状態に戻る。
以上に説明した画像形成装置1による作用効果について説明する。
筐体10に、ドラムユニット500が筐体10に装着された状態でドラムユニット500が感光ドラム50の回転軸線50Xに沿って第1側壁側から第2側壁側に向かう方向(第2方向)に移動することを規制する規制部411,412を設けることによって、ドラムユニット500を軸線方向において精確に位置決めして装着後にずれないように固定することができる。したがって、筐体10の連結プレート430に固定された露光装置40に対する感光ドラム50の精確な位置決めが可能であり、画像品質に影響する露光位置のずれを抑制することができる。
特に、上記実施形態のように、現像ローラ61を接触位置から離間位置へ移動させるカムフォロワ170が、現像カートリッジ60を第2方向に押圧する構成を採用する場合であっても、現像カートリッジ60が支持されているドラムユニット500がカムフォロワ170の押圧力により第2方向に付勢されることによる第2方向へのずれを抑制することができる。
また、上記実施形態のように、画像形成装置1が、ドラムユニット500が複数の感光ドラム50を有するカラープリンタである場合、図22から図23を参照して説明したように、ドラムユニット500の引き出し方向に並んだ複数のカムフォロワ170が、現像カートリッジ60を異なるタイミングで押圧し、ドラムユニット500を歪ませたり回転させたりする応力が作用するが、規制部が、引き出し方向(第1方向)に離れた位置に位置する第1規制部411および第2規制部412を含むものとすることで、ドラムユニット500の歪みや回転を抑制することができる。
また、第1規制部411および第2規制部412が、現像カートリッジ60を押圧するカムフォロワ170と同じ高さHに配置されているので、ドラムユニット500を歪ませることなく軸線方向のずれを抑制することができる。
ドラムユニット500を筐体10に装着した状態で、第1規制部411が、第1側壁910(第1係合部911)の軸線方向における第2側壁920側を向く第1当接面211に当接し、第2規制部412が、第1側壁910(第2係合部912)の軸線方向における第2側壁920側を向く第2当接面212に当接するとともに、第1規制部411と第2規制部412の間に設けられた突起415が、第1側壁910の軸線方向における第2側壁920とは反対側を向く側面(突起915の端面916)に当接することで、第1側壁910を軸線方向両側から挟持して確実に位置決め固定することができる。
ドラムユニット500が筐体10に装着された状態で、突起415が、ドラムユニット500を第1サイドフレーム410に向けて付勢する電極バネESに対応する位置に設けられているので電極バネESの付勢力を突起415により確実に受け止めることができる。したがって、ドラムユニット500の第1サイドフレーム410に向かう方向への位置のずれを抑制することができる。
第1規制部411が、引き出し方向において、第2規制部412よりも奥側、かつ、軸線方向において、第2規制部412よりも第2サイドフレーム420に近い位置に配置されているので、ドラムユニット500がガイドレール480にガイドされて、引出位置から収容位置に向かって押し込まれていく間、第1係合部911が第2規制部412と干渉することなく、スムーズに装着操作を行うことができる。
また、ドラムユニット500を筐体10に装着するプロセスの最終段階において、第1側壁910および第2側壁920の係合凹部930と連結パイプ440との係合による引き出し方向の位置決めに先立って、第1規制部411、第2規制部412および突起415による軸線方向の位置決め(規制)がなされるので、係合凹部930が連結パイプに係合するとき、および、係合後の、ドラムユニット500の筐体10に対する軸方向のずれによる削れ等を抑制することができる。
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することが可能である。
前記実施形態において、第1作用部材、第2作用部材として、回転するカム150の回転によって、作動位置と待機位置との間を移動可能なカムフォロワ170を例示したが、作用部材は、例えば、直動するカムによって、作動位置と待機位置との間を移動可能なカムフォロワであってもよいし、ソレノイドなどの直動型モータで現像カートリッジを押圧する構造であってもよく、現像カートリッジを直接押圧するカムからなるものであってもよい。
前記実施形態において、筐体10が2つの規制部(第1規制部411、第2規制部412)と、第1規制部411と第2規制部412との間に設けられた位置決め部(複数の突起415)を有する態様を例示したが、規制部は1つであってもよく、3つ以上あってもよい。また、突起の個数および配置も例示された態様に限定されない。
また、筐体における規制部の位置も、前記実施形態に例示した配置に限定されない。規制部が配置される位置は、第1サイドフレーム410でなくてもよく、第2サイドフレーム420の内側などに配置することもできる。2つ以上の規制部を配置する形態においては、各規制部の高さをカムフォロワと同じ高さとせず、上下にずらして配置してもよい。そして、ドラムユニット500の装着時に干渉しない配置であれば、奥側の第1規制部が手前側の第2規制部よりも内側(反対側のサイドフレームに近い位置)でなくてもよい。規制部を、筐体10の内部における、収容されたドラムユニット500に隣接する適切な位置に配置することにより、前記実施形態と同様に、ドラムユニット500の第2方向の正確な位置決めと装着時および装着後のずれを抑制することができる。また、規制部の配置によっては、位置決め部はなくてもよい。
