JP4998129B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。
画像形成装置としては、特許文献1に開示される画像形成装置が公知である。特許文献1に開示される画像形成装置は、現像ユニット、露光部としての露光ユニット及び感光体を有する感光体ユニットが、装置本体の両側に設けられた共通のユニット取付部材に取り付けられるようになっている。
また、ユニット取付部材に感光体ユニットを固定することにより現像ユニット及び露光ユニットが所定位置に位置決めされるようになっている。
ユニット取付部材へは、まず、第2のガイド部に現像ユニットの位置決め部材がはまり込み、現像ユニットが変位可能に支持される。
次に、第1のガイド部に露光ユニットの位置決めピンがはまり込み、露光ユニットが変位可能に支持される。
現像ユニットと露光ユニットとがはめ込まれたならば、感光体ユニットの位置決め部材が固定部と嵌合し、感光体ユニットが取り付けられる。このとき、感光ドラムに露光ユニットのコロ及び現像ローラのギャップリングが当接し、バネを弾性変形させて露光ユニット並びに現像ユニットを所定位置に位置決めする。
すなわち、特許文献1の画像形成装置では、現像ユニット、露光ユニット、感光体ユニットの各々が、装置本体に設けられた取付部材のガイド部や固定部に個別に取り付けられる。
特開2004−163579号公報
本発明は、露光部を案内するガイドが装置本体に設けられた構成に比べ、感光体に対する露光部の位置精度が高い画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に係る画像形成装置は、装置本体に着脱可能に配置され、感光体を含む交換ユニットと、前記交換ユニットに着脱可能に設けられ、前記交換ユニットに装着された際に前記感光体の軸方向に沿って対向するように配置された複数の発光素子を有する露光部と、前記交換ユニットに形成され、前記露光部をその長手方向に案内するガイドと、を備え、前記交換ユニットは、前記露光部を、その長手方向両端部及び長手方向中央部で支持する支持部を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項2に係る画像形成装置は、請求項1の構成において、前記交換ユニットは、現像部と、該現像部へ供給される現像剤を収容する現像剤カートリッジとを備え、前記現像剤カートリッジは、前記感光体から見て前記露光部が重なる前記露光部の背面側に配置されていることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る画像形成装置は、請求項2の構成において、前記ガイドは、前記交換ユニットに配置されると共に前記現像剤カートリッジを保持する保持部材に設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項4に係る画像形成装置は、請求項1〜3のいずれか1項の構成において、前記ガイドに案内される前記露光部は、所定位置で前記ガイドから外れ、前記ガイドから外れた前記露光部を前記感光体へ向けて押す押し部材と、前記露光部の長手方向両端部に設けられ、前記感光体の表面又は前記感光体の軸受けに接触して前記押し部材により押される前記露光部と前記感光体との距離を規定する突出部と、を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項1の構成によれば、露光部を案内するガイドが装置本体に設けられた構成に比べ、感光体に対する露光部の位置精度が高くできる。
本発明の請求項2の構成によれば、露光部の背面側のスペースを利用して現像剤カートリッジを大きくできるので、現像剤カートリッジに収容する現像剤の容量を増やせ、現像剤カートリッジの交換頻度を低減できる。
本発明の請求項3の構成によれば、露光部の背面側のスペースを利用して大きくできる現像剤カートリッジの保持部材にガイドを設けることで、ガイドを設けるスペースを確保できる。
本発明の請求項1の構成によれば、露光部の剛性を高め、露光部の支持を安定させることができる。
本発明の請求項4の構成によれば、感光体に対する露光部の位置精度を簡易な構成で高くすることができる。
以下に、本発明の画像形成装置に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
(本実施形態に係る画像形成装置の全体構成)
