JP4867943B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、上記被記録媒体を搬送する搬送手段を、その搬送方向左右両側から一対のフレームによって支持した画像形成装置に関する。

従来より、この種の画像形成装置としては、装置の左右に一対の金属製のフレームを配置し、その一対のフレーム間に、用紙等の被記録媒体に例えば電子写真方式で画像を形成する画像形成ユニットや、用紙を搬送する搬送手段としての各種ローラ等を配置したものが考えられている。ところが、このような構造の画像形成装置では、装置が平らでない机や床などの上に置かれたときには、装置自身がねじれてしまうことがあった。すると、用紙の送り動作や画像形成に必要とされる精度が確保できない可能性がある。

すなわち、左右のフレーム間には、用紙を給紙トレイから送り出す給紙ローラ、給紙ローラにより送り出された用紙を搬送する搬送ローラ、用紙の先頭を揃えるレジストローラ等が、自身の両端をフレームに軸支されて配置されるが、左右のフレームがねじれると、上述したローラ等の位置がずれてしまい、結果として、給紙や紙送りがうまくいかなかったり、精密な画像が形成できないという問題があった。

そこで、左右一対のフレームを、金属製のパイプの両端にフランジを溶接してなる補強部材によって連結することにより、左右のフレーム間のねじれを抑制して、被記録媒体の搬送及び画像形成を好適に実行可能とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３６５９１６３公報

ところが、上記特許文献１では、金属製のパイプの両端に溶接されるフランジとして、略正方形のものを採用している。フランジには、この他、丸など種々の形状があるが、いずれも対称な形状であり、周囲にデッドスペースができるため、装置の小型化において制約となっていた。そこで、本発明は、被記録媒体を搬送する搬送手段を一対のフレームによって支持した画像形成装置において、デッドスペースを減らして良好に装置を小型化することを目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明の画像形成装置は、被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段へ被記録媒体を搬送する搬送手段と、該搬送手段を、上記被記録媒体の搬送方向左右両側から支持する一対のフレームと、上記一対のフレームを連結する同一形状の複数の補強部材と、を備え、上記各補強部材は、金属製のパイプと、一部に切欠部を有する異形の平面形状を有して上記パイプの両端に溶接され、上記フレームに固定するためのネジ穴が少なくとも上記パイプとの溶接部を挟んで２つ穿設された一対の同一形状のフランジと、を備え、上記少なくとも１つのフランジは、装置を構成する他部材に上記切欠部を対向させて上記フレームに固定されることにより、当該他部材との干渉が防止されていることを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置では、被記録媒体に画像を形成する画像形成手段へ被記録媒体を搬送する搬送手段は、上記被記録媒体の搬送方向左右両側から一対のフレームによって支持されている。そして、この一対のフレームは、同一形状の複数の補強部材で連結されることによって補強され、フレーム間のねじれが抑制されている。

本発明では、上記各補強部材を、一部に切欠部を有する異形の平面形状を有する一対の同一形状のフランジを金属製のパイプの両端に溶接して構成している。そして、少なくとも１つのフランジは、装置を構成する他部材に上記切欠部を対向させて上記フレームに固定されることにより、当該他部材との干渉が防止されている。このように、本発明の画像形成装置では、補強部材を構成するフランジの平面形状を一部に切欠部を有する異形として、その切欠部によって他部材との干渉を防止しているので、デッドスペースを減らして装置を良好に小型化することができる。

また、本発明では、上記各フランジに、上記フレームに固定するためのネジ穴を少なくとも上記パイプとの溶接部を挟んで２つ穿設している。このため、上記補強部材は上記フレームに良好に固定することができ、そのフレームのねじれも良好に抑制することができる。従って、本発明の画像形成装置では、精密な画像を良好に形成することができる。

なお、本発明は以下の構成になんら限定されるものではないが、少なくとも２つの上記補強部材は、上記フランジの切欠部の配設方向が異なるように、上記一対のフレームの間に固定されたものであってもよい。全てのフランジの切欠部を同一方向に向けているとデッドスペースを十分に減らすことができない場合があるが、このようにフランジの切欠部の配設方向を一部で異ならせることにより、一層良好にデッドスペースを減らせる場合がある。従って、その場合、装置を一層小型化することができる。

また、上記各フランジは、正方形の１つの角を切欠いた平面形状を有し、切欠かれていない３つの角に上記ネジ穴が穿設されたものであってもよい。この場合、上記補強部材は上記フレームに一層良好に固定することができ、そのフレームのねじれも一層良好に抑制することができる。

