JP5005709B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーレーザプリンタなどの画像形成装置に関する。

一般に、カラーレーザプリンタなどの画像形成装置として、異なる色のトナーをそれぞれ収容する複数の現像器と、複数の現像器のそれぞれから現像ローラを介してトナーが供給される複数の感光ドラムと、複数の感光ドラムに対向して配置されるベルトと、複数の感光ドラムで保持したトナーをベルト側に引き寄せる複数の転写器とを備えたものが知られている。この画像形成装置では、複数の感光ドラムが並列に配置されており、ベルトによって搬送される用紙が各感光ドラムと各転写器との間を通過するときに、トナーの帯電極性に対応した転写バイアスが各転写器に印加されることで、各感光ドラム上で保持された異色のトナーが各転写器で引き寄せられて順次用紙に転写され、用紙へのカラー印刷が行われる。

このような画像形成装置としては、感光ドラムのメンテナンスを容易にするために、各色の感光ドラムを感光ドラムユニットに一体的に保持し、その感光ドラムユニットを装置本体に対して着脱可能に装着したものが知られている。また、紙詰まり（ジャム）などに起因して搬送ベルトに付着したトナーや紙粉などの付着物を除去するために、搬送ベルトに当接して付着物を除去・回収するクリーニングユニットを装備した画像形成装置が知られている。
例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、搬送ベルトの上方に感光ドラムユニットが配置されており、用紙が通過しない搬送ベルトの下方にクリーニングユニットが配置されている。

特開２００６−９８７７２号公報

クリーニングユニットを備える画像形成装置では、搬送ベルトから除去・回収した付着物を廃棄するために、クリーニングユニットをメンテナンスする必要がある。
しかしながら、従来の画像形成装置では、搬送ベルトの下方にクリーニングユニットが配置されているため、クリーニングユニットのメンテナンス時に搬送ベルトを取り外さなければならず、メンテナンス作業が煩雑であるという問題があった。
また、搬送ベルトの上方に感光ドラムユニットを配置し、搬送ベルトの下方にクリーニングユニットを配置すると、装置の高さ寸法が大きくなり、装置が大型化するという問題があった。

本発明は、かかる問題に鑑みて創案されたものであり、クリーニングユニットのメンテナンス作業の容易化と装置の小型化を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、並列配置された複数の感光ドラムを有する画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットの下方、かつ、前記複数の感光ドラムと対面して配置され、各感光ドラムとの間で記録シートを搬送する搬送ベルトと、前記複数の感光ドラムと前記搬送ベルトとが接触する平面と同一平面上において前記搬送ベルトに接触して、前記搬送ベルトに付着した付着物を回収するクリーニング部材と、回収した前記付着物を収容する付着物収容器とを有するクリーニングユニットと、前記画像形成ユニットおよび前記クリーニングユニットを支持するドロワと、を備え、前記画像形成ユニットは、感光ドラムを有するドラムユニットと、感光ドラムに現像剤を供給する現像ローラを有し、前記ドラムユニットに着脱可能な現像器とを複数備えて構成され、前記ドロワは、前記ドラムユニットを支持するドラムドロワと、前記現像器を支持する現像器ドロワとを備え、前記クリーニングユニットは、前記搬送ベルトに対し前記画像形成ユニットと同じ側に配置され、前記ドラムドロワに固定されて、前記ドラムユニットと一体に装置本体から前記複数の感光ドラムの配列方向に引き出し可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、クリーニングユニットが、搬送ベルトに対して画像形成ユニットと同じ側に配置されているので、搬送ベルトを取り外すことなく、画像形成ユニットを装置本体から着脱するのと同様の容易さで、クリーニングユニットのメンテナンスを行うことができる。また、クリーニングユニットがドラムユニットと一体に装置本体から引き出し可能であるため、クリーニングユニットまたはドラムユニットのいずれのメンテナンス時においても、ドラムドロワを引き出すという１つの動作で容易にメンテナンスを行うことができる。