まず、本実施形態に係る画像形成装置10の全体構成について説明する。図1は、画像形成装置10の外観を示す斜視図である。図2は、画像形成装置10の全体構成を示す概略図である。
本実施形態に係る画像形成装置10は、図1に示すように、各構成部品が収容される筐体11を備えている。筐体11は、装置本体12と、装置本体12から着脱可能なカバー体50とを備えて構成されている。
装置本体12の下部には、図2に示すように、記録媒体の一例としての用紙Pが収容される用紙収容部14が配置されている。
この用紙収容部14の上部には、用紙Pの上面に接触して回転し、用紙収容部14から用紙Pを送り出す送出しロール16が配置されている。
また、装置本体12には、用紙収容部14から上方へ向かって縦方向に延びる第1搬送路22が形成されている。
この第1搬送路22に沿って、用紙搬送方向の上流側から順に、用紙Pを挟持搬送する複数の搬送ロール対24、画像が形成される用紙Pを静電吸着して搬送する無端状の搬送ベルト26が配置されている。
搬送ベルト26は、図2及び図3に示すように、上方に配置された巻掛けローラ27と、下方に配置された巻掛けローラ25に巻き掛けられており、巻掛けローラ27及び巻掛けローラ25のいずれかが、所定方向へ回転駆動することにより、搬送ベルト26が所定方向へ循環駆動する。この搬送ベルト26は、図2及び図3において時計回り方向へ循環駆動する。
この搬送ベルト26の用紙搬送方向上流側には、搬送ベルト26の表面上を帯電させると共に、搬送ベルト26へ静電吸着される用紙Pを搬送ベルト26へ押し当てる帯電ロール23が搬送ベルト26に隣接して設けられている。
また、第1搬送路22を間に挟んで、搬送ベルト26に対向する横方向には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した複数の交換ユニット28Y、28M、28C、28K(以下、28Y〜28Kと示す)が、第1搬送路22に沿って、装置本体12に縦列配置されている。
交換ユニット28Y〜28Kには、感光体の一例としての感光体ドラム30が設けられており、複数の感光体ドラム30が装置本体12に縦列配置されている。この感光体ドラム30は、それぞれ、所定方向、図2及び図3において反時計回り方向へ回転する構成となっている。
感光体ドラム30の周囲には、感光体ドラム30の回転方向上流側から順に、帯電部との一例としての帯電ローラ32と、感光体の軸方向に沿って配置された複数の発光素子を有する露光部の一例としてのLEDプリントヘッド34と、現像ローラ36を有する現像部35と、清掃ブレード37を有する清掃部39とが設けられている。
帯電ローラ32は、感光体ドラム30に従動回転して感光体ドラム30の表面を帯電させる構成となっている。
LEDプリントヘッド34は、例えば、感光体ドラム30の外周面へ発光する複数の発光素子の一例としてのLEDが、感光体ドラム30の軸方向に沿って配列されて構成される発光素子アレイ58と、発光素子アレイの光像を結像する結像素子アレイ60とを備えて構成されている(図10参照)。結像素子としては、例えば、セルフォックレンズが用いられる。
なお、LEDプリントヘッド34は、後述するように交換ユニット28Y〜28Kに着脱可能に設けられており、交換ユニット28Y〜28Kに装着された際にLEDが感光体ドラム30の軸方向に沿って対向するように配置されている。
この構成では、結像素子アレイ60が発光素子アレイ58の光像を結像することにより、主走査方向である感光体ドラム30の回転軸方向に沿って形成される走査線が、感光体ドラム30に向けて照射される。これにより、帯電ローラ32が帯電させた感光体ドラム30の表面を露光して感光体ドラム30の表面に静電潜像を形成される。
また、現像部35は、現像ローラ36がLEDプリントヘッド34により感光体ドラム30の表面に形成された静電潜像へトナーを付着させて現像するようになっている。
清掃部39は、清掃ブレード37の先端部が、感光体ドラム30の表面に接触する位置に支持部により支持されている。これにより、回転駆動する感光体ドラム30の表面と清掃ブレード37の先端部が接触して、感光体ドラム30の表面に残留した残留トナー、外添剤等の付着物を掻き取る。なお、清掃ブレード37は、ゴム、金属等で形成されている。
