JP4793466B2

JP4793466B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4793466B2
Application number: JP2009068852A
Authority: JP
Inventors: 卓士松本; 俊央滝口; 真一大場; 孝幸矢澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: JP2010224049A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、画像形成装置に脱着自在に保持される複数個のプロセスカートリッジ（交換ユニット）が記載されている。

これらのプロセスカートリッジは水平方向に並べられ、プロセスカートリッジの側部には、取付方向に延びる円柱状のピン部材が形成されている。そして、プロセスカートリッジを装置本体に挿入する際には、挿入するプロセスカートリッジに形成されたピン部材を既に装置本体に取り付けられたプロセスカートリッジに設けられる位置決穴へ差し込むようになっている。
特開２００６−７８９２３号公報

本発明は、隣り合う交換ユニットの間隔を狭くすることが課題である。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像保持体を備える感光体ユニットと、前記像保持体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給する現像部材を備えると共に、前記感光体ユニットより重い現像器ユニットと、前記現像器ユニットに設けられると共に、複数個の支持部材の１つに支持される底部材と、前記底部材に設けられると共に、装置本体へ装置本体の側方から取り付けられる取付方向に延びる案内溝と、前記案内味溝に設けられ、前記装置本体に取り付けるときに前記突起を誘い込む誘込部と、を備える交換体ユニットと、前記支持部材に設けられ、前記交換ユニットに設けられた前記案内溝を案内すると共に、取付方向に一列に配置された３本の突起と、を備え、３本の前記突起の間隔は異なる間隔であると共に、前記交換ユニットの取付方向手前から１本目の突起と２本目の突起の間隔が、２本目の突起と３本目の突起の間隔より狭いことを特徴とする。

本発明の請求項１の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、取り付け途中で予め決められた突起以外の突起が許容部に入り込むことが無くなる。

本発明の実施形態に係る交換ユニットの一例が採用された画像形成装置を図１〜図８に従って説明する。

（全体構成）
図８に示されるように、画像形成装置１０の内部には、画像処理装置（図示省略）が設けられている。画像処理装置は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データに画像処理を施すようになっている。

画像形成装置１０内部の上方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーを収容するトナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが交換可能に設けられている。なお、以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）の各色に対応する部材の符号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付与して区別する。

さらに、トナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋには、それぞれトナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの一端が接続されている。

また、画像形成装置１０内部の中央には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像剤に対応する４つの交換ユニットとしての画像形成ユニット１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が、正面視にて右斜め下方に向けて互いに一部を重ねた状態で配置されている（図７参照）。

この現像剤は、非磁性タイプのトナーと、磁性を有するキャリアとが混合されたものである。ここで、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの他端が、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにそれぞれ接続されており、各色のトナーが各画像形成ユニット１２に供給されるようになっている。

一方、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの上方には、転写部１４が設けられている。転写部１４は、中間転写体の一例としての中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に配置され、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの各トナー画像を中間転写ベルト１６に多重転写させる４つの一次転写部材としての一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、中間転写ベルト１６上で重ねられたトナー画像を、記録媒体としてのシート部材Ｐに転写させる二次転写ロール２０とを有している。

中間転写ベルト１６は、図示しないモータで駆動される駆動ロール２２と、中間転写ベルト１６の張力を調整するテンションロール２４と、二次転写ロール２０と対向配置されたバックアップロール２６との間に巻き掛けられており、駆動ロール２２により、図８の矢印Ｘ方向（反時計回り方向）に循環駆動されるようになっている。

一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、中間転写ベルト１６を挟んでそれぞれの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに設けられた像保持体としての感光体２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）と対向配置されている。また、一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。なお、二次転写ロール２０も、給電ユニットによって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が付与されるようになっている。

また、中間転写ベルト１６の駆動ロール２２が設けられている位置の外周面には、クリーニング装置３０が設けられている。クリーニング装置３０は、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４を備えており、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４によって、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

さらに、画像形成装置１０の内部には、画像形成装置１０の各部の駆動制御を行う制御ユニット３６が設けられている。また、画像形成ユニット１２の下側には、帯電された感光体２８の表面に各色に対応した露光光Ｌ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ）を照射して静電潜像を形成する露光ユニット４０が設けられている。