更に、上記各パイプは外周の一部に継目を有し、かつ、その継目と上記フランジの切欠部との位置関係は上記各補強部材で一致しており、上記各補強部材は、上記継目が使用者からは見えない角度にそれぞれ固定されてもよい。この場合、パイプとフランジとの位相関係を合わせることによって各補強部材を同様の工程で製造することができるので製造コストを低減することができ、更に、上記パイプの継目が使用者から見えないので装置の美観を保つことができる。そして、この場合更に、上記パイプは、１枚板をパイプ状に曲げ、カシメ若しくは溶接でパイプ状に加工したものであってもよい。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置１の概略構成を表す側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における右側を前方とする。

（画像形成装置の全体構成）
この画像形成装置１は、直接転写タンデム方式のカラープリンタであって、図１に示すように、略箱型の筐体２を備えている。筐体２の上面には、画像形成後の被記録媒体としての用紙４が積載される排紙トレイ５Ａが形成されている。更に、その排紙トレイ５Ａが一体に設けられて画像形成装置１を上方から覆うトップカバー５は、画像形成装置１の後方上端を中心にして開閉可能に設けられている。このトップカバー５を開放することにより、後述のベルトユニット２０や画像形成ユニット３０を筐体２の内部から上方へ引き出すことが可能となる。

筐体２の下部には、画像を形成するための用紙４が収容される給紙トレイ７が前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ７内には、用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な用紙押圧板９が設けられている。また、給紙トレイ７の前端上方位置には、用紙４を送り出す給紙ローラ１１が設けられ、その給紙ローラ１１による用紙搬送方向下流側には、給紙ローラ１１にて搬送される用紙４を１枚毎に分離する分離ローラ１２と分離パッド１３とが設けられている。

給紙トレイ７の最上位の用紙４は、分離ローラ１２によって１枚毎に分離された後、更に、一対の搬送ローラ１４によって搬送され、レジストローラ１５へ送られる。レジストローラ１５では、その用紙４を所定のタイミングで、後方のベルトユニット２０上へ送り出す。なお、給紙ローラ１１，分離ローラ１２，搬送ローラ１４，レジストローラ１５，ベルトユニット２０が搬送手段の一例に相当する。

ベルトユニット２０は、筐体２に対して着脱可能とされており、前後に離間して配置されたベルト駆動ローラ２１，テンションローラ２２の間に、水平に架設される搬送ベルト２３を備えている。搬送ベルト２３は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる無端状のベルトであり、後側のベルト駆動ローラ２１が図示省略したメインモータによって回転駆動されることにより図１の反時計回り方向に循環移動して、その上面（以下、搬送面ともいう）に載せた用紙４を後方へ搬送する。また、テンションローラ２２は、ベルト駆動ローラ２１と回転軸を平行に揃えて設けられ、図示省略したバネによって前方に付勢されることで搬送ベルト２３に適度な張力を与えている。

（画像形成部の構成）
搬送ベルト２３の内側には、後述する画像形成ユニット３０が有する各感光体ドラム３１と対向配置される４つの転写ローラ２４が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３１と対応する転写ローラ２４との間に搬送ベルト２３を挟んだ状態となっている。後述のトナー像の転写時には、この転写ローラ２４と感光体ドラム３１との間に転写バイアスが印加され、所定量の転写電流が通電される。また、ベルトユニット２０の下側には、搬送ベルト２３に付着したトナーや紙粉等をクリーニングローラ４１を介して除去する周知のベルトクリーナ４０が設けられている。

画像形成ユニット３０は、ＬＥＤユニット５０と対をなして、用紙搬送方向に沿って上流側から順にブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの順で各色に対応して４機ずつ直列に設けられている。なお、各色に対応する画像形成ユニット３０，ＬＥＤユニット５０，転写ローラ２４が画像形成手段の一例に相当する。

各画像形成ユニット３０は、像担持体としての感光体ドラム３１、スコロトロン型帯電器３２、及び現像装置としての現像カートリッジ３４等を備えて構成されている。感光体ドラム３１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。スコロトロン型帯電器３２は、感光体ドラム３１の後側斜め上方において、感光体ドラム３１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム３１と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３２は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３１の表面を一様に正極性に帯電させる。