例えば、前記実施形態においては、4色のトナーを用いてカラー画像を印刷する画像形成装置1を例示したが、3色や5色のトナーを用いてカラー画像を印刷する装置であってもよく、モノクロ画像を印刷する装置であってもよい。
また、画像形成装置は、複合機やコピー機であってもよい。
1 画像形成装置
10 筐体
40 露光装置
500 ドラムユニット
50 感光ドラム
50X 回転軸線
60 現像カートリッジ
61 現像ローラ
170 カムフォロワ
410 第1サイドフレーム
411 第1規制部
412 第2規制部
415 突起
420 第2サイドフレーム
430 連結プレート
440 連結パイプ
480 ガイドレール
910 第1側壁
911 第1係合部
912 第2係合部
914 開口
920 第2側壁
ES 電極バネ

Claims (16)

  1. 筐体と、
    前記筐体に対して引き出し可能に装着されるドラムユニットであって、引き出し方向に直交する方向に間隔をあけて配置された第1側壁および第2側壁と、前記第1側壁と前記第2側壁の間に、前記引き出し方向に沿って互いに間隔をあけて配置され、前記第1側壁および前記第2側壁に、それぞれ前記引き出し方向に直交する軸線を中心に回転可能に支持される第1感光ドラムおよび第2感光ドラムとを有するドラムユニットと、
    前記第1感光ドラムに対応する位置において前記ドラムユニットに支持され、前記第1感光ドラムに接触可能な第1現像ローラを有し、前記第1現像ローラが前記第1感光ドラムに接触する接触位置にある位置と、前記第1現像ローラが前記第1感光ドラムから離間する離間位置にある位置との間で移動可能な第1現像カートリッジと、
    前記第2感光ドラムに対応する位置において前記ドラムユニットに支持され、前記第2感光ドラムに接触可能な第2現像ローラを有し、前記第2現像ローラが前記第2感光ドラムに接触する接触位置にある位置と、前記第2現像ローラが前記第2感光ドラムから離間する離間位置にある位置との間で移動可能な第2現像カートリッジと、
    前記筐体の前記第1現像カートリッジに対応する位置に設けられ、前記第1側壁側から、前記第1現像カートリッジを押圧して前記第1現像ローラを前記接触位置から前記離間位置へ移動させる第1作用部材と、
    前記筐体の前記第2現像カートリッジに対応する位置に設けられ、前記第1側壁側から、前記第2現像カートリッジを押圧して前記第2現像ローラを前記接触位置から前記離間位置へ移動させる第2作用部材と
    を備え、
    前記筐体は、前記ドラムユニットが前記筐体に装着された状態で、前記第1作用部材が前記第1現像カートリッジを押圧すること、および/または、前記第2作用部材が前記第2現像カートリッジを押圧すること、に起因して前記ドラムユニットが移動することを規制する規制部を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 第1カムおよび第2カムをさらに備え、
    前記第1作用部材は、前記第1カムによって、前記第1現像カートリッジを押圧する作動位置と前記第1現像カートリッジを押圧しない待機位置との間を移動可能な第1カムフォロワを含み、
    前記第2作用部材は、前記第2カムによって、前記第2現像カートリッジを押圧する作動位置と前記第2現像カートリッジを押圧しない待機位置との間を移動可能な第2カムフォロワを含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記筐体は、前記ドラムユニットが前記筐体に装着された状態で、前記第1感光ドラムおよび前記第2感光ドラムの軸線方向における前記第1側壁の前記第2側壁とは反対側の側面を覆う第1サイドフレームと、前記第2側壁の前記軸線方向における前記第1側壁とは反対側の側面を覆う第2サイドフレームとを有し、
    前記規制部は、前記第1サイドフレームに、前記引き出し方向において互いに離れた位置に設けられた第1規制部と第2規制部とを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記画像形成装置を設置面に設置し、前記ドラムユニットを前記筐体に装着した状態において、前記設置面から前記第1規制部および前記第2規制部までの高さと、前記設置面から前記第1作用部材および前記第2作用部材までの高さとが同じであることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記第1規制部は、前記引き出し方向において、前記第2規制部よりも奥側、かつ、前記軸線方向において、前記第2規制部よりも前記第2サイドフレームに近い位置に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記筐体は、前記引き出し方向における前記第1規制部と前記第2規制部の間に設けられた位置決め部をさらに含み、
