JP2021039252A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この構造では、ドラムの駆動軸は装置本体側に残した状態とされ、ドラムを筐体と共に引き出したときには駆動軸はドラムから相対的に引き出され、ドラムを筐体と共に装置本体に戻したときには再び駆動軸はドラムに挿入されるようになっている。
上記従来の画像形成装置は、感光ドラムの駆動軸の一端部は装置本体側の駆動源に連結されているので高い位置精度で保持することが可能である。
しかしながら、感光ドラムの駆動軸の他端部は、スライドして装置本体から引き出し可能な筐体に支持されているため、高い位置精度で保持することが困難であった。
即ち、引き出し可能な筐体は、装置本体に戻したときに、装置本体側に設けられた位置決め突起が挿入される位置決め穴が筐体の上部の二箇所に設けられている。従って、筐体は、上部二箇所の位置決め穴と筐体をスライド可能なレールとによって位置決めされる構造となっている。ところが、スライド可能なレールは、引き出されたときの筐体の自重によって荷重が大きく加わる場合でも円滑にスライドすることができるように、上下に遊びを設けることが必須であることから、実質的には、筐体は、上部の二箇所の位置決め穴で位置が決められている。このため、筐体は下端部が揺動を生じ得ることから十分な位置精度を得ることが困難であった。
画像形成の少なくとも一部の工程を行う工程ユニットと、
前記工程ユニットの格納と引き出しとを可能に支持する本体フレームと、
前記本体フレーム側に設けられ、前記工程ユニットの工程駆動軸の一端部に連結されて回転動力を付与する駆動源と、
前記工程駆動軸の他端部を挿入穴により支持して位置決めを行う扉型位置決めパネルとを備え、
前記扉型位置決めパネルは、一端部が前記本体フレームにより支点軸回りに回動可能に支持され、前記支点軸よりも回動端部側に、前記本体フレームに設けられた位置決め軸に嵌合する嵌合穴を有することを特徴とする。
図1は画像形成装置1の格納部用扉22を開いた状態を示す正面図、図2は画像形成装置1の外装扉21及び格納部用扉22を開いた状態を示す正面図である。また、図3〜図5は画像形成装置1の本体フレーム100の斜視図であって、図3は扉型位置決めパネルを開いた状態、図4はドラムユニット80の一つを引き出した状態、図5は全てのドラムユニット80を取り出した状態を示している。
画像形成装置1は、全体的に略直方体形状であり、図1〜図5に示すように、その高さ方向を画像形成装置1における上下方向、平面視で長尺方向を画像形成装置1における左右方向、平面視で短尺方向を画像形成装置1における前後方向とする。また、図1における紙面手前が前側、紙面奥側が後側とする。
なお、画像形成装置1の各構成についての配置や方向についての記載は、特にことわりがない場合には、組立誤差や部品誤差が存在しない理想的な状態であることを前提とする。
外装カバー20は、本体フレーム100の後面、左側面、右側面、上面及び前面の下部を覆う樹脂製又は板金からなる被覆層である。
そして、外装カバー20に覆われていない本体フレーム100の前面の上部は、外装扉21と格納部用扉22とにより覆われている。
即ち、外装扉21は、前面視矩形であって、左端部に上下方向に沿った支軸を有し、右端部が左側に回動して開かれる。
また、格納部用扉22は、前面視矩形であって、右端部に上下方向に沿った支軸を有し、左端部が右側に回動して開かれる。
外装扉21は、本体フレーム100のトナー格納部110の以外の全構成の前面側を覆うことが可能な幅に設定されている。従って、外装扉21は、格納部用扉22に比して左右幅が大幅に広く設定されている。
また、本体フレーム100には、外装扉21の開閉状態を検出する図示しないセンサと格納部用扉22の開閉状態を検出する図示しないセンサとが設けられている。
本体フレーム100は、画像形成装置1の全体構成を支持する骨格であり、直方体形状の枠体から構成されている。
本体フレーム100は、内側領域の最も右側に画像形成に使用されるトナーが入れられたトナーボトルBを格納するためのトナー格納部110が設けられ、その左側に隣接して、内部に複数のプリンタヘッドユニットPH(図10参照)が格納されたヘッドユニット格納部120が設けられている。