現像カートリッジ３４は、略箱形をなし、その内部には、上部にトナー収容室３５が設けられ、その下側に供給ローラ３６、現像ローラ３７、及び層厚規制ブレード３８が設けられている。各現像カートリッジ３４のトナー収容室３５には、現像剤として、ブラック、シアン、マゼンタ、またはイエローの各色の正帯電性非磁性１成分トナーがそれぞれ収容されている。

トナー収容室３５から放出されたトナーは、供給ローラ３６の回転により現像ローラ３７に供給され、供給ローラ３６と現像ローラ３７との間で正に摩擦帯電される。更に、現像ローラ３７上に供給されたトナーは、現像ローラ３７の回転に伴って、層厚規制ブレード３８と現像ローラ３７との間に進入し、ここで更に十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ３７上に担持される。

感光体ドラム３１の表面は、その回転時、先ずスコロトロン型帯電器３２により一様に正帯電される。その後、感光体ドラム３１の表面は、ＬＥＤユニット５０の下端に用紙幅方向（図１の表裏面方向）に一列に配設されたＬＥＤ（図示省略）により露光されて、用紙４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３７の回転により、現像ローラ３７上に担持され正帯電されているトナーが、感光体ドラム３１に対向して接触するときに、感光体ドラム３１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。

その後、各感光体ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト２３によって搬送される用紙４が感光体ドラム３１と転写ローラ２４との間を通る際に、上記転写電流によって、用紙４に順次転写される。こうして各色のトナー像が順次重ねて転写された用紙４は、次いで定着手段の一例としての定着器６０に搬送される。

定着器６０は、筐体２内における搬送ベルト２３の後方に配置されている。この定着器６０は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１の下方において、加熱ローラ６１を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ６２とを備えている。この定着器６０では、各色のトナー像が転写された用紙４を、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２とによって狭持搬送しながら加熱することにより、上記トナー像を用紙４に定着させる。そして、上記トナー像が定着された用紙４は、定着器６０の斜め後上方に配置された搬送ローラ６３により更に搬送され、筐体２の上部に設けられた排紙ローラ６４により、前述の排紙トレイ５Ａ上に排出される。

（画像形成装置のフレームの構成）
次に、上記各部を支持するフレーム７０の構成について説明する。図２の斜視図に示すように、筐体２の内部には、金属板をほぼ左右対称形状にプレス成形して構成されたフレーム７０Ｌ，７０Ｒが設けられ、この一対のフレーム７０Ｌ，７０Ｒは、補強部材８０ＵＦ，８０ＬＦ，８０ＵＲ，８０ＬＲによって連結されている。補強部材８０ＵＦ，８０ＬＦ，８０ＵＲ，８０ＬＲは、それぞれ同一形状に構成されている。そして、フレーム７０Ｌ，７０Ｒの間には、上部前方に補強部材８０ＵＦが、下部前方に補強部材８０ＬＦが、上部後方に補強部材８０ＵＲが、下部後方に補強部材８０ＬＲが、それぞれ架け渡して固定され、これによってフレーム７０Ｌ，７０Ｒは平行に配設される。なお、以下の説明において、フレーム７０Ｌ，７０Ｒ、または、補強部材８０ＵＦ，８０ＬＦ，８０ＵＲ，８０ＬＲを区別する必要のない場合は、それぞれ、単にフレーム７０、補強部材８０と呼ぶ。

このフレーム７０には、前述の給紙ローラ１１，分離ローラ１２，搬送ローラ１４，レジストローラ１５等が一体の給紙ユニットとして装着される給紙ユニット装着部７１や、各画像形成ユニット３０がそれぞれ装着される４つの画像形成ユニット装着部７３、各ＬＥＤユニット５０がそれぞれ装着される４つのＬＥＤユニット装着部７５などが設けられている。図３は、フレーム７０Ｒの構成を表す側面図である。なお、フレーム７０Ｌは、これとはほぼ左右対称に構成されている。