上述のように、各交換ユニット28Y〜28Kが、装置本体12に縦列配置されることにより、各交換ユニット28Y〜28Kに設けられた各部品、すなわち、感光体ドラム30、帯電ローラ32、LEDプリントヘッド34及び現像ローラ36も縦列配置されている。
なお、縦列配置としては、装置本体12の側面視にて各部品が縦方向に向けて順に配置されていればよく、各部品が横方向にずれていれてもよい。したがって、横方向にずれながら縦方向に並べられて斜めに配置された構成であってもよい。
また、帯電ローラ32及びLEDプリントヘッド34は、感光体ドラム30に対してその横方向から対向し、現像ローラ36は、感光体ドラム30に対してその斜め下方から対向している。
また、各交換ユニット28Y〜28Kには、現像部35へ供給される現像剤を収容する複数の現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ29が設けられている。トナーカートリッジ29は、感光体ドラム30から見てLEDプリントヘッド34が重なるLEDプリントヘッド34の背面側に配置されている。なお、図3のAで示す部分が、トナーカートリッジ29とLEDプリントヘッド34とが重なる部分である。
感光体ドラム30に対向する横方向には、搬送ベルト26の内周側に、それぞれ、感光体ドラム30の表面に形成されたトナー画像を用紙Pへ所定の転写位置で転写する転写装置38が設けられている。
搬送ベルト26より用紙搬送方向下流側には、転写されたトナー画像を用紙Pへ定着させる定着装置40、用紙Pを挟持搬送する搬送ロール対42、用紙Pを排出トレイ20へ排出する排出ロール対44が、この順で配置されている。
カバー体50は、下方が開放された箱状に形成されており、上方へ持ち上げることにより装置本体12から取り外せるようになっている。また、装置本体12の上方から装置本体12へ被せることにより、装置本体12に装着されるようになっている。
カバー体50を装置本体12から取り外すことにより、装置本体12に設けられた交換ユニット28Y〜28K及び搬送ベルト26等の構成部品が露出した状態となる。
交換ユニット28Y〜28Kは、図4に示すように、保持フレーム54に保持されている。
保持フレーム54は、交換ユニット28Y〜28Kの両側の側面に、トナーカートリッジ29を除く、感光体ドラム30、帯電ローラ32、LEDプリントヘッド34と、現像部35、清掃部39を覆うように配置されており、交換ユニット28Y〜28Kの両側の側面に着脱可能に固定されている。
交換ユニット28Y〜28Kは、図5に示すように、保持フレーム54に保持された状態で一体に装置本体12から着脱可能とされている。
また、図5に示すように、搬送ベルト26、帯電ロール23、定着装置40、搬送ロール対42は、一体に構成され、搬送ベルトユニット52としてユニット化されている。搬送ベルトユニット52は回動可能に装置本体12に取り付けられており、搬送ベルトユニット52は、装置本体12側から装置外側へ(図5においてA方向へ)回動して傾倒することにより、交換ユニット28Y〜28Kの感光体ドラム30から退避し、交換ユニット28Y〜28Kを装置本体12から着脱する際に、感光体ドラム30と搬送ベルト26が干渉しないようになっている。
なお、交換ユニット28Y〜28Kは、装置本体12から一体に着脱される構成に限られず、図6に示すように、個別に着脱される構成であっても良い。
また、画像形成装置10の構成としては、搬送ベルト26に替えて中間転写ベルトを備えた構成であっても良い。
次に、本実施形態に係る画像形成装置における、画像を形成する画像形成動作について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置において、用紙Pへ画像を形成する場合は、まず用紙収容部14から取り出された用紙Pが、複数の搬送ロール対24によって第1搬送路22を上方へ搬送され、搬送ベルト26へ送り込まれる。搬送ベルト26へ送り込まれた用紙Pは、帯電ロール23によって搬送ベルト26へ押し当てられると共に、帯電する搬送ベルト26に静電吸着されて、上方へ搬送され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した所定の転写位置へ順次送り込まれる。
所定の転写位置へ送り込まれた用紙Pは、感光体ドラム30上に形成された各色のトナー画像が転写装置38によって転写され、フルカラー画像が形成される。さらに定着装置40へ搬送され、転写されたトナー画像が定着装置40により定着される。トナー画像が定着された用紙Pは、排出ロール対44により排出トレイ20へ排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。