また、露光ユニット４０の内部には、各露光光Ｌを主走査方向に走査するためのｆ−θレンズ（図示省略）及びポリゴンミラー４２が設けられている。さらに、４本の露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８に向けて出射するためのガラス窓４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋが設けられている。

一方、露光ユニット４０の下側には、シート部材Ｐが収納された給紙カセット４６が配置されている。また、給紙カセット４６の端部から鉛直方向上方には、シート部材Ｐを搬送する用紙搬送路５０が設けられている。

この用紙搬送路５０には、シート部材Ｐを給紙カセット４６から送り出す給紙ロール４８と、シート部材Ｐを１枚ずつ給紙させる用紙分離搬送用のロール対５２と、中間転写ベルト１６上の画像の移動タイミングとシート部材Ｐの搬送タイミングを合わせる用紙先端位置合わせロール５４とが設けられている。

また、二次転写ロール２０の上方には、定着装置６０が設けられている。定着装置６０は、加熱された加熱ロール６２と、この加熱ロール６２に圧接された加圧ロール６４とを備えている。ここで、二次転写ロール２０によって各色のトナー画像が転写されたシート部材Ｐは、加熱ロール６２と加圧ロール６４との圧接部で熱及び圧力により定着され、シート部材Ｐの搬送方向下流側に設けられた排紙ロール６６によって、画像形成装置１０の上部に設けられた排出部６８に排出されるようになっている。また、トナー画像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト１６の表面は、クリーニング装置３０によって残留トナーや紙粉等が除去される。

次に、画像形成ユニット１２について説明する。

ここでは、一例として、画像形成ユニット１２Ｍについて説明する。なお、他の各色に対応した画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｋは、画像形成ユニット１２Ｍと同様の構造であるため、説明を省略する。また、画像形成ユニット１２Ｍの各構成部材については、符号Ｍを省略して表示する。

画像形成ユニット１２は、装置本体１０Ａに対し装置本体１０Ａの側方から脱着可能とされており、新たな画像形成ユニット１２と交換可能となっている。なお、本実施形態では、一例として設置された画像形成装置１０の正面方向から画像形成ユニット１２が交換可能となっている。ここで、側方とは、設置された画像形成装置の上方及び下方に対して、交差する方向であって、特に設置された画像形成装置１０の正面方向に限定されるものではない。

図６に示されるように、画像形成ユニット１２には、感光体２８の表面に接触して感光体２８を一様に帯電する帯電部材としての帯電ロール７２と、前述の露光光Ｌにより感光体２８上に形成された静電潜像を各色の現像剤（トナー）で現像する現像部７０と、転写後の感光体２８の表面に光を照射して除電を行う除電装置の一例としてのイレーズランプ７４と、除電後の感光体２８の表面を清掃する像保持体清掃部材としてのクリーニングブレード７６とが設けられている。

そして、帯電ロール７２、現像部７０、イレーズランプ７４、及びクリーニングブレード７６は、感光体２８の表面と対向して、感光体２８の回転方向上流側から下流側へ向けてこの順番で配置されている。

さらに、帯電ロール７２の外周面で感光体２８と反対側には、帯電ロール７２の表面に付着したトナー等を取り除く帯電体清掃部材としてのクリーニングロール７９が回転可能に設けられている。

現像部７０は、画像形成ユニット１２Ｍの左端部に配置され、現像剤Ｇが充填された現像剤収容室８０と、現像剤収容室８０と感光体２８の間に設けられた現像室８２と、現像剤収容室８０及び現像室８２の下側に設けられ、現像剤収容室８０から供給された現像剤Ｇを攪拌（混合）して現像室８２に搬送する攪拌搬送室８４とを有している。

現像剤収容室８０の上部には、矩形状の第１開口部８３が形成されている。そして、第１開口部８３を介して外部から現像剤Ｇが流入され充填されている。

さらに、現像剤収容室８０の下部には、矩形状の第２開口部８７が形成されている。ここで、現像剤収容室８０と攪拌搬送室８４は、第２開口部８７を介して連通しており、現像剤収容室８０に充填され現像剤収容室８０内を流下した現像剤Ｇは、第２開口部８７を通って攪拌搬送室８４に流入するようになっている。

ここで、第２開口部８７は、予め、封止部材８５Ｂで封止されており、画像形成装置１０への画像形成ユニット１２の取付け前に、封止部材８５Ｂが画像形成ユニット１２の一方の側面から引き抜かれることで、開放されるようになっている。

