JP4596054B2 - タンデム型感光体ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
タンデム型のカラープリンタでは、各感光ドラムに対向して、現像ローラが備えられている。感光ドラムの表面には、静電潜像が形成される。感光ドラムの回転に伴って、静電潜像が現像ローラに対向すると、現像ローラから静電潜像にトナーが供給される。これによって、感光ドラムの表面にトナー像が形成される。各感光ドラムにそれぞれ対応する色のトナー像が形成され、その各色のトナー像がベルトにより搬送される用紙に重ねて転写されることにより、用紙へのカラー画像の形成が達成される。
この提案に係る構成では、各感光ドラムを保持するドラムサブユニットと、これらのドラムサブユニットを感光ドラムの軸方向の両側から挟む1対の側板とを備えている。両側板間には、各ドラムサブユニットに対応して、現像ローラを保持する現像カートリッジが着脱可能に装着される。そして、ドラムサブユニット、現像カートリッジおよび1対の側板は、ドラムユニットとして、本体ケーシングに対して着脱可能に装着される。
しかしながら、側板の周囲の温度(カラープリンタ内の温度)が変化したときに、金属側板と樹脂側板との間に、金属と樹脂との線膨張係数の差に起因する膨張/収縮量の差が生じる。金属側板と樹脂側板との間に膨張/収縮量の差が生じると、樹脂側板の膨張/収縮につられて金属側板が変形し、各感光ドラムの相対的な位置関係が変化(位置ずれ)するおそれがある。各感光ドラムの相対的な位置ずれは、用紙上での各色トナー像の位置ずれ(色ずれ)を招く。
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、各前記感光ドラムに対応して設けられ、前記1対の第1側板間に架設されており、前記感光ドラムの表面を帯電させるための帯電器を保持するドラムサブユニットを備えていることを特徴としている。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、各前記感光ドラムに対応して設けられ、前記1対の第1側板間に架設されており、前記感光ドラムを除電するための除電光を透過させる除電光透過部材を備えていることを特徴としている。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の発明において、前記第2側板には、各前記現像カートリッジが前記第2構造体に保持された状態で、各前記現像カートリッジ内の現像剤の量を光学的に検知するための検知光を通過させる検知光通過孔が前記軸線方向に貫通して形成されていることを特徴としている。
請求項9に記載の発明は、画像形成装置であって、装置本体と、前記装置本体内に装着される、請求項1〜8のいずれか一項に記載のタンデム型感光体ユニットとを備えていることを特徴としている。
よって、タンデム型感光体ユニットの軽量化および材料コストの低減を図ることができながら、周囲の温度変化などにかかわらず、複数の感光ドラムの相対的な位置関係を一定に保つことができる。
第1構造体および第2構造体は、それらの側面形状が感光ドラムの並び方向に延びているので、第1構造体および第2構造体間に生じる並び方向の膨張/収縮量の差は、第1構造体および第2構造体間に生じる第3の方向の膨張/収縮量の差よりも大きい。第1構造体が第2構造体に対して並び方向に遊びを有して取り付けられているので、その並び方向の大きな膨張/収縮量の差を遊び量で上手く吸収することができる。その結果、第1構造体に保持された各感光ドラムの相対的な位置関係を一定に保つことができる。
請求項3に記載の発明によれば、各感光ドラムに対応して、帯電器を保持するドラムサブユニットが設けられている。各ドラムサブユニットは、1対の第1側板間に架設されている。これにより、ドラムサブユニットを感光ドラムに対して高い位置精度で配置することができる。そのため、帯電器により感光ドラムの表面を良好に帯電させることができる。
請求項4に記載の発明によれば、ドラムサブユニットの軸線方向の一方側面には、帯電器への給電のための帯電電極が配置されている。これにより、装置本体から帯電電極を介して帯電器に電力を供給することができる。