(LEDプリントヘッド34の着脱構成)
次に、LEDプリントヘッド34の着脱構成について説明する。
LEDプリントヘッド34は、図7及び図8に示すように、交換ユニット28Y〜28Kに着脱可能に設けられている。
LEDプリントヘッド34が装着される装着部33は、その周囲を感光体ドラム30、清掃部39、現像部35及びトナーカートリッジ29に囲まれている。
装着部33は、感光体ドラム30、清掃部39、現像部35及びトナーカートリッジ29によって囲まれることで、長手方向両端部の除く周囲が閉鎖された閉鎖空間とされる。装着部33の長手方向両端部に形成された開口部は、保持フレーム54により閉鎖される。
交換ユニット28Y〜28Kには、図8に示すように、LEDプリントヘッド34を支持する支持体65が、トナーカートリッジ29を保持する保持部材の一例としての保持フレーム31に設けられている。
この保持フレーム31は、交換ユニット28Y〜28Kに配置されており、保持フレーム31によってトナーカートリッジ29は交換ユニット28Y〜28Kに保持される。
支持体65は、図9に示すように、板状の支持体本体67を備え、支持体本体67の長手方向両端部には、感光体ドラム30へ延びる1対のアーム66が設けられている。一対のアーム66は、支持体65の上部に設けられた上部アーム66Aと支持体65の下部に設けられた下部アーム66Bから構成され、上部アーム66Aと下部アーム66Bとの間には、LEDプリントヘッド34が差し込まれる隙間70が形成されている。
下部アーム66Bの先端部(感光体ドラム30側の端部)には、LEDプリントヘッド34に設けられたピン62を下方から支持する支持部の一例としての支持突起68が設けられている。上部アーム66Aには、LEDプリントヘッド34に設けられたピン62を上方から支持突起68に押し付ける押付け部材の一例としての板ばね72が、支持突起68に対向して配置されている。
また、支持体65の長手方向中央部には、LEDプリントヘッド34を下方から支持する支持部の一例としての支持突起74が、支持体65の下部に設けられている。支持体65の長手方向中央部には、支持体65の上部に、LEDプリントヘッド34を上方から支持突起74に押し付ける押付け部材の一例としての板ばね76が、支持突起74に対向して配置されている。
このように、LEDプリントヘッド34は、2つの支持突起68と、支持突起74との3点で支持されている。
支持体本体67には、LEDプリントヘッド34をその長手方向に案内するガイド78が形成されている。ガイド78は、支持体本体67の感光体ドラム30側の面に形成された溝部80を有している。一方、LEDプリントヘッド34には、図10に示すように、ガイド78の溝部80に嵌合する嵌合部82が形成されている。
さらに、ガイド78には、図9に示すように、溝部80に嵌合した嵌合部82を保持する保持体84が形成されている。保持体84は、支持体本体67の長手方向に点在しており、長手方向中央部の3箇所と長手方向両端部の計5箇所に形成されている。
LEDプリントヘッド34の側部には、LEDプリントヘッド34が支持体65に装着完了する所定位置に位置する場合において支持体65の保持体84に対応する位置に、切欠部86が形成されており、嵌合部82がLEDプリントヘッド34の長手方向に沿って点在している。これにより、LEDプリントヘッド34を装着する際には、LEDプリントヘッド34はガイド78で案内され、LEDプリントヘッド34が支持体65に装着完了すると、LEDプリントヘッド34がガイド78から外れるようになっている。
また、支持体本体67の長手方向両端部には、ガイド78から外れたLEDプリントヘッド34を感光体ドラム30へ向けて押す押し部材の一例としてのスプリング88が設けられている。
また、LEDプリントヘッド34の長手方向両端部には、図10に示すように、LEDプリントヘッド34から感光体ドラム30へ突出する突出部の一例としてのピン62が設けられている。ピン62は、所定長さ突出しており、感光体ドラム30に当たって、感光体ドラム30とLEDプリントヘッド34との距離を規定する規定部材として機能する。
(本実施形態の作用)