攪拌搬送室８４は、仕切壁９３で仕切られ、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂの２条の攪拌路が設けられている。仕切壁９３の両端部位置には、開口された連通口が（図示省略）が形成されており、連通口によって、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂが連通している。

第２攪拌路８４Ｂの上面は開口となっており、上方に現像ロール７８が配置され現像室８２と連通している。

また、第１攪拌路８４Ａには、第１攪拌搬送部材９１が配置されている。同様にして、第２攪拌路８４Ｂには、第２攪拌搬送部材９２が配置されている。第１攪拌搬送部材９１が矢印Ｃ方向、第２攪拌搬送部材９２が矢印Ｄ方向（矢印Ｃ、Ｄは異なる方向）にそれぞれ回転することで、攪拌搬送室８４内の現像剤Ｇは、供給されたトナーと混合され、それぞれ第１攪拌路８４Ａ内、及び第２攪拌路８４Ｂ内を攪拌混合されながら搬送されて、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂとの間を循環するようになっている。

現像室８２には、感光体２８の長手方向を軸方向とし、矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転し、現像時に現像剤Ｇ中のトナーを感光体２８の潜像に向けて移動させ、トナー画像を形成させる現像ロール７８が設けられている。さらに、現像室８２は、層規制部材としての薄層形成ロール９７が設けられている。

一方、トナーを前述したトナー供給路１３（図８参照）から取り入れられる第１開口部８３を閉止するシャッター部材８６（図３参照）と、排トナーを排出する排出開口部８８を閉止するシャッター部材９０（図２参照）が設けられている。そして、画像形成ユニット１２が装置本体１０Ａに取り付けられると、シャッター部材８６、シャッター部材９０は、装置本体に設けられる図示せぬシャッター開放部材とあたり、第１開口部８３及び排出開口部８８を開放するようになっている。

次に、画像形成装置１０の画像形成工程について説明する。

図８に示されるように、画像処理装置（図示省略）で画像処理が施された画像データは、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、露光ユニット４０に順次出力される。露光ユニット４０では、各色の色材階調データに応じて各露光光Ｌを出射して、各感光体２８に走査露光を行い、静電潜像が形成される。

感光体２８上に形成された静電潜像は、現像部７０によって、各色のトナー画像として顕在化され現像が行われる。そして、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８上に順次形成された各色のトナー画像は、４つの一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって中間転写ベルト１６上に順次多重転写される。

中間転写ベルト１６上に多重転写された各色のトナー画像は、二次転写ロール２０によって、搬送されてきたシート部材Ｐ上に二次転写される。そして、シート部材Ｐ上の各色のトナー画像が定着装置６０で定着され、定着後のシート部材Ｐは、排出部６８に排出される。

トナー画像の転写工程が終了した後の感光体２８の表面は、クリーニングブレード７６によって残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置３０で除去される。

（要部構成）
図５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、画像形成ユニット１２は、矢印Ａ（時計回り）方向に回転駆動される感光体２８を備えた感光体ユニット１１０と、感光体２８の表面に形成された静電潜像にトナーを供給する現像ロール７８を備えた現像器ユニット１１２とを含んで構成されている。また、感光体ユニット１１０と現像器ユニット１１２は、軸部材１１４によって相対回転可能に支持されている。なお、構造上、現像器ユニット１１２は、感光体ユニット１１０より重くなっている。

さらに、図５（Ａ）に示されるように、画像形成ユニット１２を一端部から見ると感光体ユニット１１０と現像器ユニット１１２に跨るように付勢部材としてのコイルスプリング１１６が設けられており、コイルスプリング１１６の端部は、感光体ユニット１１０と現像器ユニット１１２に固定されている。また、前述した第１攪拌搬送部材９１、第２攪拌搬送部材９２に回転力を伝達するギア部材１２０が、現像器ユニット１１２に設けられ、感光体２８に回転力を伝達するギア部材１２２が、感光体ユニット１１０に設けられている。

これに対し、図５（Ｂ）に示されるように、画像形成ユニット１２を他端部から見ると感光体ユニット１１０と現像器ユニット１１２に跨るように付勢部材としてのコイルスプリング１１８が設けられており、コイルスプリング１１８の端部は、感光体ユニット１１０と現像器ユニット１１２に固定されている。