さらに、本体フレーム100の内側領域であって、ヘッドユニット格納部120の左隣には、複数のドラムユニット80が格納されたドラムユニット格納部140が設けられ、さらにその左隣には、上下に長い単一の中間転写ユニット90が配置される中間転写ユニット格納部150が設けられている。
トナー格納部110は、トナーボトルBの格納と引き出しが可能な四つの円形格納穴が上下方向に並んで設けられている。
それぞれのプリンタヘッドユニットは、対応する色彩の感光ドラム81の外周面に対して露光を行う露光装置であり、内部には露光光源であるレーザー素子とその光学系とが格納されている。
そして、ヘッドユニット格納部120において、各プリンタヘッド基準軸121〜124の前端部は、前側の隔壁125の前面から前方に突出しており、各プリンタヘッド基準軸121〜124の後端部は、後側の隔壁の後面から前方に突出している。
一般に、加工対象となる部材が大型化すると、その加工精度は顕著に低下する傾向にある。その中で、穴の加工位置精度は、比較的高く維持することが可能であることを本発明の発明者は見出した。
これを利用して、プリンタヘッド基準軸121〜124の図示しない支持枠は、四本のプリンタヘッド基準軸121〜124を挿通する保持穴を高い位置精度で形成し、支持枠を構成する各部材を高い位置精度で形成したネジ穴により組み付けている。
これにより、プリンタヘッド基準軸121〜124の軸中心が前後方向から見て一直線上に高精度で並び、各プリンタヘッド基準軸121〜124のそれぞれが高い平行度で並び、各プリンタヘッド基準軸121〜124が水平であってそれぞれの上下方向の間隔を高精度で目標とする間隔を維持することを可能としている。
そして、プリンタヘッド基準軸121,124の前側の隔壁125の前面から前方に突出した前端部と、後側の隔壁の後面から後方に突出した後端部とが、それぞれ、他の工程ユニットの位置決めを行うための位置決め軸となっている。具体的には、プリンタヘッド基準軸121,124の前端部は、後述する扉型位置決めパネル60の位置決めを行い、プリンタヘッド基準軸121,124の後端部は、後述する固定型位置決めパネル70の位置決めを行い、これらの位置決めパネル60,70を介して、各ドラムユニット80のドラム駆動軸831及び中間転写ユニット90の中間転写軸931の位置決めを行っている。
各ドラムユニット80は、感光ドラム81と、その周辺機器である、帯電器、現像器、転写器、トナー回収器、除電器等とを備え、これらが前後方向に長い直方体形状のユニット枠82に一体的に支持されている。
なお、感光ドラム81は、ユニット枠82に支持されていない前後方向に平行なドラム駆動軸831を中心に回転可能となっている。
これにより、各ドラムユニット80は、後方に押し込まれた格納状態と前方に引き出された引き出し状態とに切り替えることができる。また、各ドラムユニット80は、ドラムユニット格納部140から画像形成装置1の外部に取り出すこともできるようになっている。
この駆動機構83は、格納状態のドラムユニット80における感光ドラム81の中心に挿入された状態で回転駆動を行う工程駆動軸としてのドラム駆動軸831と、ドラム駆動軸831の回転の駆動源であるモータ833と減速器834を有する駆動部832とを備えている。
そして、各ドラムユニット80のドラム駆動軸831は、後端部(一端部)が固定型位置決めパネル70を貫通して設けられたスリーブ型の軸受71により回転可能に支持されると共に、上下左右に沿った平面上において、規定の位置に位置決めされている。なお、ドラム駆動軸831の後端部の先端は、減速器834に連結されている。
そして、ドラムユニット80が装置外に引き出されると、ドラム駆動軸831は、図9に示すように、後端部は固定型位置決めパネル70により支持され、前端部は支持されず、片持ち状態となる。
中間転写ユニット90は、前方から見て上下に長い長円状となる無端環状の中間転写体と、中間転写体を搬送可能に支持する従動ローラと、外部から回転動力が入力される中間転写ローラと、これら中間転写ローラ及び従動ローラを支持するユニット枠92とを備えている。