図３に示すように、給紙ローラ１１，分離ローラ１２，搬送ローラ１４，レジストローラ１５等が一体の給紙ユニットとして装着される給紙ユニット装着部７１は、その給紙ユニットを位置決めする位置決め溝７１Ａと、当て面７１Ｂとを有している。画像形成ユニット３０が装着される画像形成ユニット装着部７３は、画像形成ユニット３０の外周に突設された位置決め部材（図示省略）等が係合するように溝状に構成されている。また、ＬＥＤユニット５０が装着されるＬＥＤユニット装着部７５は、ＬＥＤユニット５０の左右側面に突設された位置決め部材（図示省略）が当接される当接部７５Ａと、その当接部７５Ａに向かって付勢された押圧部７５Ｂとによって構成されている。押圧部７５Ｂは、フレーム７０Ｒに揺動可能に設けられ、当接部７５Ａとの間にＬＥＤユニット５０の上記位置決め部材を挟むことによってそのＬＥＤユニット５０を位置決めする。更に、右側フレーム７０Ｒには、転写ローラ２４に前述の転写電流を通電するための電極配設用の電極配設用穴部７７も、前後方向に複数設けられている。

次に、図４は、補強部材８０の構成を表す斜視図である。図４に示すように、補強部材８０は、スチール製の１枚板をパイプ状に曲げ、溶接でパイプ状に加工したパイプ８１と、そのパイプ８１の両端に溶接されたスチール製の板材からなる一対のフランジ８２とから構成されている。フランジ８２は、四隅にＲ状の面取りがなされた略正方形の板材の１つの角に直線状の切欠部８２Ａを設けた異形の平面形状を有しており、全ての補強部材８０における各フランジ８２は全て同一形状とされている。また、各フランジ８２には、切欠部８２Ａを設けなかった３つの角に、それぞれネジ穴８２Ｂが穿設され、パイプ８１はフランジ８２の略中心に溶接される。このため、対向する２つの角に穿設された一対のネジ穴８２Ｂはパイプ８１との溶接部を挟んで配設される。

更に、パイプ８１の継目Ｊ（すなわち、上記パイプ加工時の溶接部）と各フランジ８２の切欠部８２Ａとの位相（位置関係）も各補強部材８０で一致しており、対をなすフランジ８２の切欠部８２Ａは同方向を向き、フランジ８２の四辺のうち切欠部８２Ａと隣接しない辺に継目Ｊが対向している。なお、パイプ８１は必ずしも溶接でパイプ状に加工する必要はなく、カシメによってパイプ状に加工されたものであってもよい。

そして、このように構成された補強部材８０は、フランジ８２の切欠部８２Ａが画像形成装置１を構成する他部材に対向するように取り付けられる。すなわち、図３に示すように、補強部材８０ＵＦは、切欠部８２Ａが給紙ユニット装着部７１の位置決め溝７１Ａに対向するように取り付けられる。このため、フランジ８２が位置決め溝７１Ａを埋めたりそこに装着される給紙ユニットと干渉したりすることが防止できる。また、補強部材８０ＵＲは、切欠部８２ＡがＬＥＤユニット装着部７５に対向するように取り付けられる。このため、フランジ８２がＬＥＤユニット装着部７５やそこに装着されるＬＥＤユニット５０と干渉することが防止できる。なお、補強部材８０ＵＦ，８０ＵＲは、いずれも継目Ｊが後方に配設される向きに取り付けられる。

更に、補強部材８０ＬＦ，８０ＬＲは、切欠部８２Ａが電極配設用穴部７７と対向するように取り付けられる。このため、フランジ８２と電極配設用穴部７７に配設された電極との間で放電が起こるのを（すなわちフランジ８２と電極との干渉を）良好に防止することができる。なお、補強部材８０ＬＦは継目Ｊが前方に配設される向きに、補強部材８０ＬＲは継目Ｊが下方に配設される向きに、それぞれ取り付けられる。

（本実施の形態の効果及び変形例）
このように、本実施の形態の画像形成装置１では、一対のフレーム７０Ｌ，７０Ｒを４つの補強部材８０ＵＦ，８０ＬＦ，８０ＵＲ，８０ＬＲによって連結して補強しているので、フレーム７０Ｌ，７０Ｒ間のねじれが抑制され、用紙４の搬送や画像形成を良好に行うことができる。また、画像形成装置１では、フランジ８２に形成された切欠部８２Ａを他部材に対向させてその他部材との干渉を防止しているので、デッドスペースを減らして装置を良好に小型化することができる。しかも、このフランジ８２は、パイプ８１との溶接部を挟んで対向する２つのネジ穴８２Ｂを含む３つのネジ穴８２Ｂを有しているので、各補強部材８０はフレーム７０Ｌ，７０Ｒに良好に固定することができ、そのフレーム７０Ｌ，７０Ｒのねじれも一層良好に抑制することができる。従って、本実施の形態の画像形成装置１では、極めて精密な画像を良好に形成することができる。

