JP4708546B2 - 画像形成ユニット及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた複写機やプリンター等に用いられる画像形成ユニット及びこれを用いて転写材に画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真画像形成装置にあっては、像担持体である感光体ドラム上に形成したトナー像を転写材に転写した画像を形成するが、カラー画像形成装置にあっては感光体ドラム上に順次形成する各色トナー像を中間転写体に重畳転写し、そのカラー画像を転写材に一括転写する構成を有するものが用いられてきた。この場合、感光体ドラム等の劣化、消耗する部材の取り扱いを容易にするために、これらをユニット化して装置本体に着脱可能としたものが広く用いられるようになっている。
【０００３】
そして、このように中間転写体を用いたカラー画像形成装置は、特開平8−137181号、特開平10−301464号、特開平11−295998号に示すように、感光体ユニットと中間転写体ユニットがそれぞれ独立したユニット構成となっており、ユニット寿命に達した際、或いはジャム（紙詰まり）処理の際に着脱できる構成となっている。
【０００４】
ここで、特開平8−137181号は装置前面の可動側フレームを装置前面下方へ回動して開き、感光体ユニットと中間転写体ユニットをそれぞれ上方より着脱する構成となっている。また、特開平10−301464号では感光体ユニットと中間転写体ユニットを、それぞれ独立して装置本体前面に水平に引き出せる可動体に着脱する構成となっている。これら２つの実施例は転写材搬送方向と平行方向にユニット着脱を実施している（以下これらを「従来例Ａ」という）。
【０００５】
一方、特開平11−295998号では、転写材搬送方向と直角方向にユニットをスライドして着脱する構成となっている（以下「従来例Ｂ」という）。
【０００６】
従来例Ａのような画像形成装置の高圧接点構成は、例えば中間転写体ユニットに設けられた一次転写手段、及びクリーニング手段へバイアス電圧の供給を受ける高圧接点、及び二次転写対向ローラのアース接点は中間転写体ユニットの側面に設けられ、可動体側面に設けられた接点ピンと圧縮バネで構成される接点手段と接続され、更に可動体を画像形成装置本体に押し込むことで、装置本体と接続される。
【０００７】
また、感光体ユニットに設けられた帯電手段へのバイアス電圧の供給を受ける高圧接点は感光体ユニットの側面或いは上面に設けられ、画像形成装置本体に挿入することで、接続される構成となっており、高圧接点部はユニット毎に離れた位置に設けられている。
【０００８】
接点部の構成としては、前記接点ピンと圧縮バネの構成の他に、板バネを用いたものが一般的である。
【０００９】
従来例Ｂに示すような、転写材搬送方向の直角方向から各ユニットをスライド着脱する構成の画像形成装置は、各ユニットのスライド方向奥側と装置本体フレーム側面に設けたフローティングコネクタが、ユニットを挿入することで連結する構成が一般的である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来実施例では以下のような課題があった。
【００１１】
従来例Ａのような構成の画像形成装置では、装置本体フレーム側面に各ユニットに対応した高圧接点を設けるために、高圧基板からそれぞれの離れた位置まで高圧配線をしなければならず、組立て性とコストの面で課題が残っている。
【００１２】
また、従来例Ｂのような構成の画像形成装置では、装置本体フレーム側面に各ユニットを着脱するための開口部が必要となり、装置全体のフレーム剛性に悪影響を与える。さらに、従来例Ａと同様に、装置本体フレーム側面に各ユニットに対応した高圧接点を設けるために、高圧基板からそれぞれの離れた位置まで高圧配線をしなければならず、組立て性とコストの面で課題が残っている。
【００１３】
本発明は従来の上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線を簡略化し、ユニットの組立性を向上させるとともに小型化を可能とした画像形成ユニット及びこれを用いる画像形成装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、画像形成装置本体に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、像担持体を有する第一ユニットと、前記像担持体上の像が転写される中間転写体を有する第二ユニットと、を有し、前記第二ユニットは、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を転写する転写部材と、前記中間転写体から転写材に転写されず残留したトナーを帯電する帯電部材と、前記装置本体の接点に接触して前記第一ユニットに電力を供給するための電気接点手段と、前記装置本体の接点から前記転写部材に電力を供給するための第一の電気接点部と、前記帯電部材に電力を供給するための第二の電気接点部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係る画像形成ユニット及び画像形成装置について図面を参照して説明する。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は第１実施形態に係る電子写真画像形成装置Ａで、４色フルカラーのレーザービームプリンターの概略構成を示す縦断面説明図であり、図の右側が装置前面である。
【００１７】
｛画像形成装置の全体構成｝
中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト５ａの回転と同期して像担持体としての感光体ドラム１を図１の矢印方向（反時計回り）に回転させ、この感光体ドラム１表面を帯電装置としての帯電ローラ２によって均一に帯電するとともに、露光手段３によってイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１上にイエローの静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像装置４を駆動してイエロー現像器４Ｙを現像位置に配置し、感光体ドラム１上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム１の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写ベルト５ａの押えローラ（一次転写ローラ）５ｊにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１上のイエローのトナー像を中間転写ベルト５ａ上に一次転写する。
【００１８】
上述のようにしてイエロートナー像の一次転写が終了すると、次の現像器が回転移動してきて、感光体ドラムに対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様にしてマゼンダ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、各色現像器４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫによる現像、一次転写を順次行い、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００１９】
この間、二次転写ローラ11は、中間転写ベルト５ａとは非接触状態にある。この時、クリーニング帯電手段としての帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。
【００２０】
そして、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像形成完了後、二次転写ローラ11が中間転写ベルト５ａに圧接され（図１の状態）、更に中間転写ベルト５ａの回転と同期して、搬送手段としての給送ローラ７ｂ、搬送ローラ対７ｃによって転写材カセット７ａから搬送され、且つレジストローラ対７ｄ近傍の所定の位置で待機していた転写材が中間転写ベルト５ａと二次転写ローラ11のニップ部に送り出される。
【００２１】
ここで、レジストローラ対７ｄの直前には転写材Ｓの先端を検知してレジストローラ対７ｄの回転駆動力を遮断し、転写材Ｓを所定の位置で待機させるレジ前センサ14が設けられている。
【００２２】
更に、二次転写ローラ11にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像は、一括して搬送されてきた転写材Ｓの表面に二次転写していく。
【００２３】
このようにして、二次転写された転写材Ｓは搬送ベルトユニット12を経由して定着器８に至り、ここで複数色のトナー像の定着を行った後排出ローラ対13によって排出ガイド15に沿って搬送され、排出ローラ対９によってカラー画像形成装置Ａ上部の排出トレー10に排出され、画像形成を完了する。