この構成により、コイルスプリング１１６、１１８の付勢力で、現像器ユニット１１２と感光体ユニット１１０が所定の位置関係が保たれるようになっている。

一方、図３に示されるように、画像形成装置１０の内部には、４個の板状の支持板１２６が設けられ、各画像形成ユニット１２がこの支持板１２６に支持されている。さらに、樹脂材料で形成された円柱状のガイドピン１２８が、支持板１２６に設けられた円孔から突出して上方に延びるように設けられている。

詳細には、画像形成ユニット１２毎に、ガイドピン１２８が画像形成ユニット１２の取付方向（図中に示すＧ方向）にそって複数本（本実施形態では３本）設けられており、画像形成ユニット１２の取付方向手前から１本目のガイドピン１２８と２本目のガイドピン１２８の間隔が、２本目のガイドピン１２８と３本目のガイドピン１２８の間隔より狭くされている。

なお、図３においては、支持板１２６Ｍから突出するガイドピン１２８の理解を容易にするため、画像形成ユニット１２Ｍの感光体ユニット１１０を省略して記載する。

これに対し、図１、図２に示されるように、現像器ユニット１１２の底部を構成する底部材１３０には、画像形成ユニット１２の脱着方向（図中に示すＧ方向）に延びる凹状のガイド溝１３４が設けられている。ここで底部材１３０は現像器ユニット１１２のハウジングと一体で形成されていても構わない。

詳細には、画像形成ユニット１２を取り付ける際に、このガイド溝１３４は装置本体１０Ａに設けられたガイドピン１２８にガイドされ、矢印Ｇ方向に沿って画像形成ユニット１２が画像形成装置１０から脱着されるようになっている。

また、ガイド溝１３４には、画像形成ユニット１２を装置本体１０Ａに取り付けるときに、ガイドピン１２８を誘い込む誘込部としてのテーパー部１３６が設けられている。

さらに、ガイド溝１３４には、画像形成ユニット１２が装置本体１０Ａに取り付けられた状態で、現像器ユニット１１２に配置された現像ロール７８、第１攪拌搬送部材９１、第２攪拌搬送部材９２（図６参照）を回転させるギア部材１２０等を駆動させたときの反力で現像器ユニット１１２が感光体ユニット１１０へ引き寄せられるときに、ガイドピン１２８に対する現像器ユニット１１２の移動を許容する許容部としての切欠１３８が設けられている。

つまり、現像器ユニット１１２が感光体ユニット１１０に引き寄せられ、現像器ユニット１１２が画像形成ユニット１２の取付方向と直交する方向（図中に示すＨ方向）へ移動しようとしたときに、ガイド溝１３４がガイドピン１２８に当ることなく現像器ユニット１１２が移動するようになっている。

また、画像形成ユニット１２を装置本体１０Ａに取り付ける際に、全てのガイドピン１２８が、テーパー部１３６を通過してから前述したシャッター部材９０及びシャッター部材８６（図３参照）がシャッター開放部材（図示省略）と当って開放されるように、シャッター部材９０、シャッター部材８６の位置が決められている。

なお、図１、図２においては、装置本体１０Ａに取り付けられた画像形成ユニット１２のガイド溝１３４と、ガイドピン１２８の位置関係が容易に理解できるように、支持板１２６等の部材は省略して記載する。

（作用）
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、画像形成ユニット１２を装置本体１０Ａ（図３参照）に取り付ける際の画像形成ユニット１２とガイドピン１２８の位置関係が時系列で示されている。なお、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）では、画像形成ユニット１２のガイド溝１３４と、ガイドピン１２８の位置関係が容易に理解できるように、支持板１２６等の部材は省略して記載している。

図４（Ａ）に示されるように、画像形成ユニット１２を装置本体１０Ａに取り付ける際は、画像形成ユニット１２を矢印方向Ｇ方向へ移動させ、先ず、画像形成ユニット１２の取付方向手前から１本目のガイドピン１２８（図中左側）をガイド溝１３４の端部に設けられたテーパー部１３６を通してガイド溝１３４に誘い込む。

図４（Ｂ）に示されるように、1本目のガイドピン１２８に続けて２本目のガイドピン１２８（図中中央側）、３本目のガイドピン１２８（図中右側）を同様にガイド溝１３４に誘い込む。

