JP2022043678A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスユニットを挿抜する画像形成装置において、プロセスユニットを画像形成装置本体から取り出す手順を簡単にして、低コストかつ小型化を実現する画像形成装置を提供すること。【解決手段】装置本体と、装置本体に着脱可能であって、像を担持可能な像担持体を備える着脱ユニット（プロセスユニット５）と、像担持体に対して接離可能に設けられた転写部材（転写ローラ１１）と、着脱ユニットに設けられ、像担持体に対する転写部材の位置を規制するユニット側ガイド部（ＰＣＵ側ガイド２９）と、装置本体に設けられ、ユニット側ガイド部に転写部材を案内するための本体側ガイド部（本体側ガイド３０）と、転写部材をユニット側ガイド部と本体側ガイド部との間で移動可能とする移動手段と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置の装置前面側からトナー担持体を含むプロセスユニットを引き出す際に、転写ローラユニットをプロセスユニットから離間させることが既に知られている。
例えば、特許文献１には、転写ローラを感光体ドラムから接離でき、且つ、転写ローラの正確な位置決めを行う構成が開示されている。しかし、プロセスユニットを挿抜する際に、挿抜軌跡から転写ローラを退避させるためには離間量が大きくなり、小型化できないというという問題があった。

また、特許文献２には、転写ローラと転写ローラの上下流の用紙搬送ガイドとを転写ユニットとし、装置本体または中間転写ユニットに位置決め部材を設けた構成が開示されている。しかし、位置決め部材を装置本体に設ける構成では、プロセスユニットを挿抜する際に、装置本体のガイド形状がプロセスユニットやトナー像担持体に接触する可能性があるため、カバー部材の追加や高精度部品を使うことによるコストが上昇するという問題があった。また、位置決め部材を中間転写ユニットに設ける構成では、プロセスユニットの挿抜軌跡から転写ローラを退避させるためには離間量が大きくなるという問題があった。

本発明は、プロセスユニットを挿抜する画像形成装置において、プロセスユニットを画像形成装置本体から取り出す手順を簡単にして、低コストかつ小型化を実現することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、
装置本体と、
装置本体に着脱可能であって、像を担持可能な像担持体を備える着脱ユニットと、
前記像担持体に対して接離可能に設けられた転写部材と、
前記着脱ユニットに設けられ、前記像担持体に対する前記転写部材の位置を規制するユニット側ガイド部と、
前記装置本体に設けられ、前記ユニット側ガイド部に前記転写部材を案内するための本体側ガイド部と、
前記転写部材をユニット側ガイド部と本体側ガイド部との間で移動可能とする移動手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、プロセスユニットを挿抜する画像形成装置において、プロセスユニットを画像形成装置本体から取り出す手順を簡単にして、低コストかつ小型化を実現することができる。

一実施形態の画像形成装置の構成例を説明する図である。 図１の画像形成装置において、本体開閉がバーを開けた状態を説明する図である。 プロセスユニットの構成例を説明する図である。 転写ユニットの構成例を説明する図である。 転写ローラの接離機構の一例を説明する図である。 プロセスユニットの挿抜と転写ユニットの開閉および周辺レイアウトの一例を説明する図である。 比較例の画像形成装置の転写ローラ軸のガイドの一例を説明する図である。 画像形成装置本体に転写ローラ軸のガイドを設けた比較例を説明する図である。 一実施形態の画像形成装置の転写ローラ軸のガイドの形状例を説明する図である。 ＰＣＵ側ガイドにより転写ローラ軸の位置が規制されている状態を説明する図である。 転写ローラが本体側ガイドに移動した状態を説明する図である。 ガイド間の隙間が転写ローラ軸の外径よりも大きい場合の構成例を説明する図である。 中間転写方式を用いた画像形成装置の構成例を説明する図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態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。

本発明は、画像形成装置前面から、像担持体を有するプロセスユニット（プロセスカートリッジ）を取り出す構成に際して、転写ローラを感光体から離間した際に本体側に設けた本体側ガイドに移動させることで、プロセスユニットの挿抜軌跡から退避させることが特徴になっている。

この特徴を実現するため、一実施形態の画像形成装置は、例えば、画像形成装置本体（プリンタ）１４と、装置本体に着脱可能であって、像を担持可能な像担持体（例えば、感光体または中転ベルト）を備える着脱ユニット（プロセスユニット５）と、像担持体に対して接離可能に設けられた転写部材（転写ローラ１１）と、着脱ユニットに設けられ、像担持体に対する転写部材の位置を規制するユニット側ガイド部（ＰＣＵ側ガイド２９）と、装置本体に設けられ、ユニット側ガイド部に転写部材を案内するための本体側ガイド部（本体側ガイド３０）と、転写部材をユニット側ガイド部と本体側ガイド部との間で移動可能とする移動手段（接離レバー２０、稼働レバー２１、転写ローラユニット２３等）と、を備える構成とする。なお、（ ）内は、図１から図６に示す構成を、一例として対応づけたものである。