【００２４】
一方、二次転写後にクリーニング用の帯電ローラ５ｆが中間転写ベルト５ａに圧接され、中間転写ベルト上に残った残留トナーに転写時と逆の電荷（トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電荷）を与えることで回収する。すなわち、この回収手段は、前記のようにして残留トナーに逆極性の電荷を付与し、これを一次転写ローラ５ｊにより感光体ドラム１に静電気的に付着し、その後感光体ドラム用のクリーニングブレード６により回収する。そして、回収された残留トナーは、廃トナーとして後述する搬送する搬送経路をたどり、廃トナーボックス16に回収され蓄積される。
【００２５】
また、複数の転写材に連続して画像形成する場合、クリーニング帯電ローラ５ｆにより帯電された前記残留トナーを中間転写ベルト５ａから感光体ドラム１に静電的に転写するのと同時に、感光体ドラム１上に形成された次の転写材に対するトナー像を中間転写ベルト５ａに一次転写する。これにより、画像形成のスループットを向上させることができる。
【００２６】
｛画像形成ユニット｝
次に前記画像形成装置に着脱される感光体ドラム、中間転写ベルト一体構成の画像形成ユニットの構成について詳細に説明する。
【００２７】
図２は図１の画像形成ユニットの概略構成を示す主縦断面図を拡大したものであり、装置前面に向かって左側から見た断面図である。図３は装置前面に向かって右側から見た画像形成ユニットの縦断面図を示す。また、図４は図２を上方より見た廃トナー搬送通路部での横断面図を示す。
【００２８】
図２〜図４において、画像形成ユニット５は、中間転写ベルトユニット21の投影上方面に感光体ドラムユニット20を配置し、中間転写ベルトユニット21の投影下方面に廃トナーボックス16を配置している。また、中間転写ベルトユニット21のベルト駆動ローラ40には、中間転写ベルト５ａ上の残留トナーに転写時と逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ部23が設けられ、一体構成となっている。
【００２９】
（感光体ドラムユニット）
感光体ドラムユニット20には、図２、図３に示すように、感光体ドラム１が両端を回転自在に右側軸受206と左側回転支軸202により保持され、右側端部のカップリング24を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００３０】
また、感光体ドラム１には帯電ローラ２が両端の軸受25を介して、圧縮バネ26により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。前記軸受25の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、圧縮バネ26から軸受25を介して帯電ローラ２に所定の帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるようになっている。
【００３１】
更に前記圧縮バネ26の端部は、図５に示すように、感光体ドラムフレーム29の左側面から下方に伸び圧縮バネ327となって、感光体ドラムフレーム29のボス部にその一端が圧入され固定されている。
【００３２】
更に、感光体ドラム１にはクリーニングブレード６が所定の位置に設けられ、前述の逆電荷を付与された中間転写ベルト上の残留トナーを感光体ドラム１上に回収し、感光体ドラム１上の残留トナーと共に掻き取るように構成されている。掻き取られた廃トナーはスクイシート27（図２参照）により中間転写ベルト５ａ上への落下が阻止され、感光体ドラムフレーム29の底部に溜まった廃トナーはスクリュー28の回転により、装置前面から見て右側へ搬送されて行く（図４における矢印Ｃの方向）。
【００３３】
その後、廃トナーはスクリュー28により感光体ドラムユニット20の右側面（装置前面側からみて）に搬送され、廃トナーボックス16に滑り落ちて蓄積されていく。また、感光体ドラムユニット20には画像形成装置本体に着脱する動作に連動して開閉するドラムシャッター19も設けられている。
【００３４】
（中間転写ベルトユニット）
次に、中間転写ベルトユニット21の構成について説明する。中間転写ベルト５ａは把手部61を含むフレーム45に、駆動ローラ40と従動ローラ41により懸回張設されている。
【００３５】
駆動ローラ40は両端を回転自在に図示しない軸受により保持され、右側端部のカップリング42（図３参照）を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。また、従動ローラ両端の軸受43には圧縮バネ44が設けられ、中間転写ベルト５ａに所定の張力を与えるようになっている。
【００３６】
中間転写ベルト５ａを挟んで、感光体ドラム１と対向する位置には、一次転写ローラ５ｊが設けられ、両端の軸受46を介して、圧縮バネ47により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【００３７】
軸受46の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、一次転写ローラ５ｊに所定の帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面上のトナーを中間転写ベルト５ａ上に一次転写される。
【００３８】
そして、図６に示すように、中間転写体フレーム45の左側面には一次転写ローラ高圧接点板401が設けられ、その端部401ａは圧縮バネ47に接続され、もう一方の端部401ｂは中間転写体フレーム45の左側下部にフック部401ｃにより固定されている。
【００３９】
また、図２に示すように、中間転写ベルト駆動ローラ40に対向する位置には、中間転写ベルト上の残留トナーに転写時と逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ部23が設けられている。
【００４０】
クリーニング帯電ローラ５ｆは両端の軸受51を介して、圧縮バネ52により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。そして、軸受51の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、クリーニング帯電ローラ５ｆに転写時と逆の電圧を印加することにより、中間転写ベルト５ａ上の残留トナーに転写時と逆の電荷を付与し、感光体ドラム１でドラム表面に静電気的に吸着回収され、前述したように廃トナーボックス16に蓄積される。
【００４１】
また図４に示すように、圧縮バネ52はクリーニング手段を構成するクリーニング帯電ローラ高圧接点板403の端部403ａに接続され、もう一方の端部403ｂはフック部403ｃにより中間転写体フレーム45の左側下部に固定されている。
【００４２】
更に、図４及び図５に示すように、中間転写体フレーム45の左カバー208の内側には帯電ローラ２に高圧を供給するための帯電ローラ高圧接点板402が設けられ、その一方側の端部402ａは中間転写体フレーム45の上面に固定され、前述の感光体ドラムフレーム29の左側面から下方に伸び圧縮バネ327と接続され、他方側の端部402ｂはフック部402ｃにより中間転写体フレーム45の左側下部に固定されている。これにより、装置本体からの電力は帯電ローラ高圧接点板402の一方の端部402ｂへ供給され、接点板402の他方の端部402ａと圧縮バネ327が電気接点手段として電気的に接続されているために、圧縮バネ26及び軸受25を介して帯電ローラ２へと供給される。
【００４３】
このように、(1)帯電ローラ２、(2)一次転写ローラ５ｊ、(3)クリーニング手段、への画像形成装置本体からの各バイアス電圧の供給接点部は、中間転写ベルトユニット21の左側（画像形成領域幅外）下部の402ｂ、401ｂ、403ｂに集約されている。
【００４４】
｛画像形成ユニットのユニット構成｝
次に前記画像形成ユニット５のフレーム構成について詳細に説明する。フレーム構成は大きく２つに分割される。まず、第一ユニットは、図３及び図４に示すように、廃トナーボックス16と一体構成をとる感光体ドラムフレーム29に感光体ドラム１、右側軸受206、左側回転支軸202、帯電ローラ２、クリーニングブレード６、スクリュー28、ドラムシャッター19を主要部品として構成される感光体ドラムユニット20（図４において太線二点鎖線で囲われた部分）である。また、第二ユニットは、図２に示すように、中間転写体フレーム45に中間転写ベルト５ａを駆動ローラ40と従動ローラ41により懸回張設し、且つ感光体ドラム１と対向する中間転写ベルト内側には一次転写ローラ５ｊ、駆動ローラ40にはクリーニング帯電ローラ５ｆも配置している中間転写ベルトユニット21である。
【００４５】