中間転写体は、四つのドラムユニット80を経由してそれぞれの感光ドラム81に形成された各色彩のトナー像が重畳的に転写され、その下側において、トナー像を記録媒体に転写する。
これにより、中間転写ユニット90は、ドラムユニット80と同様に、後方に押し込まれた格納状態と前方に引き出された引き出し状態とに切り替えることができる。また、中間転写ユニット90も、中間転写ユニット格納部150から画像形成装置1の外部に取り出すことができるようになっている。
この駆動機構93は、格納状態の中間転写ユニット90における中間転写ローラの中心に挿入された状態で回転駆動を行う工程駆動軸としての中間転写軸931と、中間転写軸931の回転の駆動源であるモータ933と減速器934からなる駆動部932とを備えている。
そして、中間転写ユニット90の中間転写軸931は、後端部(一端部)が固定型位置決めパネル70を貫通して設けられたスリーブ型の軸受72により回転可能に支持されると共に、上下左右に沿った平面上において、規定の位置に位置決めされている。なお、中間転写軸931の後端部の先端は、減速器934に連結されている。
そして、中間転写ユニット90が装置外に引き出されると、中間転写軸931は、後端部は固定型位置決めパネル70により支持され、前端部は支持されず、片持ち状態となる。
図10は固定型位置決めパネル70に対する各軸の配置を前方から見た概略図である。
固定型位置決めパネル70は、本体フレーム100の内側後部において、上下方向及び前後方向に平行な状態で固定された平板である。
固定型位置決めパネル70は、プリンタヘッド基準軸121,124の後端部を挿入して当該固定型位置決めパネル70の位置決めを行う嵌合穴と、四本のドラム駆動軸831の後端部を軸受71(図10では図示略)を介して支持して位置決めを行う挿入穴と、中間転写軸931の後端部を軸受72(図10では図示略)を介して支持して位置決めを行う挿入穴とを備えている。
前述したように、固定型位置決めパネル70に形成された各軸の嵌合穴や挿入穴は、高い位置精度で形成することができるので、プリンタヘッド基準軸121,124の嵌合穴と各ドラム駆動軸831及び中間転写軸931の挿入穴との相対的な位置関係も高い位置精度が維持されている。
従って、四本のドラム駆動軸831の後端部と中間転写軸931の後端部は、固定型位置決めパネル70により、高い位置精度が維持されている。
図11は扉型位置決めパネル60を前方から見た概略図、図12は扉型位置決めパネル60の正面図、図13は扉型位置決めパネル60の平面図である。
扉型位置決めパネル60は、本体フレーム100の前面側に位置し、開閉可能であって閉じた状態で上下方向と前後方向に平行となる平板である。そして、扉型位置決めパネル60は、その右端部に位置する、上下方向に平行な支点軸C回りに回動させることができる。扉型位置決めパネル60では、上下方向と前後方向に平行な状態を閉じた状態とし、支点軸C回りに左端部を前方に回動させた状態を開いた状態とする。
下側の嵌合穴65は、プリンタヘッド基準軸124の外径に略一致する内径の円穴であり、ほぼ隙間なくプリンタヘッド基準軸124を挿入することが出来る。
上側の嵌合穴64は、左右の幅がプリンタヘッド基準軸121の外径に略一致し、上下の幅がプリンタヘッド基準軸121の外径より僅かに大きな円穴であり、左右方向についてはほぼ隙間なくプリンタヘッド基準軸121を挿入することが出来る。
嵌合穴64の左右方向の中心と嵌合穴65の中心とを結ぶ直線と支点軸Cとは平行に設定されており、これにより、支点軸Cは上下方向に平行に調整される。
嵌合穴66は、上下の幅が位置決め軸101の外径に略一致し、左右の幅が位置決め軸101の外径より僅かに大きな円穴であり、上下方向についてはほぼ隙間なく位置決め軸101を挿入することが出来る。
この場合も嵌合穴66は、左右方向について位置決め軸101の外径よりも僅かに大きくすることで加工位置誤差を許容出来るようにしている。
扉型位置決めパネル60は、閉じた状態で本体フレーム100に対して精度良く位置決めされるので、当該扉型位置決めパネル60の嵌合穴64,65,66と上記挿入穴61,63とが相対的に規定の配置となるように、高い位置精度で形成することにより、各ドラム駆動軸831の前端部と中間転写軸931の前端部とを高精度で位置決めすることが可能である。