次に、上記の実施形態について作用を説明する。
図11に示すように、交換ユニット28Y〜28Kの支持体65から取り外されているLEDプリントヘッド34を交換ユニット28Y〜28Kに装着する場合には、まず、図12に示すように、支持体65の長手方向一端部側から上部アーム66Aと下部アーム66Bとの間に形成された隙間70へ差し込む。
さらに、図13に示すように、LEDプリントヘッド34を奥へ差し込むと、LEDプリントヘッド34がその長手方向へガイド78に案内される。
図14に示すように、LEDプリントヘッド34は、ガイド78に案内されている際には、ピン62は、感光体ドラム30から退避しており、感光体ドラム30に接触していない。
図15に示すように、LEDプリントヘッド34の装着が完了すると、LEDプリントヘッド34は、ガイド78から外れ、図16及び図17に示すように、LEDプリントヘッド34は、スプリング88により、感光体ドラム30側へ押され、ピン62が感光体ドラム30の表面に当たって、感光体ドラム30とLEDプリントヘッド34との距離が規定される。
ところで、LEDプリントヘッド34を案内するガイドが装置本体12に設けられた構成では、感光体ドラム30を装置本体12から着脱する場合には、感光体ドラム30及びLEDプリントヘッド34をそれぞれ装置本体12に位置決めして、感光体ドラム30に対するLEDプリントヘッド34の位置出しをする必要がある。
これに対して、本実施形態の構成によれば、感光体ドラム30は、交換ユニット28Y〜28Kによって着脱されると共に、ガイド78が交換ユニット28Y〜28Kの支持体65に設けられているので、LEDプリントヘッド34を交換ユニット28Y〜28Kに対して位置決めして、感光体ドラム30に対するLEDプリントヘッド34の位置出しするので、LEDプリントヘッド34を案内するガイド78が装置本体12に設けられた構成に比べ、感光体ドラム30に対するLEDプリントヘッド34の位置精度が高くできる。
また、本実施形態の構成によれば、LEDプリントヘッド34の背面側のスペースを利用してトナーカートリッジ29を大きくできるので、トナーカートリッジ29に収容する現像剤の容量を増やせ、トナーカートリッジ29の交換頻度を低減できる。
また、LEDプリントヘッド34の背面側のスペースを利用して大きくできるトナーカートリッジ29の保持部材31にガイド78を設けることで、ガイド78を設けるスペースを確保できる。
また、本実施形態の構成では、LEDプリントヘッド34は、長手方向両端部の支持突起68と、長手方向中央部の支持突起74との3点で支持されているので、長手方向一端部の2つの支持突起68と長手方向他端部の1つの支持突起74の3点で支持される構成に比べ、LEDプリントヘッド34の剛性を高め、LEDプリントヘッド34の支持を安定させることができる。
また、本実施形態の構成では、トナーカートリッジ29がLEDプリントヘッド34の背面側に配置されると共に、また、LEDプリントヘッド34は、その周囲を感光体ドラム30、清掃部39、現像部35により囲まれているので、防塵性に優れる。
また、本実施形態の構成では、LEDプリントヘッド34を支持体65に差し込んで、装着が完了すると、自動的にLEDプリントヘッド34はガイドから外れ、感光体ドラム30に対するLEDプリントヘッド34の位置調整がされるので、位置精度を簡易な構成で高くすることができる。
また、本実施形態では、LEDプリントヘッド34を用いると共に、LEDプリントヘッド34を縦列配置しているので、装置の小型化が図れる。
なお、上記実施形態では、ピン62を感光体ドラム30の表面に当てて、感光体ドラム30とLEDプリントヘッド34との距離が規定される構成であったが、図18に示すように、ピン62が感光体ドラム30の軸受30Aに当てて、感光体ドラム30とLEDプリントヘッド34との距離が規定する構成であってもよい。本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外観を示す斜視図である。 図2は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図3は、本実施形態に係る交換ユニット及び搬送ベルトの構成を示す概略図である。 図4は、本実施形態に係る複数の交換ユニットを一体に保持した構成を示す斜視図である。 図5は、本実施形態に係る複数の交換ユニットを一体に着脱する構成を示す概略図である。 