上記２つのユニットは、図２及び図３に示すように、感光体ドラムフレーム29の左右両端に設けられた突起部71が、中間転写体フレーム45に設けられた位置決め穴72にそれぞれ挿入され、一方、感光体ドラムフレーム29の幅方向中央に設けられたスナップフィット形式のフック部の爪73が、中間転写体フレーム45のロック穴74に嵌められて連結されている。
【００４６】
ここで、前記中間転写体フレーム45に設けられた位置決め穴72、及びロック穴74は、感光体ドラムフレーム29に設けられた突起部71、フック部の爪73より所定量だけ大きめの穴が開けられており、感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21の間には、所定量の相対的位置移動が可能な構成となっている。また、前記位置決め穴72にはテーパー部72ａ（図８参照）が設けられ、着脱し易くなっている。
【００４７】
上記構成において、図３に示すように、感光体ドラムユニット20のフック爪73を矢印Ｄの方向に押して中間転写ベルトユニット21のロック穴74から外し、図７に示すように、感光体ドラムユニット20を矢印Ｅの方向に回転させることで、図８及び図９に示すように、感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21に分割できる。
【００４８】
分離されている両ユニット20，21を連結する際は、前記と逆に感光体ドラムユニット20の突起部71を中間転写ベルトユニット21の位置決め穴72に差込み、図７の矢印Ｅと逆方向に回転させて、フック爪73をロック穴74に押し込むことで、２つのユニット20，21が連結される。
【００４９】
この時、帯電ローラ２へのバイアス電圧供給経路は中間転写ベルトユニット21側に設けた帯電ローラ高圧接点板402の端部402ａと、感光体ドラムユニット20側に設けた圧縮バネ327の部分で接続、分離される構成になっている。
【００５０】
前記のように感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21とが分離可能であるために、感光体ドラム１のみ或いは中間転写ベルト５ａのみが寿命に達した場合には、寿命に達したユニットのみを交換することが可能となる。このため、感光体ドラム１と中間転写ベルト５ａの寿命が異なる場合に使用者のコスト負担が軽減される。
【００５１】
｛ユニットの装置本体への装着手段｝
次に前記画像形成ユニット５の画像形成装置本体Ａへのに着脱及び所定位置への位置決め固定構成について、図10を参照して説明する。
【００５２】
カラー画像形成装置本体Ａの上蓋60を開くと、感光体ドラム軸受を支持する支持部302に設けられ、感光体ドラム１への回転駆動力を伝達するカップリング24（図３参照）と嵌合するカップリングと、中間転ベルト駆動軸の軸受部を支持する支持部303に設けられ、中間転写ベルト駆動ローラへの回転駆動力を伝達するカップリング42（図３参照）と嵌合するカップリングが、それぞれ軸方向へスライドして退避した状態となる（連結解除状態）。尚、上蓋60と連動するカップリングの退避構成自体は公知の構成を用いればよい。
【００５３】
装置本体内側には感光体ドラム用ガイドレール300と中間転写体用ガイドレール301が段差γを設けて、両サイドに設けてある。この段差γが、図４に示す、画像形成ユニットのドラム用の軸受206，回転支軸202と中間転写ベルト駆動ローラの軸受201，205との段差γとなっている。
【００５４】
画像形成ユニット５の感光体ドラム右側軸受206及び左側回転支軸202を感光体ドラム用ガイドレール300へ、中間転写ベルト駆動ローラの右側軸受205及び左側軸受201と、左右サイドカバーに設けられた突起部203，204（図４参照）を中間転写体用ガイドレール301にそれぞれ載せてスライドさせながら挿入していく。
【００５５】
最終的には、感光体ドラム右側軸受206と左側回転支軸202は感光体ドラム軸受を支持する支持部302に落ち込み、中間転写ベルト駆動ローラの右側軸受205と左側軸受201は中間転ベルト駆動軸の軸受部を支持する支持部303に落ち込み、更には画像形成ユニットの左右サイドカバーに設けられた突起部203，204は位置決め溝304にそれぞれ落ち込み、図10に示すように、それぞれがねじりコイルバネ305，306，307により装置本体フレームの位置決めに押し付けられて固定される。
【００５６】
この状態で、図11及び図12に示すように画像形成ユニット５側の(1)感光体ドラム１上を一様に帯電する帯電ローラ２にバイアス電圧を供給する高圧接点部402ｂ、(2)感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト５ａに転写するための一次転写ローラ５ｊにバイアス電圧を供給する高圧接点部401ｂ、(3)中間転写ベルト上の残留トナーに逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ５ｆに各バイアス電圧を供給する高圧接点部403ｂは、画像形成装置本体側に設けられた各高圧供給接点バネ502，501，503の各端部502ａ，501ａ，503ａと所定の押圧をもって接触している。
【００５７】
帯電ローラ２にバイアス電圧を供給する画像形成装置本体側の高圧接点バネ502はコイルバネでのみ構成され、ねじりコイルバネ部502ｂは装置本体フレーム600のボス部504に広げて押し込まれた後は、図12に示すように、先端部の軸太形状（ボス根元径＜コイルバネ内径＜ボス先端径）により抜けないようになっている。
【００５８】
ねじりコイルバネの一方の腕502ａは先端部が図12に示すように曲げられ、装置本体フレーム600に設けられた穴510から飛び出している。ねじりコイルバネ502のもう一方の腕は装置フレーム600の突起部505により回転防止されて、端部は圧縮バネ部502ｃとなって装置本体フレーム600から下方に伸びるボス部の先端601に圧入されている。
【００５９】
一次転写ローラ５ｊにバイアス電圧を供給する画像形成装置本体側の高圧接点501、及びクリーニング帯電ローラ５ｆにバイアス電圧を供給する画像形成装置本体側の高圧接点503も前記と同様にコイルバネでのみで構成され、ねじりコイルバネ部501ｂ，503ｂは装置本体フレーム600のボス部506、508に広げて押し込まれた後は、図12に示すように、先端部の軸太形状（ボス根元径＜コイルバネ内径＜ボス先端径）により抜けないようになっている。
【００６０】
また、ねじりコイルバネの一方の腕501ａ，503ａも同様に、それぞれ先端部が図12に示すように曲げられ、それぞれ装置本体フレーム600に設けられた穴511から飛び出している。
【００６１】
ねじりコイルバネ501、503のもう一方の腕も同様に、それぞれ装置フレーム600の突起部507，509により回転防止されて、端部は圧縮バネ部501ｃ，503ｃとなって装置本体フレーム600から下方に伸びるボス部の先端にそれぞれ同様に圧入されている。
【００６２】
このように、高圧電源基板17を図12に示すような少なくとも２箇所以上の位置決めボス17ａに沿って、下方より取り付けビス固定することで、(1)感光体ドラム１上を一様に帯電する帯電ローラ２にバイアス電圧を供給する高圧供給接点バネ502、(2)感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト５ａに転写するための一次転写ローラ５ｊにバイアス電圧を供給する高圧供給接点バネ501、(3)中間転写ベルト上の残留トナーに逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ５ｆに各バイアス電圧を供給する高圧供給接点バネ503の各高圧接点圧縮バネ部502ｃ，501ｃ，503ｃと高圧電源基板の各バイアス電圧給電部が所定の圧力で接続されることになる。
【００６３】
また、図11に示すように、画像形成ユニット５側と画像形成装置本体側においても、各ねじりコイルバネ接点の腕が二点鎖線の位置から実線の位置に変形し、所定の圧力で接続されることになる（図11においては高圧供給接点バネ502を例示している）。
【００６４】
一方、二次転写ローラ11の軸受521も同様に、少なくとも片方が導電性の部材で形成され、コイルバネ520の両端に設けられた圧縮バネ部520ａ，520ｃを介して、二次転写バイアス電圧が供給されることになる。
【００６５】
次に、前記画像形成ユニット５を取り外すときは上蓋60を開いて画像形成ユニット５を引き抜くだけでバネによって圧接している接点手段は離間し、容易に引き抜くことができる。そして、画像形成ユニット５を取り出した後は、図10からも明らかなように、上方から転写材搬送経路が露出する。このため、転写材がジャム（紙詰まり）した場合でも容易にジャム処理することができる。
【００６６】
