JP4793430B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、現像ユニットを感光体ユニットに圧接する構造を有する画像形成装置に関する。

特開２００４−２５２２５５号公報（特許文献１）には、レール体に沿って現像ユニットを挿入・嵌着し、バネ部材によってレール体を付勢し、感光体ドラムと現像ローラとのギャップを予め規定した間隔に維持することが可能な基準位置にレール体を位置させる構造を有する画像形成装置が示されている。

特開２００６−３３７４１３号公報（特許文献２）には、第１の枠体により感光体ドラムを支持し、第２の枠体により現像ローラを支持する画像形成装置が示されている。ここでは、カムを用いて第２の枠体を回動させ、感光体ドラムに現像ローラが接触する接触位置と、感光体ドラムから現像ローラが離間する離間位置との間で第２の枠体を移動させている。
特開２００４−２５２２５５号公報 特開２００６−３３７４１３号公報

特許文献１，２に記載の画像形成装置では、以下の理由により、感光体ドラムと現像ローラとのギャップの精度が必ずしも十分ではない。

すなわち、特許文献１に記載の画像形成装置では、レール上で現像ユニットが『がたつく』ことにより、バネ部材による付勢力が変化し、感光体ドラムと現像ローラとのギャップの精度が低下する。

また、特許文献２に記載の画像形成装置では、カムに押圧される枠体が『がたつく』ことにより、感光体ドラムと現像ローラとのギャップの精度が低下する。

上記のように、現像ローラと感光体ドラムとのギャップが不安定となることで、画像濃度低下や画像濃度ムラなどの問題が発生し得る。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、現像ユニットと感光体ドラムとのギャップの精度が高い画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、本体フレームと、静電潜像が形成される感光体ドラムを有する感光体ユニットと、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像ユニットと、本体フレームに支持され、現像ユニットを回動可能に支持する第１シャフトと、現像ユニットを押圧して回動させることで該現像ユニットを感光体ユニットに圧接させるレバー部材と、本体フレームに支持され、レバー部材を支持する回動可能な第２シャフトと、レバー部材に隣接した位置に設けられ、第１シャフトおよび第２シャフト間の距離を一定に保つように第１シャフトおよび第２シャフトを保持する保持部材とを備える。

１つの実施態様では、上記画像形成装置において、保持部材は、本体フレームに対して固定される。

１つの実施態様では、上記画像形成装置において、第１シャフトの一端側は自由端とされている。

１つの実施態様では、上記画像形成装置は、第２シャフトに取り付けられ、感光体ユニットを軸方向に押圧可能な押圧部をさらに備える。そして、画像形成装置は、押圧部により感光体ユニットを押圧することに連動して、レバー部材により現像ユニットを押圧して感光体ユニットに圧接するように構成される。

１つの実施態様では、上記画像形成装置において、保持部材は、現像ユニットの駆動装置が設けられている側にのみ設けられている。

本発明によれば、画像形成装置において、現像ユニットと感光体ドラムとのギャップの精度を向上させることができる。より詳細に説明すれば、以下のとおりである。

レバー部材によって現像ユニットを感光体ユニットに圧接する構造において、現像ユニットの回動支持軸である第１シャフトと、レバー部材の回動支持軸である第２シャフトとの間隔を一定に保持する保持部材を設けることにより、現像ユニットを感光体ユニットに圧接した際に第１シャフトおよび第２シャフトに作用する力を互いに打ち消すことができるので、該作用力による第１シャフトおよび第２シャフトの変位を抑制することができる。この結果、感光体ユニットおよび現像ユニットの位置決めを精度よく行なうことができるので、現像ユニットと感光体ドラムとの間のギャップを精度よく規定することができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。

図１は、本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。図１を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１は、たとえば、コピー機、プリンタ、ファクシミリなどであって、用紙２上に所定の画像を形成するための装置である。

画像形成装置１は、露光ユニット３と、定着ユニット４と、転写ベルト５と、排紙トレイ６とを含む。さらに、画像形成装置１は、感光体ユニット１０と、現像ユニット２０とを含む。