    前記第1側壁は、前記引き出し方向の奥側端部に設けられた前記軸線方向における前記第2側壁側を向く第1当接面と、前記引き出し方向の手前側端部に設けられた前記軸線方向における前記第2側壁側を向く第2当接面とを有し、
    前記ドラムユニットが前記筐体に装着された状態で、前記第1規制部は前記第1当接面に当接し、前記第2規制部は前記第2当接面に当接し、前記位置決め部は、前記第1側壁の前記第2側壁とは反対側の側面に当接することを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記位置決め部は、前記引き出し方向における、前記第1作用部材に対応する位置に設けられた第1突起と、前記第2作用部材に対応する位置に設けられた第2突起とを含むことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記ドラムユニットが前記筐体に装着された状態で、前記第1現像カートリッジに電気的に接続され、前記ドラムユニットを前記第2サイドフレーム側から前記第1サイドフレームに向けて付勢する第1電極バネと、
    前記ドラムユニットが前記筐体に装着された状態で、前記第2現像カートリッジに電気的に接続され、前記ドラムユニットを前記第2サイドフレーム側から前記第1サイドフレームに向けて付勢する第2電極バネと
    をさらに備え、
    前記第1電極バネと前記第1突起、および、前記第2電極バネと前記第2突起は、それぞれ、前記軸線方向に直交する仮想平面に関して対称な位置に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記筐体は、前記第1サイドフレームおよび前記第2サイドフレームの前記引き出し方向の奥側端部を連結する連結部材をさらに有し、前記ドラムユニットが前記筐体に装着された状態で、前記第1側壁および前記第2側壁が前記連結部材に係合することで、前記ドラムユニットが前記筐体に対して前記引き出し方向に位置決めされ、
    前記規制部は、前記ドラムユニットを前記筐体に装着するとき、前記第1側壁および前記第2側壁の前記連結部材への係合に先立って前記第1側壁の前記軸線方向の移動を規制することを特徴とする請求項3から請求項8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  10. 前記第1感光ドラムおよび前記第2感光ドラムを露光する露光装置をさらに備え、
    前記筐体は、前記第1サイドフレームおよび前記第2サイドフレームを連結する連結プレートをさらに有し、前記露光装置は、前記連結プレートに固定されていることを特徴とする請求項3から請求項9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  11. 第1サイドフレームを有する筐体と、
    前記筐体に対して第1方向に引き出し可能なドラムユニットであって、第1開口および第2開口を有する第1側壁と、前記第1側壁に対して、前記第1方向に直交する第2方向に間隔をあけて配置される第2側壁と、前記第1側壁と前記第2側壁の間に、前記第2方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に支持される第1感光ドラムと、前記第1側壁と前記第2側壁の間に、前記第1感光ドラムに対して前記第1方向に間隔をあけて配置され、前記第2方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に支持される第2感光ドラムと、を有し、前記ドラムユニットが、前記第1感光ドラムおよび前記第2感光ドラムが前記筐体の内部に位置する収容位置と、前記第1感光ドラムおよび前記第2感光ドラムが前記筐体の外部に位置する引出位置との間を前記第1方向に沿って移動可能となるように、前記第1側壁が前記第1サイドフレームによって支持されるドラムユニットと、
    第1現像ローラを有し、前記ドラムユニットに装着された状態において、前記第1現像ローラが前記第1感光ドラムに接触する接触位置にある位置と、前記第1現像ローラが前記第1感光ドラムから離間する離間位置にある位置との間で移動可能な第1現像カートリッジと、
    第2現像ローラを有し、前記ドラムユニットに装着された状態において、前記第2現像ローラが前記第2感光ドラムに接触する接触位置にある位置と、前記第2現像ローラが前記第2感光ドラムから離間する離間位置にある位置との間で移動可能な第2現像カートリッジと、
    前記第1サイドフレームの前記第1現像カートリッジに対応する位置に設けられ、前記第1側壁の前記第1開口を通って、前記第1現像カートリッジを前記第2方向に押圧して前記第1現像ローラを前記接触位置から前記離間位置へ移動させる第1作用部材と、
    前記第1サイドフレームの前記第2現像カートリッジに対応する位置に設けられ、前記第1側壁の前記第2開口を通って、前記第2現像カートリッジを前記第2方向に押圧して前記第2現像ローラを前記接触位置から前記離間位置へ移動させる第2作用部材と、
    を備え、
    前記第1側壁は、第1係合部と、前記第1係合部から前記第1方向に離れた位置に位置する第2係合部とを有し、
    前記第1サイドフレームは、第1規制部および第2規制部を有し、