尚、前述した実施形態では感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21を連結して画像形成ユニットを構成した例を示したが、感光体ドラムユニット20をユニット筐体に対して一体的に固定し、通常の画像形成装置にも用いることが可能なユニットとして構成し、このユニット筐体に対して中間転写ベルトユニット21を着脱可能に構成することにより、本発明の画像形成装置で用いられる画像形成ユニットを構成するようにしてもよい。このように中間転写ベルトユニット21のみを着脱可能とした場合でも、中間転写ベルトユニット21を取り出すと転写材搬送経路が露出し、ジャム処理を容易に行うことができる。
【００６７】
また、前記と逆に中間転写ベルトユニット21をユニット筐体に対して一体的に固定し、このユニット筐体に対して感光体ドラムユニット20を着脱可能に構成するようにしてもよい。
【００６８】
また、前述した実施形態では一次転写ローラ高圧接点板401、帯電ローラ高圧接点板402、クリーニング帯電ローラ高圧接点板403を中間転写ベルトユニット21に設けた例を示したが、これは感光体ドラムユニット20の側に設けるようにしてもよい。
【００６９】
また、前述した実施形態ではクリーニング帯電ローラ５ｆを設けた画像形成ユニットを例示したが、画像形成ユニットにはクリーニング手段としてのクリーニング帯電ローラ５ｆを設けなくてもよい。従って、この場合はクリーニング帯電ローラ高圧接点板403も設ける必要がない。
【００７０】
本発明は前述したように、画像形成装置本体に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、感光体ドラム１を有する感光体ドラムユニット20と、中間転写ベルト５ａを有する中間転写ベルトユニット21との間を接続する電気接点手段を設けるようにしたために、感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21を分離することが可能となる。そのため、寿命に達したユニットのみを交換できコストパフォーマンスに優れる。
【００７１】
感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21を夫々独立に着脱する構成は従来から実施されている。但し、各ユニットは装置本体からバイアス電圧を供給されているので、高圧電源から装置本体内を各ユニットの接点部まで高圧ケーブルが配線されている。
【００７２】
また、ユニット間に電気接点を設け、片方のユニットのみに装置本体からのバイアス電圧を供給し、もう片方のユニットは前記ユニットを介して、バイアス電圧の供給をうけることで、装置本体内の高圧ケーブルの配線が簡略化できることができる。
【００７３】
そして、接点は分離可能に構成された一体構成のユニット間に高圧接点がある場合と、もともと独立に構成されたユニット間に高圧接点がある場合の両方が考えられる。
【００７４】
また、前記画像形成ユニット５を前記画像形成装置本体から取り外した状態で転写材搬送経路が露出するように構成したために、ジャム処理を容易に行うことが可能となる。
【００７５】
また、画像形成ユニット５に設けた電気接点手段に電気的に接続される装置本体側の電気接点手段は、前記画像形成ユニット側の端部をねじりコイルバネ部で構成し、電源回路基板側の接点部側の端部を圧縮コイルバネで構成したために、電源回路基板を下方より取り付けるだけで、高圧配線、接続が完了でき、組立性が大幅に向上するとともにコストダウンが図れる。
【００７６】
また、前記転写材搬送経路の投影下方側に高圧電源基板17を配置することで、高圧供給経路が簡略化され、装置全体の小型化が可能となる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明は前述したように第一ユニット及び第二ユニットは他方から一方に電力を供給するための電気接点手段を備えるように構成したために、画像形成装置本体の電源基板と画像形成ユニットとを電気的に接続するにあたって高圧ケーブル等が不要となり、また第一ユニットと第二ユニットを分離することことが可能となる。そのため、寿命に達したユニットのみを交換できコストパフォーマンスに優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した電子写真方式のカラー画像形成装置の主縦断面説明図である。
【図２】本発明を実施した感光体ドラム、中間転写ベルト一体構成の画像形成ユニットの左側主縦断面説明図である。
【図３】図２の画像形成ユニットを右側か見た主縦断面説明図である。
【図４】図２の画像形成ユニットを上方から見た断面説明図である。
【図５】感光体ドラムを帯電させる帯電ローラへのバイアス電圧供給経路を示す断面説明図である。
【図６】一次転写ローラへのバイアス電圧供給経路を示す断面説明図である。
【図７】感光体ユニットと中間転写体ユニットを分割する際の高圧接点部の状況を示す説明図である。
【図８】中間転写体ユニットの説明図である。
【図９】感光体ユニットの説明図である。
【図１０】画像形成ユニットを装置本体に着脱する状態を示す説明図である。
【図１１】画像形成ユニットと装置本体の高圧接点部を示す断面説明図である。
【図１２】画像形成ユニットと装置本体の高圧接点部を示す上面説明図である。
【符号の説明】
１ …感光体ドラム
２ …帯電ローラ
３ …露光手段
４ …現像装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ …色現像器
５ …画像形成ユニット
５ａ …中間転写ベルト
５ｆ …帯電ローラ
５ｊ …一次転写ローラ
６ …クリーニングブレード
７ａ …転写材カセット
７ｂ …給送ローラ
７ｃ …搬送ローラ対
７ｄ …レジストローラ対
８ …定着器
９ …排出ローラ対
10 …排出トレー
11 …二次転写ローラ
12 …搬送ベルトユニット
13 …後排出ローラ対
14 …レジ前センサ
15 …排出ガイド
16 …廃トナーボックス
17 …高圧電源基板
17ａ …位置決めボス
19 …ドラムシャッター
20 …感光体ドラムユニット
21 …中間転写ベルトユニット
23 …クリーニング帯電ローラ部
24 …カップリング
25 …軸受
26 …圧縮バネ
27 …スクイシート
28 …スクリュー
29 …感光体ドラムフレーム
40 …ベルト駆動ローラ
41 …従動ローラ
42 …カップリング
43 …軸受
44 …圧縮バネ
45 …中間転写体フレーム
46 …軸受
47 …圧縮バネ
51 …軸受
52 …圧縮バネ
60 …上蓋
61 …把手部
71 …突起部
72 …位置決め穴
73 …爪
74 …ロック穴
201 …左側軸受
202 …左側回転支軸
203，204 …突起部
205 …右側軸受
206 …右側軸受
208 …左カバー
300 …感光体ドラム用ガイドレール
301 …中間転写体用ガイドレール
302 …支持部
303 …支持部
304 …溝
305，306，307 …ねじりコイルバネ
327 …圧縮バネ
401 …一次転写ローラ高圧接点板
401ａ …端部
401ｂ …端部
401ｃ …フック部
402 …帯電ローラ高圧接点板
402ａ …端部
402ｂ …端部
402ｃ …フック部
403 …クリーニング帯電ローラ高圧接点板
403ａ …端部
403ｂ …端部
403ｃ …フック部
502，501，503 …高圧供給接点バネ
501ａ，502ａ，503ａ …端部
501ｂ，502ｂ，503ｂ …ねじりコイルバネ部
501ｃ，502ｃ，503ｃ …圧縮バネ部
504，506，508 …ボス部
505，507，509 …突起部
520 …コイルバネ
520ａ，520ｃ …圧縮バネ部
521 …軸受
600 …装置本体フレーム
601 …先端
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた複写機やプリンター等に用いられる画像形成ユニット及びこれを用いて転写材に画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真画像形成装置にあっては、像担持体である感光体ドラム上に形成したトナー像を転写材に転写した画像を形成するが、カラー画像形成装置にあっては感光体ドラム上に順次形成する各色トナー像を中間転写体に重畳転写し、そのカラー画像を転写材に一括転写する構成を有するものが用いられてきた。この場合、感光体ドラム等の劣化、消耗する部材の取り扱いを容易にするために、これらをユニット化して装置本体に着脱可能としたものが広く用いられるようになっている。
【０００３】
そして、このように中間転写体を用いたカラー画像形成装置は、特開平8−137181号、特開平10−301464号、特開平11−295998号に示すように、感光体ユニットと中間転写体ユニットがそれぞれ独立したユニット構成となっており、ユニット寿命に達した際、或いはジャム（紙詰まり）処理の際に着脱できる構成となっている。
【０００４】