このようにすると、着脱ユニットの取り付け／取り外し時に、着脱ユニットの挿脱軌跡から転写部材を移動させる移動量を小さくすることができる。さらに、ユニット側ガイド部と本体側ガイド部とをそれぞれ設けることで、精度が要求されるユニット側ガイド部の寸法を最適化でき、低コスト化が図れる。
上記記載の本発明の実施形態について、以下の図面を用いて詳細に解説する。

まず、画像形成装置全体の構成例について説明する。
図１、２は、一実施形態の画像形成装置の構成例を説明する図であり、図１は、本体開閉カバーを閉めた状態、図２は、本体開閉がバーを開けた状態を示す。
図１および図２において、１４は画像形成装置本体（装置本体）としてのプリンタ、５は感光体ドラム１上にトナー像（画像）を形成するプロセスユニット（作像部）、１７はパソコンなどの入力装置から入力された画像情報に基づいた露光光を感光体ドラム１上に照射する露光部（書込み部）、１１は感光体ドラム１上に形成されたトナー像を記録媒体７に転写する転写ローラ（転写部材）、７は転写紙等の記録媒体、１２は記録媒体７上の未定着画像を定着する定着装置、１０は転写ローラ１１に向けて記録媒体７を搬送するレジストローラ（タイミングローラ）、を示す。

ここで、プロセスユニット５は、像を担持可能な像担持体としての感光体ドラム１と、帯電部３（帯電ローラ）と、現像部４（現像装置）と、クリーニング部２（クリーニング装置）とが一体的にユニットとして構成されている。プロセスユニット５は、上述した着脱ユニットの一例であり、画像形成装置本体１４に対して、着脱可能（交換可能）に設置されている。

さらに詳しくは、像担持体としての感光体ドラム１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。図示は省略するが、感光体ドラム１は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層が順次積層されている。また、感光体ドラム１は、不図示の駆動モータによって、図１の反時計方向に回転駆動される。

本体開閉カバー１５は回転支点１６を中心に回動可能に設けられている。転写ローラ１１、レジストローラ１０の一部などは転写ユニット２４に設けられており、回転支軸２２を中心に回動可能に設けられている。転写ローラ１１は、像担持体に対して接離可能に設けられた転写部材の一例である。

次に、図３から図６を参照して、プロセスユニットおよび転写ユニットについて詳述する。
図３は、プロセスユニットの構成例を説明する図である。
図４は、転写ユニットの構成例を説明する図である。
図５は、転写ローラの接離機構の一例を説明する図である。
図６は、プロセスユニットの挿抜と転写ユニットの開閉および周辺レイアウトの一例を説明する図である。

図３を参照して、プロセスユニット５の構成例について説明する。
プロセスユニット５は、感光体ドラム１を、二つのプロセスユニット面板１８で挟んだ構成である。二つのプロセスユニット面板１８には、転写ローラ１１が感光体ドラム１に接触する際に、その位置を決めるための転写ローラ軸１９のＰＣＵ（プロセスユニット）側ガイド２９がそれぞれ設けられている。よって、転写ローラ１１が感光体ドラム１に当接した状態においては、転写ローラ１１も二つのプロセスユニット面板１８に挟まれた構成となっている。
また、プロセスユニット５は画像形成装置本体１４の内部に挿抜可能に設けられており、挿抜方向は感光体ドラム１の軸方向である。

転写ローラ１１と感光体ドラム１との位置は、以下の２つの構成で決めている。
１つ目は円周方向で、ＰＣＵ側ガイド２９によって決められる。
２つ目は軸間距離で、感光体ドラム１を剛体としたとき、転写ローラ１１の硬度と接離レバー２０の加圧力のバランスで決められる。もしくは転写ローラ軸１９に転写ローラ外径よりも外径が小さいコロを設け、これを感光体ドラム１の表面に当接させる方式もある。

図４を参照して、転写ユニット２４の構成例について説明する。
転写ユニット２４には転写ローラ１１を組み付けている着脱可能な転写ローラユニット２３を設けている。転写ユニット２４は、図６に示す本体側板２６に挟まれている。本体側板２６は、転写ユニット２４を開閉するときの回転支軸２２で、転写ユニット２４を保持している。
転写ローラ１１は、接離機構により、転写ローラ軸１９が、後述するＰＣＵ側ガイド２９、本体側ガイド３０に案内されて移動する。
転写ローラ１１の接離機構については図５を参照して説明し、転写ユニット２４の開閉機構については図６を参照して説明する。