ここで、前述したように、１本目のガイドピン１２８と２本目のガイドピン１２８の間隔が、２本目のガイドピン１２８と３本目のガイドピン１２８の間隔より狭くされている。つまり、早いタイミングで１本目と２本目のガイドピン１２８がガイド溝１３４に誘い込まれる構成となっている。

また、隣接するガイドピン１２８の間隔が異なる間隔であるため、画像形成ユニット１２の取り付け作業の途中で、ガイドピン１２８が切欠１３８を通ってガイド溝１３４から外れることがない構成となっている。

図１、図４（Ｃ）に示されるように、画像形成ユニット１２を装置本体１０Ａに取り付けると、ガイドピン１２８と切欠１３８が対向し、現像器ユニット１１２が取付方向と直交する方向（図中Ｈ方向）に移動可能となる。つまり、現像器ユニット１１２に配置された現像ロール７８、第１攪拌搬送部材９１、第２攪拌搬送部材９２（図６参照）を回転させるギア部材１２０等を駆動させたときの反力で、現像器ユニット１１２が感光体ユニット１１０へ引き寄せられるときに、現像器ユニット１１２の現像ロール７８の軸方向と直交方向へ移動して現像器ユニット１１２の現像ロール７８と感光体ユニット１１０の感光体２８の軸間距離が決められた値に保たれる構成となっている。

また、画像形成ユニット１２を装置本体１０Ａに取り付ける際に、画像形成ユニット１２をガイドする手段が、支持板１２６から突出するガイドピン１２８だけである。つまり、隣接する画像形成ユニット１２との間に、ガイド手段を設ける必要がない構成となっている。

また、ガイドピン１２８でガイド溝１３４を案内するため、画像形成ユニット１２の取付方向に延びるレール状の突起部でガイド溝１３４を案内する場合と比較して、例えば案内方向を修正する場合にチューニングが容易な構成となっている。

本発明の実施形態に係る画像形成ユニットを示した斜視図である。本発明の実施形態に係る画像形成ユニットを示した底面図である。本発明の実施形態に係る画像形成ユニットと画像形成ユニットが支持される支持板及びガイドピン等を示した斜視図である。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に係る画像形成ユニットの取り付け状況を示した斜視図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る画像形成ユニットを一端部及び他端部から見た側面図である。本発明の実施形態に係る画像形成ユニットを示した断面図である。本発明の実施形態に係る画像形成ユニットを示した断面図である。本発明の実施形態に係る画像形成ユニットが採用された画像形成装置を示した概略構成図である。

１０画像形成装置
１０Ａ装置本体
１２画像形成ユニット（交換ユニット）
２８感光体（像保持体）
７８現像ロール（現像部材）
８３第１開口部（開口部）
８６シャッター部材（閉塞部材）
８８排出開口部
９０シャッター部材（閉塞部材）
９１第１攪拌搬送部材（被駆動部材）
９２第２攪拌搬送部材（被駆動部材）
１１０感光体ユニット
１１２現像器ユニット
１１４軸部材
１１６コイルスプリング（付勢部材）
１１８コイルスプリング（付勢部材）
１２０ギア部材（駆動伝達部材）
１２６支持板（支持部材）
１２８ガイドピン（突起）
１３０底部材
１３４ガイド溝（案内溝）
１３６テーパー部（誘込部）
１３８切欠（許容部）

Claims

表面に静電潜像が形成される像保持体を備える感光体ユニットと、前記像保持体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給する現像部材を備えると共に、前記感光体ユニットより重い現像器ユニットと、前記現像器ユニットに設けられると共に、複数個の支持部材の１つに支持される底部材と、前記底部材に設けられると共に、装置本体へ装置本体の側方から取り付けられる取付方向に延びる案内溝と、前記案内味溝に設けられ、前記装置本体に取り付けるときに前記突起を誘い込む誘込部と、を備える交換体ユニットと、
前記支持部材に設けられ、前記交換ユニットに設けられた前記案内溝を案内すると共に、取付方向に一列に配置された３本の突起と、を備え、
３本の前記突起の間隔は異なる間隔であると共に、前記交換ユニットの取付方向手前から１本目の突起と２本目の突起の間隔が、２本目の突起と３本目の突起の間隔より狭いことを特徴とする画像形成装置。