ここで、特開平8−137181号は装置前面の可動側フレームを装置前面下方へ回動して開き、感光体ユニットと中間転写体ユニットをそれぞれ上方より着脱する構成となっている。また、特開平10−301464号では感光体ユニットと中間転写体ユニットを、それぞれ独立して装置本体前面に水平に引き出せる可動体に着脱する構成となっている。これら２つの実施例は転写材搬送方向と平行方向にユニット着脱を実施している（以下これらを「従来例Ａ」という）。
【０００５】
一方、特開平11−295998号では、転写材搬送方向と直角方向にユニットをスライドして着脱する構成となっている（以下「従来例Ｂ」という）。
【０００６】
従来例Ａのような画像形成装置の高圧接点構成は、例えば中間転写体ユニットに設けられた一次転写手段、及びクリーニング手段へバイアス電圧の供給を受ける高圧接点、及び二次転写対向ローラのアース接点は中間転写体ユニットの側面に設けられ、可動体側面に設けられた接点ピンと圧縮バネで構成される接点手段と接続され、更に可動体を画像形成装置本体に押し込むことで、装置本体と接続される。
【０００７】
また、感光体ユニットに設けられた帯電手段へのバイアス電圧の供給を受ける高圧接点は感光体ユニットの側面或いは上面に設けられ、画像形成装置本体に挿入することで、接続される構成となっており、高圧接点部はユニット毎に離れた位置に設けられている。
【０００８】
接点部の構成としては、前記接点ピンと圧縮バネの構成の他に、板バネを用いたものが一般的である。
【０００９】
従来例Ｂに示すような、転写材搬送方向の直角方向から各ユニットをスライド着脱する構成の画像形成装置は、各ユニットのスライド方向奥側と装置本体フレーム側面に設けたフローティングコネクタが、ユニットを挿入することで連結する構成が一般的である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来実施例では以下のような課題があった。
【００１１】
従来例Ａのような構成の画像形成装置では、装置本体フレーム側面に各ユニットに対応した高圧接点を設けるために、高圧基板からそれぞれの離れた位置まで高圧配線をしなければならず、組立て性とコストの面で課題が残っている。
【００１２】
また、従来例Ｂのような構成の画像形成装置では、装置本体フレーム側面に各ユニットを着脱するための開口部が必要となり、装置全体のフレーム剛性に悪影響を与える。さらに、従来例Ａと同様に、装置本体フレーム側面に各ユニットに対応した高圧接点を設けるために、高圧基板からそれぞれの離れた位置まで高圧配線をしなければならず、組立て性とコストの面で課題が残っている。
【００１３】
本発明は従来の上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線を簡略化し、ユニットの組立性を向上させるとともに小型化を可能とした画像形成ユニット及びこれを用いる画像形成装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、画像形成装置本体に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、像担持体を有する第一ユニットと、前記像担持体上の像が転写される中間転写体を有する第二ユニットと、を有し、前記第二ユニットは、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を転写する転写部材と、前記中間転写体から転写材に転写されず残留したトナーを帯電する帯電部材と、前記装置本体の接点に接触して前記第一ユニットに電力を供給するための電気接点手段と、前記装置本体の接点から前記転写部材に電力を供給するための第一の電気接点部と、前記帯電部材に電力を供給するための第二の電気接点部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係る画像形成ユニット及び画像形成装置について図面を参照して説明する。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は第１実施形態に係る電子写真画像形成装置Ａで、４色フルカラーのレーザービームプリンターの概略構成を示す縦断面説明図であり、図の右側が装置前面である。
【００１７】
｛画像形成装置の全体構成｝
中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト５ａの回転と同期して像担持体としての感光体ドラム１を図１の矢印方向（反時計回り）に回転させ、この感光体ドラム１表面を帯電装置としての帯電ローラ２によって均一に帯電するとともに、露光手段３によってイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１上にイエローの静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像装置４を駆動してイエロー現像器４Ｙを現像位置に配置し、感光体ドラム１上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム１の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写ベルト５ａの押えローラ（一次転写ローラ）５ｊにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１上のイエローのトナー像を中間転写ベルト５ａ上に一次転写する。
【００１８】
上述のようにしてイエロートナー像の一次転写が終了すると、次の現像器が回転移動してきて、感光体ドラムに対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様にしてマゼンダ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、各色現像器４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫによる現像、一次転写を順次行い、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００１９】
この間、二次転写ローラ11は、中間転写ベルト５ａとは非接触状態にある。この時、クリーニング帯電手段としての帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。
【００２０】
そして、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像形成完了後、二次転写ローラ11が中間転写ベルト５ａに圧接され（図１の状態）、更に中間転写ベルト５ａの回転と同期して、搬送手段としての給送ローラ７ｂ、搬送ローラ対７ｃによって転写材カセット７ａから搬送され、且つレジストローラ対７ｄ近傍の所定の位置で待機していた転写材が中間転写ベルト５ａと二次転写ローラ11のニップ部に送り出される。
【００２１】
ここで、レジストローラ対７ｄの直前には転写材Ｓの先端を検知してレジストローラ対７ｄの回転駆動力を遮断し、転写材Ｓを所定の位置で待機させるレジ前センサ14が設けられている。
【００２２】
更に、二次転写ローラ11にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像は、一括して搬送されてきた転写材Ｓの表面に二次転写していく。
【００２３】
このようにして、二次転写された転写材Ｓは搬送ベルトユニット12を経由して定着器８に至り、ここで複数色のトナー像の定着を行った後排出ローラ対13によって排出ガイド15に沿って搬送され、排出ローラ対９によってカラー画像形成装置Ａ上部の排出トレー10に排出され、画像形成を完了する。
【００２４】
一方、二次転写後にクリーニング用の帯電ローラ５ｆが中間転写ベルト５ａに圧接され、中間転写ベルト上に残った残留トナーに転写時と逆の電荷（トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電荷）を与えることで回収する。すなわち、この回収手段は、前記のようにして残留トナーに逆極性の電荷を付与し、これを一次転写ローラ５ｊにより感光体ドラム１に静電気的に付着し、その後感光体ドラム用のクリーニングブレード６により回収する。そして、回収された残留トナーは、廃トナーとして後述する搬送する搬送経路をたどり、廃トナーボックス16に回収され蓄積される。
【００２５】
また、複数の転写材に連続して画像形成する場合、クリーニング帯電ローラ５ｆにより帯電された前記残留トナーを中間転写ベルト５ａから感光体ドラム１に静電的に転写するのと同時に、感光体ドラム１上に形成された次の転写材に対するトナー像を中間転写ベルト５ａに一次転写する。これにより、画像形成のスループットを向上させることができる。
【００２６】
｛画像形成ユニット｝
次に前記画像形成装置に着脱される感光体ドラム、中間転写ベルト一体構成の画像形成ユニットの構成について詳細に説明する。
【００２７】