そして、位置決め部材62は、略円筒状であって、外周には、取付部材67の雌ネジに螺合する雄ネジ622が形成されており、内周には二つの軸受621が装備されている。
各軸受け621の内輪は、位置決め部材62の円筒部分と同心であり、当該位置決め部材62を取付部材67にねじ込んだときに、取付部材67とも同心となる。そして、軸受621の内輪の内径は、ドラム駆動軸831の外径と略一致して挿入可能となっている。つまり、各軸受け621の内輪の内側がドラム駆動軸831を挿入する挿入穴61となっている。
即ち、扉型位置決めパネル60が開かれている状態では、各ドラム駆動軸831は、片持ち状態であるため、前端部が自重によって規定の位置よりも低位置に下がる場合がある。そのような場合に、扉型位置決めパネル60に直接的に挿入穴61が設けられていると、ドラム駆動軸831の前端部と挿入穴61とが大きくずれを生じて、手で支えておかないと閉じることが出来ないおそれがある。特に、複数のドラム駆動軸831がいずれもそのような状態となると、扉型位置決めパネル60を閉じる作業自体が困難となる。
従って、扉型位置決めパネル60を閉じる際には、位置決め部材62を外しておいて、取付部材67にドラム駆動軸831を挿入する。取付部材67は、その内径が挿入穴61よりも十分に大きいので、ドラム駆動軸831の前端部が低位置に下がっている場合でも、容易にその内側に導くことが出来る。そして、取付部材67の内側にドラム駆動軸831が遊挿されている状態で位置決め部材62を前方から挿入し、ねじ込んで固定することにより、ドラム駆動軸831を正しい位置に導くことが出来る。従って、ドラム駆動軸831が複数存在する場合でも、扉型位置決めパネル60を容易に閉じて位置決めすることが可能となる。
かかるセンサ102は、支点軸Cからなるべく遠方となる位置、例えば、各挿入穴61,63よりも回動半径方向外側で扉型位置決めパネル60の開閉を検知するように配置することが好ましい。支点軸Cに近いほど、扉型位置決めパネル60の回動角度に対する回動接線方向の移動量は小さくなるので、誤検出が生じやすく、支点軸Cから離れた位置とする方が検出精度が向上するからである。
従って、例えば、制御装置は、センサ102から扉型位置決めパネル60が開いている状態であることを示す検出信号を受けた場合、或いは、センサ102から扉型位置決めパネル60が閉じている状態であることを示す検出信号が得られない場合に、画像形成処理を禁止する制御を実行する。
即ち、扉型位置決めパネル60には、各位置に固定ネジ68を挿通させる貫通穴が形成されている。この貫通穴は、位置決めによる扉型位置決めパネル60の位置変動を許容するために、固定ネジ68に対して遊びを有している。そして、本体フレーム100側に形成されたネジ穴に各固定ネジ68を締結することで、位置決めされた状態で扉型位置決めパネル60を本体フレーム100に固定することができる。
また、閉じた状態の扉型位置決めパネル60の前面は、前方から見て格納部用扉22(図1,図2参照)とは重合しないように配置されている。これは、格納部用扉22を開いたときには、扉型位置決めパネル60にアクセスできないようにするためである。
一方、扉型位置決めパネル60は、画像形成作業中に触れられると、各ドラム駆動軸831や中間転写軸931に位置ズレや支持状態からの脱落等が生じ、画質の劣化、画像形成不良、さらには、各ユニット80,90故障が生じ得る。従って、格納部用扉22を開いた状態でアクセスできないように扉型位置決めパネル60は配置されている。
以上のように、画像形成装置1は、扉型位置決めパネル60がプリンタヘッド基準軸121,124や位置決め軸101に嵌合する嵌合穴64〜66とドラム駆動軸831、中間転写軸931を挿入支持する挿入穴61,63とを有するので、本体フレーム100内において、ドラム駆動軸831や中間転写軸931を精度良く位置決めすることが可能となる。
また、仮に、扉型位置決めパネル60の支点軸C回りにスラスト方向又はラジアル方向の遊びが非常に小さく、ヒンジが扉型位置決めパネル60の位置決めに寄与する場合には、扉型位置決めパネル60を位置決めする嵌合穴は三つに満たなくとも良い。その場合には、扉型位置決めパネル60の支点軸Cに沿った軸と嵌合穴の一点とにより扉型位置決めパネル60を精度良く位置決めすることが可能である。