    前記ドラムユニットが前記収容位置にあるとき、前記第1係合部が前記第1規制部と係合し、かつ、前記第2係合部が前記第2規制部と係合することで、前記第1作用部材が前記第1現像カートリッジを押圧すること、および/または、前記第2作用部材が前記第2現像カートリッジを押圧すること、に起因する前記ドラムユニットの移動を規制し、
    前記ドラムユニットが前記引出位置にあるとき、前記第1係合部が前記第1規制部から係合解除され、かつ、前記第2係合部が前記第2規制部から係合解除される
    ことを特徴とする画像形成装置。
  12. 前記画像形成装置を設置面に設置し、前記ドラムユニットを前記筐体に装着した状態において、前記設置面から前記第1規制部および前記第2規制部までの高さと、前記設置面から前記第1作用部材および前記第2作用部材までの高さとが同じであることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
  13. 前記第1規制部は、前記第2規制部よりも、前記第1方向における前記第2感光ドラムからの距離が遠く、前記第2方向における前記第1サイドフレームからの距離が遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
  14. 前記筐体は、前記第1感光ドラムおよび前記第2感光ドラムが前記筐体内に位置する収容位置と、前記第1感光ドラムおよび前記第2感光ドラムが前記筐体外に位置する引出位置との間を前記第1方向に沿って移動可能に、前記第2側壁を支持する第2サイドフレームをさらに有し、
    前記ドラムユニットが前記筐体に装着された状態で、前記第1現像カートリッジに電気的に接続され、前記ドラムユニットを前記第2サイドフレーム側から前記第1サイドフレームに向けて付勢する第1電極バネと、
    前記ドラムユニットが前記筐体に装着された状態で、前記第2現像カートリッジに電気的に接続され、前記ドラムユニットを前記第2サイドフレーム側から前記第1サイドフレームに向けて付勢する第2電極バネと
    をさらに備えることを特徴とする請求項11から請求項13のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  15. 前記筐体は、前記第2側壁を支持する第2サイドフレームであって、前記第1感光ドラムおよび前記第2感光ドラムが前記筐体内に位置する収容位置と、前記第1感光ドラムおよび前記第2感光ドラムが前記筐体外に位置する引出位置との間を前記第1方向に沿って移動可能な第2サイドフレームと、前記第1サイドフレームおよび前記第2サイドフレームを連結する連結部材であって、前記ドラムユニットが前記収容位置にあるとき、前記第1側壁および前記第2側壁が前記連結部材に接触することで、前記ドラムユニットを前記筐体に対して前記第1方向に位置決めする連結部材とをさらに有し、
    前記ドラムユニットが前記引出位置から前記収容位置に移動するとき、前記第1係合部が前記第1規制部と係合し、前記第2係合部が前記第2規制部と係合することにより前記ドラムユニットの前記第2方向の移動を規制した後に、前記第1側壁および前記第2側壁が前記連結部材に接触して前記ドラムユニットの前記第1方向の移動を規制することを特徴とする請求項11から請求項13のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  16. 筐体と、
    前記筐体から第1方向に引き出し可能なドラムユニットであって、第1係合部と、前記第1係合部から前記第1方向に離れた位置に位置する第2係合部とを有する第1側壁と、前記第1側壁に対して、前記第1方向に直交する第2方向に間隔をあけて配置される第2側壁と、前記第1側壁と前記第2側壁の間に、前記第2方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に支持される感光ドラムとを有するドラムユニットと、
    前記筐体の内部に設けられる第1サイドフレームであって、前記第1側壁を、前記感光ドラムが前記筐体の内部に位置する収容位置と、前記感光ドラムが前記筐体の外部に位置する引出位置との間を前記第1方向に沿って移動可能に支持し、前記ドラムユニットが前記収容位置にあるとき前記第1係合部と係合する第1規制部と、前記ドラムユニットが前記収容位置にあるとき前記第2係合部と係合する第2規制部とを有する第1サイドフレームと、
    前記筐体の内部に設けられ、前記第1サイドフレームに対して前記第2方向に間隔をあけて配置される第2サイドフレームと、
    前記第1サイドフレームおよび前記第2サイドフレームを連結する連結部材であって、前記ドラムユニットが前記収容位置にあるとき、前記第1側壁および前記第2側壁が前記連結部材に接触することで、前記ドラムユニットの前記筐体に対する前記第1方向についての位置を決める連結部材と
    を備え、
    前記ドラムユニットが前記引出位置から前記収容位置に移動するとき、前記第1係合部が前記第1規制部と係合し、前記第2係合部が前記第2規制部と係合することにより前記ドラムユニットの前記第2方向の移動を規制した後に、前記第1側壁および前記第2側壁が前記連結部材に接触して前記ドラムユニットの前記第1方向の移動を規制することを特徴とする画像形成装置。
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