感光体ユニット１０における感光体ドラム（図１においては図示せず）上には、露光ユニット３により、所望のパターンの静電潜像が形成される。感光体ユニット１０に対向して設けられる現像ユニット２０は、感光体ドラム上にトナーを供給して、上記の静電潜像を現像する。すなわち、現像ユニット２０により、感光体ドラム上に所望のパターンのトナー像が形成される。

各感光体上のトナー像は、順次転写ベルト５上に重ねて転写され、搬送されてきた用紙２へ一括して再転写される。用紙２上に転写されたトナー像は、定着ユニット４において定着させられる。その後、用紙２は排紙トレイ６に排出される。このようにして、用紙２上に所望のパターンの画像が形成される。

図２，図３は、画像形成装置１における感光体ユニット１０の装着状態を示す図である。また、図４は、画像形成装置１における感光体ユニット１０の装着前の状態を示す図である。図２〜図４を参照して、感光体ユニット１０は、本体フレーム１００Ａの外側から、矢印ＤＲ１０方向に沿って本体フレーム１００Ａ内に挿入される（図４参照）。ここで、感光体ユニット１０の本体フレームへの挿入は、挿入ガイド１０Ａ，１０Ｂ、およびガイド部材１０Ｅによってガイドされる。

また、本体フレーム１００Ａは、感光体ユニット装着レバー１０Ｃおよび押圧部１０Ｄを有する。感光体ユニット装着レバー１０Ｃおよび押圧部１０Ｄは、圧接レバーシャフト３０（以下では、単に『シャフト３０』とする場合がある。）に取付けられ、シャフト３０を回転軸として回転する。本体フレーム１００Ａ内に感光体ユニット１０を挿入した後、感光体ユニット装着レバー１０Ｃを回転させる。この結果、押圧部１０Ｄにより感光体ユニット１０が軸方向に押圧される（図２，図３参照）。これにより、感光体ユニット１０が本体フレーム内に保持される。

シャフト３０には、圧接レバー４０が取付けられている。圧接レバー４０は、シャフト３０を回転軸として回転する。すなわち、圧接レバー４０は、感光体ユニット装着レバー１０Ｃおよび押圧部１０Ｄと連動して回転する。圧接レバー４０が図４に示す状態（感光体ユニット１０の装着前の状態）から図３に示す状態（感光体ユニット１０の装着後の状態）に回転することにより、現像ユニット２０が感光体ユニット１０に向けて押圧されることになる。

すなわち、画像形成装置１は、押圧部１０Ｄにより感光体ユニット１０を押圧することに連動して、圧接レバー４０により現像ユニット２０を押圧して感光体ユニット１０に圧接するように構成されている。

図５は、画像形成装置１における感光体ユニット１０の装着後、該感光体ユニット１０に現像ユニット２０を圧接する前の状態を示し、図６は、感光体ユニット１０に現像ユニット２０を圧接した後の状態を示す図である。

図５，図６を参照して、本体フレームに感光体ユニット１０を挿入した後、感光体ユニット装着レバー１０Ｃを回転させることにより、圧接レバー４０はシャフト３０を回転軸として現像ユニット２０に向けて回転する。この結果、現像ユニット２０は押圧されることになる。

圧接レバー４０に押圧された現像ユニット２０は、現像ユニット支持シャフト５０（以下、単に『シャフト５０』とする場合がある。）を回転軸として回転する。この結果、感光体ユニット１０の感光体ドラム１１と現像ユニット２０の現像ローラ２１とが離間した状態（図５の状態）から近接した状態（図６の状態）へと変化する。

次に、図７，図８を用いて、画像形成装置１における現像ユニット２０の構成を説明する。図７，図８に示すように、現像ユニット２０は、コロ部材２２を含む。コロ部材２２が感光体ユニット１０に当接することで、感光体ドラム１１と現像ローラ２１とが所定のギャップを維持した状態で保持される。

なお、現像ユニット２０の回転軸となるシャフト５０の一端は、自由端とされている。すなわち、シャフト５０は、一方の端部のみが本体フレームに支持された片持ち梁構造を有する。