図6は、本実施形態に係る複数の交換ユニットを個別に着脱する構成を示す概略図である。 図7は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドを交換ユニットから着脱する構成を示す斜視図である。 図8は、図7の一部を拡大した斜視図である。 図9は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドを支持する支持体を示す斜視図である。 図10は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドの構成を示す斜視図である。 図11は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドを支持体から取り出した状態を示す斜視図である。 図12は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドを支持体へ差込開始した状態を示す斜視図である。 図13は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドを支持体に差し込んだ差込途中の状態を示す斜視図である。 本実施形態に係るLEDプリントヘッドを支持体に差し込んだ差込途中の状態を示す側面図である。 図15は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドを支持体へ差込完了した状態を示す斜視図である。 図15は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドを支持体へ差込完了した状態を示す側面図である。 図17は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドのピンが感光体ドラムの軸受けに当たって、感光体ドラムとLEDプリントヘッドとの距離を規定される構成を示す平面図である。 図18は、本実施形態に係るLEDプリントヘッドのピンが感光体ドラムの軸受けに当たって、感光体ドラムとLEDプリントヘッドとの距離を規定される構成を示す平面図である。
符号の説明
10 画像形成装置
12 装置本体
28Y〜28K 交換ユニット
29 トナーカートリッジ(現像剤カートリッジ)
30 感光体ドラム(感光体)
31 保持フレーム(保持部材)
34 LEDプリントヘッド(露光部)
35 現像部
62 ピン(突出部)
68 支持突起(支持部)
74 支持突起(支持部)
78 ガイド
88 スプリング(押し部材)

Claims (4)

  1. 装置本体に着脱可能に配置され、感光体を含む交換ユニットと、
    前記交換ユニットに着脱可能に設けられ、前記交換ユニットに装着された際に前記感光体の軸方向に沿って対向するように配置された複数の発光素子を有する露光部と、
    前記交換ユニットに形成され、前記露光部をその長手方向に案内するガイドと、
    を備え、
    前記交換ユニットは、前記露光部を、その長手方向両端部及び長手方向中央部で支持する支持部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記交換ユニットは、現像部と、該現像部へ供給される現像剤を収容する現像剤カートリッジとを備え、
    前記現像剤カートリッジは、前記感光体から見て前記露光部が重なる前記露光部の背面側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記ガイドは、前記交換ユニットに配置されると共に前記現像剤カートリッジを保持する保持部材に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記ガイドに案内される前記露光部は、所定位置で前記ガイドから外れ、
    前記ガイドから外れた前記露光部を前記感光体へ向けて押す押し部材と、
    前記露光部の長手方向両端部に設けられ、前記感光体の表面又は前記感光体の軸受けに接触して前記押し部材により押される前記露光部と前記感光体との距離を規定する突出部と、
    を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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