特に、プリンタヘッド基準軸121〜124の中で互いに最も離隔した二本のプリンタヘッド基準軸121,124を位置決め軸として利用するので、扉型位置決めパネル60、ドラム駆動軸831、中間転写軸931を特に精度良く位置決めすることが可能となる。
また、上記二本のプリンタヘッド基準軸121,124は、軸中心が支点軸Cに平行な直線上に並んで位置する構成としているので、扉型位置決めパネル60の支点軸Cに対する傾きを抑制するように位置決めすることが可能となる。
また、位置決め部材62に、ドラム駆動軸831を通す軸受621を内蔵しているので、ドラム駆動軸831の摺動を低減し、円滑に回転させることが可能となる。
特に、センサ102が、扉型位置決めパネル60における支点軸Cからドラム駆動軸831や中間転写軸931よりも遠方となる位置で開閉を検知するように配置しているので、開閉の誤検出を低減し、精度良く検出を行うことが可能となる。
このため、常に、トナー格納部110のトナーボトルBの交換作業を妨げず、作業性の向上が図られている。
また、扉型位置決めパネル60は、格納部用扉22と重合しないように配置され、格納部用扉22を開いても扉型位置決めパネル60が見えないように配置されている。このため、画像形成動作中に開かれる場合がある格納部用扉22を開いても扉型位置決めパネル60にアクセスすることが回避され、画像形成中に各ドラム駆動軸831や中間転写軸931の配置を安定的に保持することが可能となる。
なお、扉型位置決めパネル60の支点軸は、右端側としても良く、また、画像形成装置1の構造上支障が生じなければ、扉型位置決めパネル60は、左右又は背面のいずれかの側面に設けてもよい。
なお、各ドラム駆動軸831や中間転写軸931側ではなく、挿入穴61,63側に面取り加工や曲面部を形成しても良い。
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
20 外装カバー
21 外装扉
22 格納部用扉
60 扉型位置決めパネル
61,63 挿入穴
62 位置決め部材
621 軸受
622 雄ネジ
64〜66 嵌合穴
67 取付部材
68 固定ネジ(締結手段)
70 固定型位置決めパネル
71,72 軸受
80 ドラムユニット(工程ユニット)
81 感光ドラム
82 ユニット枠
83 駆動機構
831 ドラム駆動軸(工程駆動軸)
832 駆動部
833 モータ(駆動源)
834 減速器
90 中間転写ユニット(工程ユニット)
92 ユニット枠
93 駆動機構
931 中間転写軸(工程駆動軸)
932 駆動部
933 モータ(駆動源)
934 減速器
100 本体フレーム
101 位置決め軸
102 センサ(開閉検知手段)
110 トナー格納部
120 ヘッドユニット格納部
121〜124 プリンタヘッド基準軸
125,126 隔壁
140 ドラムユニット格納部
150 中間転写ユニット格納部
B トナーボトル
C 支点軸
PH プリンタヘッドユニット
Claims (19)
- 画像形成の少なくとも一部の工程を行う工程ユニットと、
前記工程ユニットの格納と引き出しとを可能に支持する本体フレームと、
前記本体フレーム側に設けられ、前記工程ユニットの工程駆動軸の一端部に連結されて回転動力を付与する駆動源と、
前記工程駆動軸の他端部を挿入穴により支持して位置決めを行う扉型位置決めパネルとを備え、
前記扉型位置決めパネルは、一端部が前記本体フレームにより支点軸回りに回動可能に支持され、前記支点軸よりも回動端部側に、前記本体フレームに設けられた位置決め軸に嵌合する嵌合穴を有することを特徴とする画像形成装置。 - プリンタヘッドユニットを備え、
前記位置決め軸は、前記本体フレームに対して前記プリンタヘッドユニットを位置決めするプリンタヘッド基準軸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。 - 複数の前記プリンタヘッドユニットを備え、