図５を参照して、感光体ドラム１に対する転写ローラ１１の接離機構の一例について説明する。転写ローラ１１は、図１に示すように感光体ドラム１に押圧されている。
接離機構は、転写ローラ１１を、自重によって感光体ドラム１から離間する方向になるように配置する構成とする。また、接離機構は、少なくとも、転写ローラ１１を設けた転写ローラユニット２３と、接離レバー２０と、稼働レバー２１とにより、転写ローラ１１を移動させる。接離レバー２０は、転写ローラユニット２３を、接離レバー加圧方向２５に力がかかるようにバネで押圧する。一方、稼働レバー２１は、接離レバー２０を接離レバー加圧方向２５とは逆の方向に変位させる。
接離機構は、転写ローラ１１を、接離レバー２０を介して接離レバー加圧方向２５に押圧し、稼働レバー２１を稼働させることにより、感光体ドラム１に対して転写ローラ１１を接離させる機構である。

図６を参照して、プロセスユニット５の挿抜と転写ユニット２４の開閉について説明する。
プロセスユニット５は、画像形成装置本体に対して感光体ドラム１の軸方向、つまり矢印２８の方向に挿抜可能に設けられている。転写ユニット２４は、その両側に設けた転写ユニット開閉の回転支軸２２を本体側板２６に保持させており、回転支軸２２を中心に矢印２７の方向に開閉可能に設けられている。

また、本体側板２６に設けた転写ローラ軸１９の本体側ガイド３０の間口、および、プロセスユニット面板１８に設けた転写ローラ軸１９のＰＣＵ側ガイド２９の間口は、転写ユニット２４の回動軌跡に伴う転写ローラ軸１９の軌跡と交差するように設ける。

次に、図６に示した転写ローラ軸１９のＰＣＵ側ガイド２９、本体側ガイド３０の形状について詳細に説明する。
まず、比較例の構成と問題点等について、図７、８を参照して説明する。
今までの、プロセスユニットを装置本体から引き出す構成では、転写ローラを感光体に近接させるため、装置側面側に転写ローラユニットを設け、位置決め形状をプロセスユニットの面板に設けている。しかし、装置側面カバーを閉じる際に転写ローラを位置決めまでガイドする形状もプロセスユニットの面板に持たせているため、離間量が大きくなって小型化にできないという問題があった。

図７は、比較例の画像形成装置の転写ローラ軸のガイドの一例を説明する図である。図７では、転写ローラ１１と転写ローラ軸１９との位置の一例を破線で示している。
プロセスユニット面板１８に設けられた転写ローラ軸１９のガイド２９Ｐは、機能として二つに分けることができる。具体的には、転写ユニット２４の開閉動作によって近付いてくる転写ローラ軸１９の受取口２９Ｐ－１と、転写ローラ１１と感光体ドラム１を当接させる位置規制部２９Ｐ－２である。
このような構成においてはプロセスユニット５を画像形成装置本体１４から挿抜しようとする場合、転写ローラ１１をプロセスユニット５の挿抜軌跡、すなわち転写ローラ軸１９のガイド２９Ｐよりも外側に移動させなければいけない。

詳細には、転写ローラ１１を感光体ドラム１から離間しても、転写ローラ１１の当接角度を決めている位置規制部２９Ｐ－２に接触した状態となっている。ガイド２９Ｐは全てプロセスユニット５内に配置されているため、プロセスユニット５を引き出そうとしても転写ローラユニット２３と干渉する。そのため、装置前面からプロセスユニット５を引き出すために、装置側面のカバーを開けて、図２に示すように転写ユニット２４を退避させなければいけなかった。
そのため、先述した接離機構による移動量を増やすために周辺部品や画像形成装置本体１４のサイズアップ、もしくは転写ユニット２４を開くための作業手順の増加が必要となる。

次に、転写ローラ軸１９のガイドを画像形成装置本体のみに転写ローラ軸１９のガイドを設ける比較例について説明する。
図８は、画像形成装置本体に転写ローラ軸のガイドを設けた比較例を説明する図である。転写ローラ軸１９のガイド３０Ｐは、図６に示した本体側板２６に設けたとする。図８では、転写ローラ１１と転写ローラ軸１９との位置の一例を破線で示している。
この場合における利点は、プロセスユニット５を挿抜する際の転写ローラ１１の変位量は最小でよいという点である。しかし、プロセスユニット面板１８のガイド形状がなくなったことで、プロセスユニット５の挿抜や持ち運びを行う際に感光体ドラム１に接触しやすくなってしまうため、図示しない感光体保護カバー部品が必要となる。