請求項10に記載の発明によれば、装置本体内には、第1構造体および第2構造体をそれぞれ軸線方向の一方側に押圧するための押圧部材が備えられている。そのため、第1構造体(第1側板)と第2構造体(第2側板)との間に軸線方向に隙間が生じていても、タンデム型感光体ユニットが装置本体内に装着された状態では、第1構造体および第2構造体が軸線方向一方側に押圧されることにより、第1構造体および第2構造体を相対的に一定の位置関係をなす位置に配置することができ、また、タンデム型感光体ユニットを軸線方向において装置本体内の一定の位置に位置決めすることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るカラープリンタの側断面図である。
画像形成装置の一例としてのカラープリンタ1は、タンデム型のカラープリンタである。装置本体の一例としての本体ケーシング2内には、タンデム型感光体ユニットの一例としてのドラムユニット3が装着されている。このドラムユニット3は、本体ケーシング2の一方側面に設けられたフロントカバー4を開けて、本体ケーシング2に対して着脱可能となっている。
感光ドラム5は、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応して設けられ、前後方向に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの順に、互いに前後方向に等間隔を隔てて並列的に配置されている。
各現像カートリッジ7は、各感光ドラム5に対応して設けられ、その対応する感光ドラム5の前側に配置されている。現像カートリッジ7には、供給ローラ10および現像ローラ11などが保持されている。また、現像カートリッジ7内には、各色のトナーが収容されている。
感光ドラム5の回転に伴って、感光ドラム5の表面は、スコロトロン型帯電器8によって一様に帯電された後、露光器12からのレーザビームにより選択的に露光される。この露光により、感光ドラム5の表面に静電潜像が形成される。そして、感光ドラム5の回転に伴って、静電潜像が現像ローラ11に対向すると、供給ローラ10を介して、現像ローラ11から静電潜像にトナーが供給され、感光ドラム5の表面にトナー像が形成される。
2.ドラムユニット
図2は、図1に示すドラムユニットの左前上側から見た斜視図である。図3は、図1に示すドラムユニットの右前上側から見た斜視図である。図4は、図1に示すドラムユニットの右側面図である。図5は、図4に示す切断線V−Vにおけるドラムユニットの断面図である。図6は、図1に示すドラムユニットを感光ドラムの軸線方向内側から左側に見た側面図である。図7は、図2に示す第2構造体を感光ドラムの軸線方向内側から右側に見た側面図である。
(1)第1構造体
図8は、図5に示す感光ドラム、ドラムサブユニットおよび第1構造体の左前上側から見た斜視図である。図9は、図5に示す感光ドラム、ドラムサブユニットおよび第1構造体の右前上側から見た斜視図である。
(1−1)第1側板
左右の各第1側板22は、同一のプレス型を用いた金属板のプレス加工により作製され、同一の形状を有している。
各ドラム保持孔33の前側上方の位置には、その上端縁から側面視略三角形状に切り欠かれることにより、現像受け入れ溝35が形成されている。現像受け入れ溝35は、ドラムユニット3(第2構造体21)に現像カートリッジが装着された状態で、現像カートリッジ7の下端部を非接触状態で受け入れる。
各三角孔37の後側上方の位置には、前上がりに傾斜する方向に間隔を空けた2つの位置に、それぞれボス孔18が形成されている。
(1−2)ドラムサブユニット
ドラムサブユニット6は、図8および図9に示すように、1対の第1側板22間に架設されており、幅方向において間隔を隔てて対向配置される1対のサイドフレーム23と、各サイドフレーム23間に架設されるセンターフレーム24とを備えている。
各ドラムサブユニット6が1対の第1側板22間に架設されることにより、第1側板22および4つのドラムサブユニット6による梯子状の構造物が形成される。
(1−3)感光ドラム
感光ドラム5は、図8および図9に示すように、1対の第1側板22間に架設されており、円筒状のドラム本体40と、ドラム本体40の両端部にそれぞれ相対回転不能に嵌合される2つのフランジ部材41とを備えている。
フランジ部材41は、樹脂材料からなり、ドラム本体40の両端部に、その一部が挿入されている。左側のフランジ部材41には、感光ドラム5の軸方向外側(左側)の端面に、受動溝44が形成されている。この受動溝44には、ドラムユニット3が本体ケーシング2内に装着された状態で、後述する本体ケーシング2内に設けられたドラム駆動入力部94が接続される。