また、上記各補強部材８０では、継目Ｊとフランジ８２との位置関係が一致しているので、各補強部材８０は同様の工程で製造することができ、装置の製造コストを一層低減することができる。更に、上記のように取り付けられた補強部材８０ＵＦ，８０ＬＦ，８０ＵＲ，８０ＬＲでは、図１に示すように、トップカバー５が開放されてベルトユニット２０が交換される場合にも、継目Ｊが使用者から見えない角度に配設される。従って、装置の美観も保つことができる。

なお、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施の形態では、図５（Ａ）に概略的に示すように、四隅にＲ状の面取りがなされた略正方形の板材の１つの角に直線状の切欠部８２Ａを設けた異形の平面形状にフランジ８２を構成しているが、フランジは他の形状に構成してもよい。

例えば、図５（Ｂ）に示すフランジ１８２のように、四隅にＲ状の面取りがなされた略正方形の板材の対向する２つの角に直線状の切欠部１８２Ａを設けた異形の平面形状として、切欠部１８２Ａを設けなかった２つの角にネジ穴１８２Ｂを穿設してもよい。また、図５（Ｃ）に示すフランジ２８２のように、円形の板材に直線状の切欠部２８２Ａを設けた異形の平面形状として、切欠部２８２Ａを設けなかった部分に９０°間隔で３つのネジ穴２８２Ｂを穿設してもよい。フランジ１８２，２８２のいずれでも、パイプ８１との溶接部を挟んで対向する少なくとも２つのネジ穴１８２Ｂまたは２８２Ｂを有しているので、これらのフランジ１８２，２８２を利用した場合にも上記実施の形態と同様にフレーム７０に良好に固定することができる。更に、切欠部は曲線状に形成されてもよく、補強部材の数は、画像形成装置の形態に応じて種々に変更されてもよい。

本発明が適用された画像形成装置の概略構成を表す側断面図である。 その画像形成装置のフレームの外観を表す斜視図である。 そのフレームの一方の構成を詳細に表す側面図である。 そのフレームを補強する補強部材の構成を表す斜視図である。 その補強部材のフランジの変形例を表す説明図である。

符号の説明

１…画像形成装置 ２…筐体 ４…用紙 ５…トップカバー
１１…給紙ローラ １２…分離ローラ １３…分離パッド １４…搬送ローラ
１５…レジストローラ ２０…ベルトユニット ２３…搬送ベルト
２４…転写ローラ ３０…画像形成ユニット ３１…感光体ドラム
３４…現像カートリッジ ５０…ＬＥＤユニット ７０…フレーム
７１…給紙ユニット装着部 ７３…画像形成ユニット装着部
７５…ＬＥＤユニット装着部 ７７…電極配設用穴部 ８０…補強部材
８１…パイプ８２，１８２，２８２…フランジ ８２Ａ，１８２Ａ，２８２Ａ…切欠部
８２Ｂ，１８２Ｂ，２８２Ｂ…ネジ穴 Ｊ…継目

Claims (5)

1. 被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   該画像形成手段へ被記録媒体を搬送する搬送手段と、
   該搬送手段を、上記被記録媒体の搬送方向左右両側から支持する一対のフレームと、
   上記一対のフレームを連結する同一形状の複数の補強部材と、
   を備え、
   上記各補強部材は、
   金属製のパイプと、
   一部に切欠部を有する異形の平面形状を有して上記パイプの両端に溶接され、上記フレームに固定するためのネジ穴が少なくとも上記パイプとの溶接部を挟んで２つ穿設された一対の同一形状のフランジと、
   を備え、上記少なくとも１つのフランジは、装置を構成する他部材に上記切欠部を対向させて上記フレームに固定されることにより、当該他部材との干渉が防止されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 少なくとも２つの上記補強部材は、上記フランジの切欠部の配設方向が異なるように、上記一対のフレームの間に固定されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 上記各フランジは、正方形の１つの角を切欠いた平面形状を有し、切欠かれていない３つの角に上記ネジ穴が穿設されたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 上記各パイプは外周の一部に継目を有し、かつ、その継目と上記フランジの切欠部との位置関係は上記各補強部材で一致しており、
   上記各補強部材は、上記継目が使用者からは見えない角度にそれぞれ固定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 上記パイプは、１枚板をパイプ状に曲げ、カシメ若しくは溶接でパイプ状に加工したものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。

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