ここで、図９を用いて、画像形成装置１における現像ユニット２０を感光体ユニット１０に圧接した際の作用力を説明する。

図９を参照して、現像ユニット２０が感光体ユニット１０に当接したとき、現像ユニット２０には、コロ部材２２が感光体ユニット１０から受ける反力（ｆ１）と、現像ユニット２０の自重（ｆ２）と、圧接レバー４０から受ける押圧力（ｆ３）とが作用する。したがって、現像ユニット２０を支持するシャフト５０には、上記ｆ１，ｆ２，ｆ３の合力（Ｆ１）が作用する。この結果、シャフト５０に撓み（『シャフト５０の倒れ』）が生じ得る。さらに、圧接レバー４０を支持するシャフト３０についても、反力Ｆ２を受けることにより撓みが発生し得る。ここで、シャフト５０に作用する力Ｆ１の方向と、シャフト５０に作用する力Ｆ２の方向とは、互いに略逆向きの方向である。したがって、この力Ｆ１，Ｆ２が作用することによって、シャフト５０およびシャフト３０に撓みが発生した場合、感光体ユニット１０に対する現像ユニット２０の圧接力が低下することになる。この結果、感光体ドラム１１と現像ローラ２１との対向部におけるギャップが不安定になる。感光体ドラム１１と現像ローラ２１との間のギャップが不安定になった結果、画像濃度低下や濃度ムラという問題が発生しやすくなる。本実施の形態では、シャフト５０の一端が自由端であり、撓みが発生しやすい状況にあるため、シャフト５０の倒れを防止することは特に重要である。

これに対し、本実施の形態に係る画像形成装置１では、シャフト５０の倒れを防止する倒れ防止機構を設けることにより、上記の問題の発生を抑制している。この機構について、図１０，図１１を用いて以下に説明する。

図１０，図１１を参照して、画像形成装置１においては、シャフト３０とシャフト５０とを一体保持し、互いの軸間を一定に保つことが可能な保持部材６０が設けられている。この保持部材６０が設けられることにより、前述のような現像ユニット２０の圧接力の低下が抑制され、感光体ドラム１１と現像ローラ２１との間のギャップを一定に保つことが可能となる。

保持部材６０は、圧接レバー４０に隣接する位置に設けられいる。また、保持部材６０は、シャフト５０の先端部近傍を保持している。このようにすることで、保持部材６０によりシャフト５０の倒れをより効果的に抑制することができる。なお、保持部材６０は、画像形成装置１の後方側に位置する本体フレーム１００Ｂに近接する位置に設けられている。

図１２は、画像形成装置１における圧接レバーシャフト３０の全体を示す図である。また図１３は、画像形成装置１における圧接レバーシャフト３０および現像ユニット２０の全体を示す図である。

図１２，図１３を参照して、保持部材６０は、画像形成装置１の前後における後方側（図１２における右上側、図１３における右下側）にのみ設けられている。また、画像形成装置１の後方側には、現像ユニット２０を駆動する駆動装置２３が設けられている。すなわち、画像形成装置１において、保持部材６０は、現像ユニット２０の駆動装置２３が設けられている側にのみ設けられている。また、保持部材６０は、ガイド部材１０Ｅを介して本体フレーム１００Ａ，１００Ｂに固定されている。

次に、図１４を用いて、画像形成装置１の変形例について説明する。図１４を参照して、本変形例では、画像形成装置１の前方側（本体フレーム１００Ａに近接する位置）にのみ保持部材６０を設けることを特徴としている。このような場合も、感光体ユニット１０に対する現像ユニット２０の圧接力の低下が抑制され、画像濃度低下や濃度ムラという問題の発生が抑制される。

このように、本実施の形態に係る画像形成装置１によれば、現像ユニット支持シャフト５０および圧接レバーシャフト３０を保持する保持部材６０を設けることにより、シャフト３０，５０間の距離を一定に保つことができるので、感光体ドラム１１と現像ローラ２１とのギャップの精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、保持部材６０を圧接レバー４０に隣接した位置に設けた例について説明したが、保持部材６０は、圧接レバー４０と離間した位置に設けられてもよい。