(2)第2構造体
図10は、図2に示す第2構造体の左前上側から見た斜視図である。図11は、図3に示す第2構造体の右前上側から見た斜視図である。
(2−1)フロントビーム
フロントビーム51は、樹脂からなる。フロントビーム51は、図10および図11に示すように、1対の第2側板53の前端部間に架設されている。
フロントビーム51の幅方向の両側面には、図6に示すように、前上がりに傾斜する方向に間隔を空けた2つの位置に、それぞれ円筒形状の連結ボス57が幅方向外側に向けて突出して形成されている。連結ボス57は、第1側板22のボス挿通孔29よりも小さい外径を有し、そのボス挿通孔29に挿通される。
第1側板用ボス63は、第1側板22の各第1ボス孔26に挿通される。第1側板用ボス63が円筒形状に形成され、第1ボス孔26がそれぞれ前後方向に延びる長孔として形成されているため、第1側板用ボス63は、第1ボス孔26に対して前後方向に遊びを有している。
(2−2)リヤビーム
リヤビーム52は、樹脂からなる。リヤビーム52は、図10および図11に示すように、1対の第2側板53の後端部間に架設されている。
リヤビーム52の幅方向の両側面には、図6に示すように、それぞれ連結ボス58が幅方向外側に向けて突出して形成されている。連結ボス58は、第1側板22の連結ボス孔32の内径よりも小さい径を有する円筒形状に形成されている。
(2−3)第2側板
第2側板53は、たとえば、繊維強化樹脂からなる。第2側板53は、図6に示すように、第1側板22と比較して、上下方向に幅広かつ前後方向にほぼ同じ長さを有する側面視略細長矩形板状に形成されている。第2側板53の前端部および後端部は、図10および図11に示すように、それぞれフロントビーム51およびリヤビーム52に対向している。
また、第2側板53には、各現像カートリッジ7(図1参照)が第2構造体21(ドラムユニット3)に装着された状態で、各現像カートリッジ7の側面に形成された検知窓77(図1参照)と幅方向に対向する位置に、検知光通過孔78が幅方向に貫通して形成されている。
第2側板53の後端部には、図7に示すように、リヤビーム52の連結ボス58(図6参照)と幅方向に対向する位置に、ねじ孔67が形成されている。ねじ孔67に対して幅方向外側からねじ61が挿通され、このねじ61がリヤビーム52の連結ボス57に螺着されることにより、リヤビーム52が第2側板53に対して固定される。
(2−3−1)左側の第2側板
左側の第2側板53には、図10に示すように、各感光ドラム5の軸方向左端部を露出させるドラムカップリング挿通孔81が形成されている。
(2−3−2)右側の第2側板
右側の第2側板53には、図7および図11に示すように、4つの帯電ワイヤ電極開口部83、4つの帯電グリッド電極開口部84、4つの除電光通過孔85および4つの現像電極86が形成されている。
除電光通過孔85は、各帯電グリッド電極開口部84の後側斜め下方に配置されている。この除電光通過孔85は、除電光透過部材46(図3参照)と対向する位置において、厚さ方向を貫通する角孔として形成されている。ドラムユニット3の外側に設けられる図示しない除電ランプから出射された除電孔が、除電光通過孔85を通過して除電光透過部材46(図9参照)を介して感光ドラム5の周面に供給されることにより、感光ドラム5の周面が露光され、感光ドラム5の周面に残留した正電荷が除電される。
3.第1構造体および第2構造体の連結構造
第1構造体20は、第2構造体21の1対の第2側板53、フロントビーム51およびリヤビーム52により構成される枠体の内側に配置される。
そして、第1側板22の第1ボス孔26には、フロントビーム51の第1側板用ボス63が前後方向に遊びを有して挿通される。第1側板用ボス63の先端部は、前述したように、第2側板53の第1ボス孔68に挿通される。また、第1側板22の支持軸挿通孔28には、支持軸54(図2および図3参照)が挿通される。さらに、第1側板22のボス挿通孔29には、連結ボス57が遊びを有して挿通される。