前記位置決め軸は、複数の前記プリンタヘッドユニットの前記プリンタヘッド基準軸の内、最も離隔した二本の前記プリンタヘッド基準軸であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 最も離隔した二本の前記プリンタヘッド基準軸は、前記支点軸に平行な直線上に並んで位置することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記扉型位置決めパネルは、前記本体フレームにより前記支点軸回りに支持される支持部がスラスト方向又はラジアル方向に遊びを有し、
前記扉型位置決めパネルは、少なくとも三つ以上の前記位置決め軸に個別に嵌合する前記嵌合穴を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記工程駆動軸の他端部を位置決めする前記挿入穴を有する位置決め部材を、前記扉型位置決めパネルに着脱可能に設けたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記位置決め部材に軸受を内蔵し、前記工程駆動軸の他端部を回転可能に支持することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記扉型位置決めパネルの開閉を検知する開閉検知手段を備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記開閉検知手段は、前記扉型位置決めパネルにおける前記支点軸から前記工程駆動軸の前記挿入穴よりも遠方となる位置で開閉を検知することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記扉型位置決めパネルは、外装扉の内側に配置されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記本体フレームは、トナーボトルを格納するトナー格納部を備え、
前記扉型位置決めパネルは、開閉いずれの状態でも、前記トナー格納部を遮蔽しないように設けられていることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記トナー格納部の開閉を行う格納部用扉を備え、
前記外装扉と前記格納部用扉が観音開きとなっていることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。 - 前記扉型位置決めパネルは、前記外装扉の内側に配置され、前記格納部用扉を開いても前記扉型位置決めパネルは見えないよう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。
- 前記本体フレームに固定され、前記工程駆動軸の一端部を支持して位置決めを行う固定型位置決めパネルを備えることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記扉型位置決めパネルは、前記本体フレームの前後左右のいずれかの側面に設けられ、
前記支点軸は、前記扉型位置決めパネルの前後左右のいずれかの端部に位置することを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 閉じた状態の前記扉型位置決めパネルを前記本体フレームに固定する締結手段を備えることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記工程駆動軸の他端部又は前記挿入穴に面取り部又は曲面部が形成されていることを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記工程ユニットはドラムユニットを含み、
前記工程駆動軸はドラム駆動軸を含むことを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記工程ユニットは中間転写ユニットを含み、
前記工程駆動軸は中間転写軸を含むことを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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