また、転写ローラ軸１９のガイド３０Ｐは、図７に示した位置規制部２９Ｐ－２の機能を担うことになる。このため、位置規制の機能を本体側板２６側に設けると感光体ドラム１と転写ローラ１１の位置公差に関連する積み上がり部品が増えること、現状の構成よりも高精度な部品にする必要があること、などによるコストアップも生じる。

図７、８を参照して説明した問題点を解消するため、一実施形態では、ＰＣＵ側ガイド２９と本体側ガイド３０とにより転写ローラ軸１９を案内する。
図９は、一実施形態の画像形成装置の転写ローラ軸のガイドの形状例を説明する図である。
本発明の一実施形態では、転写ローラ軸１９のガイド形状のうち、高精度を必要とする位置規制部２９Ｐ－２として機能するＰＣＵ側ガイド２９をプロセスユニット面板１８に設け、相対的に低精度としてもよい受取口２９Ｐ－１として機能する本体側ガイド３０を、本体側板２６（図６参照）に設ける。

ＰＣＵ側ガイド２９は、上述したユニット側ガイド部の一例であり、本体側ガイド３０は、上述した本体側ガイド部の一例である。
ＰＣＵ側ガイド２９と本体側ガイド３０との間の隙間（距離）３１はガイドする転写ローラ軸１９の外径（転写部材としての転写ローラ軸１９におけるＰＣＵ側ガイド２９と本体側ガイド３０とに接する部分の直径）よりも小さくすることでガイド間からの脱落も防ぐことができる。これにより、ＰＣＵ側ガイド２９と本体側ガイド３０との間で、転写ローラ１１を安定して受け渡すことができる。ここでは、転写ローラ軸１９を用いて説明したが、転写ローラ１１などのローラ形状の転写部材が、ＰＣＵ側ガイド２９と本体側ガイド３０とに接して案内される部分の外径が隙間３１より大きい形状であればよい。

また、ＰＣＵ側ガイド２９と本体側ガイド３０と間の、転写ローラ１１の移動は、プロセスユニット（ＰＣＤＵ）５を着脱するために開くカバーの「開」を検知してから所定のタイミングにソレノイドやカムなどの機構によって稼働レバー２１を回動させて転写ローラ１１を離間位置へ移動させる。また、電源がＯＦＦになったときから所定のタイミングになったときにも転写ローラ１１を離間位置へ移動する。また、電源がＯＮになったときから所定のタイミングにソレノイドやカムなどの機構によって接離レバー２０を回動させて転写ローラ１１を接触位置へ移動させる。
転写ローラ１１は、通紙のときには、ＰＣＵ側ガイド２９に位置し、プロセスユニット５を着脱するときには、本体側ガイド３０に位置する。

このような構成を取ることで、現状よりも少ない接離移動量でプロセスユニット５の挿抜軌跡から転写ローラ１１を退避させることができる。また、挿抜時などの感光体ドラム１の保護部材も不要となる。さらに部品精度の最適配分ができるため、高精度化による部品コストアップも防ぐことができる。

図１０は、ＰＣＵ側ガイドにより転写ローラ軸の位置が規制されている状態を説明する図である。図１１は、転写ローラが本体側ガイドに移動した状態を説明する図である。図１０、１１では、転写ローラ１１と転写ローラ軸１９との位置の一例を破線で示している。
図１０に示すように、転写ローラ１１は、ＰＣＵ側ガイド２９により、転写ローラ軸１９の位置が規制される。詳細には、転写ローラ軸１９の位置は、ＰＣＵ側ガイド２９によって感光体ドラム１の中心からの円周方向上に決められる。
感光体ドラム１と転写ローラ１１との軸間距離については先に述べたように転写ローラ硬度と接離レバー２０との加圧力のバランスで決められる。またこのような状態になるのは、通紙するときや転写ローラ１１の表面をバイアスクリーニングするときである。

また、図１１に示すように、転写ローラ１１を感光体ドラム１から離間したときに本体側ガイド３０に移動させることで、プロセスユニット５の挿抜軌跡から退避させることができる。これにより、装置前面からの操作のみでプロセスユニット５を引き出すことができる。

また、ＰＣＵ側ガイド２９は、少なくとも一部に、感光体ドラム１に近づくにつれ、転写ローラ１１との隙間が小さい形状を有することが好ましい。
さらに、ＰＣＵ側ガイド２９または本体側ガイド３０の転写ローラ１１が入ってくる側の間口（入口側開口）を感光体ドラム１側の開口（像担持体側開口）よりも広くするとよい。このようにすると、転写ローラユニット２３の受け渡し性を向上させることができる。