また、図5に示すように、第2構造体21の第2側板53は、第1側板22を幅方向外側から挟むように配置されている。第2側板53の第1側板用ボス75(図7参照)は、第1側板22の第4ボス孔31(図6参照)に対して遊びのない状態で嵌合される。また、第2側板53の第1側板用ボス76(図7参照)は、第1側板22の第2ボス孔27(図6参照)に対して前後方向に遊びを有して嵌合される。
また、図5に示すように、第1側板22の後端部は、第2側板53とリヤビーム52とに幅方向から挟まれた状態で固定されている。一方、右側の第1側板22の前端部は、第2側板53との間に幅方向に隙間91が形成される状態で介在され、左側の第1側板22の前端部は、フロントビーム51との間に幅方向に隙間91が形成される状態で介在されている。
4.本体ケーシングの内部構造
図5に示すように、本体ケーシング2内には、押圧部材の一例としての本体側現像電極92、押圧部材の一例としての本体側帯電電極93およびドラム駆動入力部94が備えられている。本体側現像電極92、本体側帯電電極93およびドラム駆動入力部は、ドラムユニット3が本体ケーシング2内に装着された状態で、ドラムユニット3に対して進退可能に設けられている。
5.作用効果
以上のように、4つの感光ドラム5は、互いに並列に配置され、第1構造体20(1対の第1側板22)に一括して保持されることにより相対的に位置決めされている。各感光ドラム5には、現像カートリッジ7が個別に対応して設けられている。これらの現像カートリッジ7は、第2構造体21に一括して保持される。そして、第1構造体20は、前後方向の後側において、第2構造体21に固定され、前後方向の前側において、第2構造体21に対して前後方向に遊びを有して取り付けられている。そのため、ドラムユニット3の周囲の温度の変化に伴い、第1構造体20と第2構造体21(第2側板53)との間に膨張/収縮量の差が生じても、その差を第2構造体21に対する第1構造体20の遊び量で吸収することができる。その結果、第2構造体21の膨張/収縮につられて第1構造体20が変形することを防止でき、第1構造体20に保持された各感光ドラム5の相対的な位置関係(ドラムピッチ)を一定に保つことができる。
よって、ドラムユニット3の軽量化および材料コストの低減を図ることができながら、周囲の温度変化などにかかわらず、4つの感光ドラム5の相対的な位置関係を一定に保つことができる。
第1構造体20および第2構造体21は、それらの側面形状が前後方向に延びているので、第1構造体20および第2構造体21間に生じる前後方向の膨張/収縮量の差は、第1構造体20および第2構造体21間に生じる上下方向の膨張/収縮量の差よりも大きい。第1構造体20が第2構造体21に対して前後方向に遊びを有して取り付けられているので、その前後方向の大きな膨張/収縮量の差を遊び量で上手く吸収することができる。その結果、第1構造体20に保持された各感光ドラム5の相対的な位置関係を一定に保つことができる。
また、各感光ドラム5に対応して、スコロトロン型帯電器8を保持するドラムサブユニット6が設けられている。各ドラムサブユニット6は、1対の第1側板22間に架設されている。これにより、ドラムサブユニット6を感光ドラム5に対して高い位置精度で配置することができる。そのため、スコロトロン型帯電器8により感光ドラム5の表面を良好に帯電させることができる。
また、ドラムサブユニット6の右側のサイドフレーム23の右側面には、スコロトロン型帯電器8への給電のための帯電ワイヤ電極38および帯電グリッド電極39が配置されている。これにより、本体ケーシング2から帯電ワイヤ電極38および帯電グリッド電極39を介してスコロトロン型帯電器8に電力を供給することができる。
また、本体ケーシング2内には、第1構造体20および第2構造体21をそれぞれ左側に押圧するための本体側現像電極92および本体側帯電電極93が備えられている。そのため、第1構造体20(第1側板22)と第2構造体21(第2側板53)との間に幅方向に隙間91が生じていても、ドラムユニット3が本体ケーシング2内に装着された状態では、第1構造体20および第2構造体21が左側に押圧されることにより、第1構造体20および第2構造体21を相対的に一定の位置関係をなす位置に配置することができ、また、ドラムユニット3を幅方向において本体ケーシング2内の一定の位置に位置決めすることができる。
2 本体ケーシング
3 ドラムユニット
5 感光ドラム
6 ドラムサブユニット
7 現像カートリッジ
8 スコロトロン型帯電器
20 第1構造体