また、本実施の形態では、保持部材６０が本体フレーム１００Ａ，１００Ｂに固定される例について説明したが、保持部材６０は、シャフト３０，５０間の距離を一定に保つ機能を果たす限り、本体フレームに固定されていなくてもよい。

また、本実施の形態では、シャフト５０の一端側が自由端とされている例について説明したが、シャフト５０の形態はこれに限定されない。

上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される感光体ドラム１１を有する感光体ユニット１０と、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像する現像ユニット２０と、現像ユニット２０を回動可能に支持する『第１シャフト』としての現像ユニット支持シャフト５０と、現像ユニット２０を押圧して回動させることで該現像ユニット２０を感光体ユニット１０に圧接させる『レバー部材』としての圧接レバー４０と、圧接レバー４０を支持する回動可能な『第２シャフト』としての圧接レバーシャフト３０と、現像ユニット支持シャフト５０および圧接レバーシャフト３０間の距離を一定に保つように現像ユニット支持シャフト５０および圧接レバーシャフト３０を保持する保持部材６０とを備える。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における感光体ユニットの装着状態を示す図（その１）である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における感光体ユニットの装着状態を示す図（その２）である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における感光体ユニットの装着前の状態を示す図である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における感光体ユニットの装着後、該感光体ユニットに現像ユニットを圧接する前の状態を示す図である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における感光体ユニットに現像ユニットを圧接した後の状態を示す図である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における現像ユニットの構成を説明するための図（その１）である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における現像ユニットの構成を説明するための図（その２）である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における現像ユニットを感光体ユニットに圧接した際の作用力を説明するための図である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における圧接支点の倒れ防止機構を説明するための図（その１）である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における圧接支点の倒れ防止機構を説明するための図（その２）である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における圧接機構の全体を示す図である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置における圧接機構および現像ユニットの全体を示す図である。 本発明の１つの実施の形態に係る画像形成装置の変形例における現像ユニットの倒れ防止機構を説明するための図（その２）である。

符号の説明

１ 画像形成装置、２ 用紙、３ 露光ユニット、４ 定着ユニット、５ 転写ベルト、６ 排紙トレイ、１０ 感光体ユニット、１０Ａ 挿入ガイド（下側）、１０Ｂ 挿入ガイド（上側）、１０Ｃ 感光体ユニット装着レバー、１０Ｄ 押圧部、１０Ｅ ガイド部材、１１ 感光体ドラム、２０ 現像ユニット、２１ 現像ローラ、２２ コロ部材、２３ 駆動装置、３０ 圧接レバーシャフト、４０ 圧接レバー、５０ 現像ユニット支持シャフト、６０ 保持部材、１００Ａ，１００Ｂ 本体フレーム。

Claims (5)

1. 本体フレームと、
   静電潜像が形成される感光体ドラムを有する感光体ユニットと、
   前記感光体ドラム上に形成された前記静電潜像を現像する現像ユニットと、
   前記本体フレームに支持され、前記現像ユニットを回動可能に支持する第１シャフトと、
   前記現像ユニットを押圧して回動させることで該現像ユニットを前記感光体ユニットに圧接させるレバー部材と、
   前記本体フレームに支持され、前記レバー部材を支持する回動可能な第２シャフトと、
   前記レバー部材に隣接した位置に設けられ、前記第１シャフトおよび前記第２シャフト間の距離を一定に保つように前記第１シャフトおよび前記第２シャフトを保持する保持部材とを備えた、画像形成装置。
2. 前記保持部材は、前記本体フレームに対して固定される、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１シャフトの一端側は自由端とされている、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２シャフトに取り付けられ、前記感光体ユニットを軸方向に押圧可能な押圧部をさらに備え、
   前記押圧部により前記感光体ユニットを押圧することに連動して、前記レバー部材により前記現像ユニットを押圧して前記感光体ユニットに圧接するように構成された、請求項１から請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記保持部材は、前記現像ユニットの駆動装置が設けられている側にのみ設けられている、請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。

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