図２は図１の画像形成ユニットの概略構成を示す主縦断面図を拡大したものであり、装置前面に向かって左側から見た断面図である。図３は装置前面に向かって右側から見た画像形成ユニットの縦断面図を示す。また、図４は図２を上方より見た廃トナー搬送通路部での横断面図を示す。
【００２８】
図２〜図４において、画像形成ユニット５は、中間転写ベルトユニット21の投影上方面に感光体ドラムユニット20を配置し、中間転写ベルトユニット21の投影下方面に廃トナーボックス16を配置している。また、中間転写ベルトユニット21のベルト駆動ローラ40には、中間転写ベルト５ａ上の残留トナーに転写時と逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ部23が設けられ、一体構成となっている。
【００２９】
（感光体ドラムユニット）
感光体ドラムユニット20には、図２、図３に示すように、感光体ドラム１が両端を回転自在に右側軸受206と左側回転支軸202により保持され、右側端部のカップリング24を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００３０】
また、感光体ドラム１には帯電ローラ２が両端の軸受25を介して、圧縮バネ26により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。前記軸受25の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、圧縮バネ26から軸受25を介して帯電ローラ２に所定の帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるようになっている。
【００３１】
更に前記圧縮バネ26の端部は、図５に示すように、感光体ドラムフレーム29の左側面から下方に伸び圧縮バネ327となって、感光体ドラムフレーム29のボス部にその一端が圧入され固定されている。
【００３２】
更に、感光体ドラム１にはクリーニングブレード６が所定の位置に設けられ、前述の逆電荷を付与された中間転写ベルト上の残留トナーを感光体ドラム１上に回収し、感光体ドラム１上の残留トナーと共に掻き取るように構成されている。掻き取られた廃トナーはスクイシート27（図２参照）により中間転写ベルト５ａ上への落下が阻止され、感光体ドラムフレーム29の底部に溜まった廃トナーはスクリュー28の回転により、装置前面から見て右側へ搬送されて行く（図４における矢印Ｃの方向）。
【００３３】
その後、廃トナーはスクリュー28により感光体ドラムユニット20の右側面（装置前面側からみて）に搬送され、廃トナーボックス16に滑り落ちて蓄積されていく。また、感光体ドラムユニット20には画像形成装置本体に着脱する動作に連動して開閉するドラムシャッター19も設けられている。
【００３４】
（中間転写ベルトユニット）
次に、中間転写ベルトユニット21の構成について説明する。中間転写ベルト５ａは把手部61を含むフレーム45に、駆動ローラ40と従動ローラ41により懸回張設されている。
【００３５】
駆動ローラ40は両端を回転自在に図示しない軸受により保持され、右側端部のカップリング42（図３参照）を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。また、従動ローラ両端の軸受43には圧縮バネ44が設けられ、中間転写ベルト５ａに所定の張力を与えるようになっている。
【００３６】
中間転写ベルト５ａを挟んで、感光体ドラム１と対向する位置には、一次転写ローラ５ｊが設けられ、両端の軸受46を介して、圧縮バネ47により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【００３７】
軸受46の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、一次転写ローラ５ｊに所定の帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面上のトナーを中間転写ベルト５ａ上に一次転写される。
【００３８】
そして、図６に示すように、中間転写体フレーム45の左側面には一次転写ローラ高圧接点板401が設けられ、その端部401ａは圧縮バネ47に接続され、もう一方の端部401ｂは中間転写体フレーム45の左側下部にフック部401ｃにより固定されている。
【００３９】
また、図２に示すように、中間転写ベルト駆動ローラ40に対向する位置には、中間転写ベルト上の残留トナーに転写時と逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ部23が設けられている。
【００４０】
クリーニング帯電ローラ５ｆは両端の軸受51を介して、圧縮バネ52により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。そして、軸受51の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、クリーニング帯電ローラ５ｆに転写時と逆の電圧を印加することにより、中間転写ベルト５ａ上の残留トナーに転写時と逆の電荷を付与し、感光体ドラム１でドラム表面に静電気的に吸着回収され、前述したように廃トナーボックス16に蓄積される。
【００４１】
また図４に示すように、圧縮バネ52はクリーニング手段を構成するクリーニング帯電ローラ高圧接点板403の端部403ａに接続され、もう一方の端部403ｂはフック部403ｃにより中間転写体フレーム45の左側下部に固定されている。
【００４２】
更に、図４及び図５に示すように、中間転写体フレーム45の左カバー208の内側には帯電ローラ２に高圧を供給するための帯電ローラ高圧接点板402が設けられ、その一方側の端部402ａは中間転写体フレーム45の上面に固定され、前述の感光体ドラムフレーム29の左側面から下方に伸び圧縮バネ327と接続され、他方側の端部402ｂはフック部402ｃにより中間転写体フレーム45の左側下部に固定されている。これにより、装置本体からの電力は帯電ローラ高圧接点板402の一方の端部402ｂへ供給され、接点板402の他方の端部402ａと圧縮バネ327が電気接点手段として電気的に接続されているために、圧縮バネ26及び軸受25を介して帯電ローラ２へと供給される。
【００４３】
このように、(1)帯電ローラ２、(2)一次転写ローラ５ｊ、(3)クリーニング手段、への画像形成装置本体からの各バイアス電圧の供給接点部は、中間転写ベルトユニット21の左側（画像形成領域幅外）下部の402ｂ、401ｂ、403ｂに集約されている。
【００４４】
｛画像形成ユニットのユニット構成｝
次に前記画像形成ユニット５のフレーム構成について詳細に説明する。フレーム構成は大きく２つに分割される。まず、第一ユニットは、図３及び図４に示すように、廃トナーボックス16と一体構成をとる感光体ドラムフレーム29に感光体ドラム１、右側軸受206、左側回転支軸202、帯電ローラ２、クリーニングブレード６、スクリュー28、ドラムシャッター19を主要部品として構成される感光体ドラムユニット20（図４において太線二点鎖線で囲われた部分）である。また、第二ユニットは、図２に示すように、中間転写体フレーム45に中間転写ベルト５ａを駆動ローラ40と従動ローラ41により懸回張設し、且つ感光体ドラム１と対向する中間転写ベルト内側には一次転写ローラ５ｊ、駆動ローラ40にはクリーニング帯電ローラ５ｆも配置している中間転写ベルトユニット21である。
【００４５】
上記２つのユニットは、図２及び図３に示すように、感光体ドラムフレーム29の左右両端に設けられた突起部71が、中間転写体フレーム45に設けられた位置決め穴72にそれぞれ挿入され、一方、感光体ドラムフレーム29の幅方向中央に設けられたスナップフィット形式のフック部の爪73が、中間転写体フレーム45のロック穴74に嵌められて連結されている。
【００４６】
ここで、前記中間転写体フレーム45に設けられた位置決め穴72、及びロック穴74は、感光体ドラムフレーム29に設けられた突起部71、フック部の爪73より所定量だけ大きめの穴が開けられており、感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21の間には、所定量の相対的位置移動が可能な構成となっている。また、前記位置決め穴72にはテーパー部72ａ（図８参照）が設けられ、着脱し易くなっている。
【００４７】
上記構成において、図３に示すように、感光体ドラムユニット20のフック爪73を矢印Ｄの方向に押して中間転写ベルトユニット21のロック穴74から外し、図７に示すように、感光体ドラムユニット20を矢印Ｅの方向に回転させることで、図８及び図９に示すように、感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21に分割できる。
【００４８】