21 第2構造体
22 第1側板
38 帯電ワイヤ電極
39 帯電グリッド電極
46 除電光透過部材
51 フロントビーム
52 リヤビーム
53 第2側板
72 カートリッジ案内部
78 検知光通過孔
86 現像電極
91 隙間
92 本体側現像電極
93 本体側帯電電極
Claims (10)
- 画像形成装置の装置本体内に装着されるタンデム型感光体ユニットにおいて、
互いに並列に配置される複数の感光ドラムと、
前記感光ドラムの軸線方向から見た側面形状が前記感光ドラムの並び方向に延び、前記複数の感光ドラムを一括して保持し、前記複数の感光ドラムを相対的に位置決めする第1構造体と、
前記軸線方向から見た側面形状が前記並び方向に延び、各前記感光ドラムに対応して設けられた現像カートリッジを一括して保持する第2構造体とを備え、
前記第1構造体は、
金属から形成されており、前記軸線方向に互いに対向して配置され、それぞれ前記並び方向に延び、各前記感光ドラムの前記軸線方向の両端部を保持する1対の第1側板を備え、
前記第2構造体は、
樹脂から形成されており、前記第1構造体を前記軸線方向の外側から挟むように配置され、それぞれ前記並び方向に延びる1対の第2側板と、
前記複数の感光ドラムに対して前記並び方向の一方側に配置され、前記1対の第2側板間に架設される第1ビーム部材と、
前記複数の感光ドラムに対して前記並び方向の他方側に配置され、前記1対の第2側板間に架設される第2ビーム部材とを備え、
各前記第1側板の前記並び方向の一端部は、前記第2側板と前記第1ビーム部材とに挟まれ、各前記第1側板の前記並び方向の他端部は、前記第2側板または前記第2ビーム部材との間に前記軸線方向に隙間が形成される状態で、前記第2ビーム部材と前記第2側板との間に介在されており、
前記第1構造体は、
前記並び方向の一方側において、前記第2構造体に固定され、
前記並び方向の他方側において、前記第2構造体に対して、前記軸線方向および前記並び方向の両方向と直交する方向に固定され、前記並び方向に遊びを有して取り付けられている、タンデム型感光体ユニット。 - 各前記第1側板は、同一のプレス型を用いたプレス加工により形成される、請求項1に記載のタンデム型感光体ユニット。
- 各前記感光ドラムに対応して設けられ、前記1対の第1側板間に架設されており、前記感光ドラムの表面を帯電させるための帯電器を保持するドラムサブユニットを備えている、請求項1または2に記載のタンデム型感光体ユニット。
- 前記ドラムサブユニットの前記軸線方向の一方側面には、前記帯電器への給電のための帯電電極が配置されている、請求項3に記載のタンデム型感光体ユニット。
- 各前記感光ドラムに対応して設けられ、前記1対の第1側板間に架設されており、前記感光ドラムを除電するための除電光を透過させる除電光透過部材を備えている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のタンデム型感光体ユニット。
- 前記第2側板には、前記第2構造体に対する前記現像カートリッジの着脱を案内するためのカートリッジ案内部が形成されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のタンデム型感光体ユニット。
- 前記第2側板には、各前記現像カートリッジが前記第2構造体に保持された状態で、各前記現像カートリッジ内の現像剤の量を光学的に検知するための検知光を通過させる検知光通過孔が前記軸線方向に貫通して形成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載のタンデム型感光体ユニット。
- 一方の前記第2側板の前記軸線方向の外側面には、前記現像カートリッジへの給電のための現像電極が配置されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載のタンデム型感光体ユニット。
- 装置本体と、
前記装置本体内に装着される、請求項1〜8のいずれか一項に記載のタンデム型感光体ユニットとを備えている、画像形成装置。 - 前記装置本体内には、前記第1構造体および前記第2構造体を、それぞれ前記軸線方向の一方側に押圧するための押圧部材が備えられている、請求項9に記載の画像形成装置。
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