一方、ＰＣＵ側ガイド２９と本体側ガイド３０とのガイド間の隙間３１を、ガイドする転写ローラ軸１９の外径よりも小さく取れない場合には、転写ローラ１１がＰＣＵ側ガイド２９から本体側ガイド３０へ移動することを補助する補助部材をさらに備えるとよい。
図１２は、ガイド間の隙間が転写ローラ軸の外径よりも大きい場合の構成例を説明する図である。図１２では、転写ローラ軸１９を保持する転写ローラユニット２３に、補助部材２３－１を加えた構成とする。転写ローラ軸１９が隙間３１に差し掛かるときに、転写ローラユニット２３に設けた補助部材２３－１と、プロセスユニット５の挿抜軌跡から離れた位置にある転写ユニット２４の一部とが接触する構成にする。また、補助部材は、転写ローラユニット２３の形状を一部変更して形成してもよい。
これにより転写ローラ軸１９の移動軌跡は、転写ローラユニット２３が有する補助部材２３－１と転写ユニット２４との接触箇所を中心とした円弧の軌跡となるので、転写ローラ軸１９はガイドの隙間３１に入ることなく本体側ガイド３０とＰＣＵ側ガイド２９との間を移動することが可能になる。

上述の実施形態では、像担持体として感光体ドラム１を、転写部材として転写ローラ１１を用いて説明したが、像担持体は中間転写ベルトであってもよく、転写部材はベルト形状であってもよい。

本発明は、例えば、図１３に示すように２次転写ローラ３６と中間転写ユニット３２との組み合わせる構成例においても適用可能である。図１３は、中間転写方式を用いた画像形成装置の構成例を説明する図である。着脱ユニットとしての中間転写ユニット３２は、像担持体としての中間転写ベルト３５と、中間転写ベルト３５を掛け渡す支持ローラ３３、３４を備える。転写ユニット２４は、転写部材としての２次転写ローラ３６を備える。画像形成装置は、中間転写ベルト３５の上に、イエロー（Ｙ）、マセンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応する４つの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが配置されている。４つの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成されたトナー像が中間転写ベルト３５に転写される。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ 感光体ドラム（像担持体）
５ プロセスユニット（着脱ユニット）
１１ 転写ローラ（転写部材）
１４ プリンタ（画像形成装置）
１８ プロセスユニット面板
１９ 転写ローラ軸
２０ 接離レバー
２１ 稼働レバー
２２ 支軸
２３ 転写ローラユニット
２３－１ 補助部材
２４ 転写ユニット
２６ 本体側板
２９ ＰＣＵ側ガイド
２９Ｐ－１ 受取部
２９Ｐ－２ 位置規制部
３０ 本体側ガイド

特開２００６‐０３０６４３号公報 特開２００７‐１２７７８４号公報

Claims (7)

1. 装置本体と、
   装置本体に着脱可能であって、像を担持可能な像担持体を備える着脱ユニットと、
   前記像担持体に対して接離可能に設けられた転写部材と、
   前記着脱ユニットに設けられ、前記像担持体に対する前記転写部材の位置を規制するユニット側ガイド部と、
   前記装置本体に設けられ、前記ユニット側ガイド部に前記転写部材を案内するための本体側ガイド部と、
   前記転写部材をユニット側ガイド部と本体側ガイド部との間で移動可能とする移動手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写部材は、前記着脱ユニットを着脱するときに、前記本体側ガイド部に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ユニット側ガイド部は、少なくとも一部に、前記像担持体に近づくにつれ前記転写部材との隙間が小さくなる形状を有する
   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。
4. 前記転写部材は、ローラ形状であり、
   前記ユニット側ガイド部と前記本体側ガイド部との間の距離は、前記転写部材における前記ユニット側ガイド部と前記本体側ガイド部とに接する部分の直径より小さい
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記接する部分は前記ローラ形状の転写部材の軸であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記転写部材は、ローラ形状であり、
   前記ユニット側ガイド部と前記本体側ガイド部との間の距離は、前記転写部材が前記ユニット側ガイド部と前記本体側ガイド部とに接する部分の直径以上であり、
   前記転写部材が前記ユニット側ガイド部から前記本体側ガイド部へ移動することを補助する補助部材をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記本体側ガイド部は、前記転写部材が侵入する側の入口側開口と該入口側開口よりも前記像担持体に近い側の像担持体側開口を有する形状であり、前記入口側開口の開口幅が前記像担持体側開口よりも広いことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
   

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