分離されている両ユニット20，21を連結する際は、前記と逆に感光体ドラムユニット20の突起部71を中間転写ベルトユニット21の位置決め穴72に差込み、図７の矢印Ｅと逆方向に回転させて、フック爪73をロック穴74に押し込むことで、２つのユニット20，21が連結される。
【００４９】
この時、帯電ローラ２へのバイアス電圧供給経路は中間転写ベルトユニット21側に設けた帯電ローラ高圧接点板402の端部402ａと、感光体ドラムユニット20側に設けた圧縮バネ327の部分で接続、分離される構成になっている。
【００５０】
前記のように感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21とが分離可能であるために、感光体ドラム１のみ或いは中間転写ベルト５ａのみが寿命に達した場合には、寿命に達したユニットのみを交換することが可能となる。このため、感光体ドラム１と中間転写ベルト５ａの寿命が異なる場合に使用者のコスト負担が軽減される。
【００５１】
｛ユニットの装置本体への装着手段｝
次に前記画像形成ユニット５の画像形成装置本体Ａへのに着脱及び所定位置への位置決め固定構成について、図10を参照して説明する。
【００５２】
カラー画像形成装置本体Ａの上蓋60を開くと、感光体ドラム軸受を支持する支持部302に設けられ、感光体ドラム１への回転駆動力を伝達するカップリング24（図３参照）と嵌合するカップリングと、中間転ベルト駆動軸の軸受部を支持する支持部303に設けられ、中間転写ベルト駆動ローラへの回転駆動力を伝達するカップリング42（図３参照）と嵌合するカップリングが、それぞれ軸方向へスライドして退避した状態となる（連結解除状態）。尚、上蓋60と連動するカップリングの退避構成自体は公知の構成を用いればよい。
【００５３】
装置本体内側には感光体ドラム用ガイドレール300と中間転写体用ガイドレール301が段差γを設けて、両サイドに設けてある。この段差γが、図４に示す、画像形成ユニットのドラム用の軸受206，回転支軸202と中間転写ベルト駆動ローラの軸受201，205との段差γとなっている。
【００５４】
画像形成ユニット５の感光体ドラム右側軸受206及び左側回転支軸202を感光体ドラム用ガイドレール300へ、中間転写ベルト駆動ローラの右側軸受205及び左側軸受201と、左右サイドカバーに設けられた突起部203，204（図４参照）を中間転写体用ガイドレール301にそれぞれ載せてスライドさせながら挿入していく。
【００５５】
最終的には、感光体ドラム右側軸受206と左側回転支軸202は感光体ドラム軸受を支持する支持部302に落ち込み、中間転写ベルト駆動ローラの右側軸受205と左側軸受201は中間転ベルト駆動軸の軸受部を支持する支持部303に落ち込み、更には画像形成ユニットの左右サイドカバーに設けられた突起部203，204は位置決め溝304にそれぞれ落ち込み、図10に示すように、それぞれがねじりコイルバネ305，306，307により装置本体フレームの位置決めに押し付けられて固定される。
【００５６】
この状態で、図11及び図12に示すように画像形成ユニット５側の(1)感光体ドラム１上を一様に帯電する帯電ローラ２にバイアス電圧を供給する高圧接点部402ｂ、(2)感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト５ａに転写するための一次転写ローラ５ｊにバイアス電圧を供給する高圧接点部401ｂ、(3)中間転写ベルト上の残留トナーに逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ５ｆに各バイアス電圧を供給する高圧接点部403ｂは、画像形成装置本体側に設けられた各高圧供給接点バネ502，501，503の各端部502ａ，501ａ，503ａと所定の押圧をもって接触している。
【００５７】
帯電ローラ２にバイアス電圧を供給する画像形成装置本体側の高圧接点バネ502はコイルバネでのみ構成され、ねじりコイルバネ部502ｂは装置本体フレーム600のボス部504に広げて押し込まれた後は、図12に示すように、先端部の軸太形状（ボス根元径＜コイルバネ内径＜ボス先端径）により抜けないようになっている。
【００５８】
ねじりコイルバネの一方の腕502ａは先端部が図12に示すように曲げられ、装置本体フレーム600に設けられた穴510から飛び出している。ねじりコイルバネ502のもう一方の腕は装置フレーム600の突起部505により回転防止されて、端部は圧縮バネ部502ｃとなって装置本体フレーム600から下方に伸びるボス部の先端601に圧入されている。
【００５９】
一次転写ローラ５ｊにバイアス電圧を供給する画像形成装置本体側の高圧接点501、及びクリーニング帯電ローラ５ｆにバイアス電圧を供給する画像形成装置本体側の高圧接点503も前記と同様にコイルバネでのみで構成され、ねじりコイルバネ部501ｂ，503ｂは装置本体フレーム600のボス部506、508に広げて押し込まれた後は、図12に示すように、先端部の軸太形状（ボス根元径＜コイルバネ内径＜ボス先端径）により抜けないようになっている。
【００６０】
また、ねじりコイルバネの一方の腕501ａ，503ａも同様に、それぞれ先端部が図12に示すように曲げられ、それぞれ装置本体フレーム600に設けられた穴511から飛び出している。
【００６１】
ねじりコイルバネ501、503のもう一方の腕も同様に、それぞれ装置フレーム600の突起部507，509により回転防止されて、端部は圧縮バネ部501ｃ，503ｃとなって装置本体フレーム600から下方に伸びるボス部の先端にそれぞれ同様に圧入されている。
【００６２】
このように、高圧電源基板17を図12に示すような少なくとも２箇所以上の位置決めボス17ａに沿って、下方より取り付けビス固定することで、(1)感光体ドラム１上を一様に帯電する帯電ローラ２にバイアス電圧を供給する高圧供給接点バネ502、(2)感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト５ａに転写するための一次転写ローラ５ｊにバイアス電圧を供給する高圧供給接点バネ501、(3)中間転写ベルト上の残留トナーに逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ５ｆに各バイアス電圧を供給する高圧供給接点バネ503の各高圧接点圧縮バネ部502ｃ，501ｃ，503ｃと高圧電源基板の各バイアス電圧給電部が所定の圧力で接続されることになる。
【００６３】
また、図11に示すように、画像形成ユニット５側と画像形成装置本体側においても、各ねじりコイルバネ接点の腕が二点鎖線の位置から実線の位置に変形し、所定の圧力で接続されることになる（図11においては高圧供給接点バネ502を例示している）。
【００６４】
一方、二次転写ローラ11の軸受521も同様に、少なくとも片方が導電性の部材で形成され、コイルバネ520の両端に設けられた圧縮バネ部520ａ，520ｃを介して、二次転写バイアス電圧が供給されることになる。
【００６５】
次に、前記画像形成ユニット５を取り外すときは上蓋60を開いて画像形成ユニット５を引き抜くだけでバネによって圧接している接点手段は離間し、容易に引き抜くことができる。そして、画像形成ユニット５を取り出した後は、図10からも明らかなように、上方から転写材搬送経路が露出する。このため、転写材がジャム（紙詰まり）した場合でも容易にジャム処理することができる。
【００６６】
尚、前述した実施形態では感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21を連結して画像形成ユニットを構成した例を示したが、感光体ドラムユニット20をユニット筐体に対して一体的に固定し、通常の画像形成装置にも用いることが可能なユニットとして構成し、このユニット筐体に対して中間転写ベルトユニット21を着脱可能に構成することにより、本発明の画像形成装置で用いられる画像形成ユニットを構成するようにしてもよい。このように中間転写ベルトユニット21のみを着脱可能とした場合でも、中間転写ベルトユニット21を取り出すと転写材搬送経路が露出し、ジャム処理を容易に行うことができる。
【００６７】
また、前記と逆に中間転写ベルトユニット21をユニット筐体に対して一体的に固定し、このユニット筐体に対して感光体ドラムユニット20を着脱可能に構成するようにしてもよい。
【００６８】
また、前述した実施形態では一次転写ローラ高圧接点板401、帯電ローラ高圧接点板402、クリーニング帯電ローラ高圧接点板403を中間転写ベルトユニット21に設けた例を示したが、これは感光体ドラムユニット20の側に設けるようにしてもよい。
【００６９】
また、前述した実施形態ではクリーニング帯電ローラ５ｆを設けた画像形成ユニットを例示したが、画像形成ユニットにはクリーニング手段としてのクリーニング帯電ローラ５ｆを設けなくてもよい。従って、この場合はクリーニング帯電ローラ高圧接点板403も設ける必要がない。
【００７０】
本発明は前述したように、画像形成装置本体に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、感光体ドラム１を有する感光体ドラムユニット20と、中間転写ベルト５ａを有する中間転写ベルトユニット21との間を接続する電気接点手段を設けるようにしたために、感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21を分離することが可能となる。そのため、寿命に達したユニットのみを交換できコストパフォーマンスに優れる。
【００７１】
感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21を夫々独立に着脱する構成は従来から実施されている。但し、各ユニットは装置本体からバイアス電圧を供給されているので、高圧電源から装置本体内を各ユニットの接点部まで高圧ケーブルが配線されている。
【００７２】
また、ユニット間に電気接点を設け、片方のユニットのみに装置本体からのバイアス電圧を供給し、もう片方のユニットは前記ユニットを介して、バイアス電圧の供給をうけることで、装置本体内の高圧ケーブルの配線が簡略化できることができる。
【００７３】
そして、接点は分離可能に構成された一体構成のユニット間に高圧接点がある場合と、もともと独立に構成されたユニット間に高圧接点がある場合の両方が考えられる。
【００７４】
また、前記画像形成ユニット５を前記画像形成装置本体から取り外した状態で転写材搬送経路が露出するように構成したために、ジャム処理を容易に行うことが可能となる。
【００７５】
また、画像形成ユニット５に設けた電気接点手段に電気的に接続される装置本体側の電気接点手段は、前記画像形成ユニット側の端部をねじりコイルバネ部で構成し、電源回路基板側の接点部側の端部を圧縮コイルバネで構成したために、電源回路基板を下方より取り付けるだけで、高圧配線、接続が完了でき、組立性が大幅に向上するとともにコストダウンが図れる。
【００７６】
また、前記転写材搬送経路の投影下方側に高圧電源基板17を配置することで、高圧供給経路が簡略化され、装置全体の小型化が可能となる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明は前述したように第一ユニット及び第二ユニットは他方から一方に電力を供給するための電気接点手段を備えるように構成したために、画像形成装置本体の電源基板と画像形成ユニットとを電気的に接続するにあたって高圧ケーブル等が不要となり、また第一ユニットと第二ユニットを分離することことが可能となる。そのため、寿命に達したユニットのみを交換できコストパフォーマンスに優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した電子写真方式のカラー画像形成装置の主縦断面説明図である。
【図２】本発明を実施した感光体ドラム、中間転写ベルト一体構成の画像形成ユニットの左側主縦断面説明図である。
【図３】図２の画像形成ユニットを右側か見た主縦断面説明図である。
【図４】図２の画像形成ユニットを上方から見た断面説明図である。
【図５】感光体ドラムを帯電させる帯電ローラへのバイアス電圧供給経路を示す断面説明図である。
【図６】一次転写ローラへのバイアス電圧供給経路を示す断面説明図である。
【図７】感光体ユニットと中間転写体ユニットを分割する際の高圧接点部の状況を示す説明図である。
【図８】中間転写体ユニットの説明図である。
【図９】感光体ユニットの説明図である。
【図１０】画像形成ユニットを装置本体に着脱する状態を示す説明図である。
【図１１】画像形成ユニットと装置本体の高圧接点部を示す断面説明図である。
【図１２】画像形成ユニットと装置本体の高圧接点部を示す上面説明図である。
【符号の説明】
１ …感光体ドラム
２ …帯電ローラ
３ …露光手段
４ …現像装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ …色現像器
５ …画像形成ユニット
５ａ …中間転写ベルト
５ｆ …帯電ローラ
５ｊ …一次転写ローラ
６ …クリーニングブレード
７ａ …転写材カセット
７ｂ …給送ローラ
７ｃ …搬送ローラ対
７ｄ …レジストローラ対
８ …定着器
９ …排出ローラ対
10 …排出トレー
11 …二次転写ローラ
12 …搬送ベルトユニット
13 …後排出ローラ対
14 …レジ前センサ
15 …排出ガイド
16 …廃トナーボックス
17 …高圧電源基板
17ａ …位置決めボス
19 …ドラムシャッター
20 …感光体ドラムユニット
21 …中間転写ベルトユニット
23 …クリーニング帯電ローラ部
24 …カップリング
25 …軸受
26 …圧縮バネ
27 …スクイシート
28 …スクリュー
29 …感光体ドラムフレーム
40 …ベルト駆動ローラ
41 …従動ローラ
42 …カップリング
43 …軸受
44 …圧縮バネ
45 …中間転写体フレーム
46 …軸受
47 …圧縮バネ
51 …軸受
52 …圧縮バネ
60 …上蓋
61 …把手部
71 …突起部
72 …位置決め穴
73 …爪
74 …ロック穴
201 …左側軸受
202 …左側回転支軸
203，204 …突起部
205 …右側軸受
206 …右側軸受
208 …左カバー
300 …感光体ドラム用ガイドレール
301 …中間転写体用ガイドレール
302 …支持部
303 …支持部
304 …溝
305，306，307 …ねじりコイルバネ
327 …圧縮バネ
401 …一次転写ローラ高圧接点板
401ａ …端部
401ｂ …端部
401ｃ …フック部
402 …帯電ローラ高圧接点板
402ａ …端部
402ｂ …端部
402ｃ …フック部
403 …クリーニング帯電ローラ高圧接点板
403ａ …端部
403ｂ …端部
403ｃ …フック部
502，501，503 …高圧供給接点バネ
501ａ，502ａ，503ａ …端部
501ｂ，502ｂ，503ｂ …ねじりコイルバネ部
501ｃ，502ｃ，503ｃ …圧縮バネ部
504，506，508 …ボス部
505，507，509 …突起部
520 …コイルバネ
520ａ，520ｃ …圧縮バネ部
521 …軸受
600 …装置本体フレーム
601 …先端
Claims (7)
- 画像形成装置本体に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、
像担持体を有する第一ユニットと、
前記像担持体上の像が転写される中間転写体を有する第二ユニットと、
を有し、
前記第二ユニットは、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を転写する転写部材と、前記中間転写体から転写材に転写されず残留したトナーを帯電する帯電部材と、前記装置本体の接点に接触して前記第一ユニットに電力を供給するための電気接点手段と、前記装置本体の接点から前記転写部材に電力を供給するための第一の電気接点部と、前記帯電部材に電力を供給するための第二の電気接点部と、を備えること
を特徴とする画像形成ユニット。 - 前記装置本体に装着する際に、前記第一ユニットと前記第二ユニットを一体的に前記装置本体に装着可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成ユニット。
- 前記第一ユニットと第二ユニットは、前記装置本体に対して独立に着脱可能であること特徴とする請求項１に記載の画像形成ユニット。
- 前記第一ユニットと第二ユニットは分離可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
- 前記第一ユニットは、前記像担持体を帯電する帯電部材を有し、前記電気接点手段から前記第二ユニットを介して前記第一ユニットに供給される電力は、前記帯電部材に供給されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
- 前記画像形成ユニットは、前記装置本体の接点に向かって押し込むことで前記装置本体に装着されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
- 画像形成ユニットを装着して画像を形成する画像形成装置において、
像担持体を有する第一ユニットと前記像担持体上の像が転写される中間転写体を有する第二ユニットとを備える請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成ユニットと、
高圧電源基板に接続され、前記第二ユニットの電気接点手段、第一の接点部、第二の接点部にそれぞれ接触して電力を供給するための装置本体側電気接点と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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