さらに、クリーニングユニットが搬送ベルトに対して画像形成ユニットと同じ側に配置されるので、搬送ベルトの上下に画像形成ユニットとクリーニングユニットとを分けて配置する構造に比べ、装置の小型化を図ることができる。なお、画像形成ユニットとクリーニングユニットがともにドロワに対して着脱可能であると、クリーニングユニットを外した場所に誤って画像形成ユニットを装着してしまう可能性があるが、本発明では、クリーニングユニットがドロワに固定されているので、そのような誤装着を防止することができる。

本発明によれば、クリーニングユニットのメンテナンス作業の容易化と装置の小型化を図ることができる。

画像形成装置の一例としてのカラープリンタの全体構成を示す断面図である。 フロントカバーを開けた状態を示す断面図である。 現像器ドロワを引き出した状態を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は搬送ベルトとクリーニングユニットの関係を示す説明図である。 搬送ベルトと連結軸を示す斜視図（ａ）と、図５（ａ）のＸ−Ｘ断面図（ｂ）である。 （ａ），（ｂ）は、クリーニングユニットと本体側のギヤとの関係を示す説明図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は画像形成装置の一例としてのカラープリンタの全体構成を示す断面図である。

以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって右側を「前側（手前側）」、紙面に向かって左側を「後側（奥側）」とし、紙面に向かって奥側を「右側」、紙面に向かって手前側を「左側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

図１に示すように、カラープリンタ１は、給紙トレイ２と、給紙ユニット３と、スキャナユニット４と、画像形成ユニットの一例としての複数のプロセスカートリッジ５と、ベルトユニット６と、定着装置７とを主に備えて構成されている。

給紙トレイ２は、記録シートの一例としての用紙Ｐを収容するトレイであり、装置本体１０の前側から装置本体１０に対して前後方向に着脱可能となっている。

給紙ユニット３は、給紙トレイ２内の用紙Ｐをベルトユニット６に供給する装置であり、公知の給紙ローラやレジストローラ（符号略）などを備えている。

スキャナユニット４は、主に、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えた公知の構造となっている。そして、スキャナユニット４では、レーザビームを、後述する各プロセスカートリッジ５の感光ドラム５１の表面上に高速走査にて照射する。

各プロセスカートリッジ５は、感光ドラム５１や符号を省略して帯電器等を有するドラムユニット５２と、現像ローラ５３や符号を省略して示すトナー収容室および供給ローラ等を有する現像器５４とを備えている。現像器５４は、ドラムユニット５２に対して着脱可能となっている。

そして、各プロセスカートリッジ５は、各感光ドラム５１が前後に並列配置されるようにドロワ８に一体に支持されている。このドロワ８は、装置本体１０の手前側に回動可能に設けられるフロントカバー１１を開けることで形成される開口部から外部に臨むような位置に配置され、この開口部から外部に引き出し可能となっている。

そして、このドロワ８には、ベルトユニット６の搬送ベルト６１をクリーニングするクリーニングユニット９が一体に固定されている。なお、ドロワ８やクリーニングユニット９の構造については、後で詳述する。

そして、このプロセスカートリッジ５では、まず、帯電器で帯電された感光ドラム５１がスキャナユニット４から出射されるレーザ光で露光されることで、感光ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。その後、トナー収容室内のトナーが供給ローラや現像ローラ５３等を介して感光ドラム５１上の静電潜像に供給されて、感光ドラム５１上にトナー像が担持される。

ベルトユニット６は、各感光ドラム５１と下から対面して配置される無端状の搬送ベルト６１と、搬送ベルト６１を張設しながら回転させるための駆動ローラ６２および従動ローラ６３とを備えている。そして、このベルトユニット６では、搬送ベルト６１と各感光ドラム５１との間で用紙Ｐを搬送可能となっている。なお、この搬送の際に、搬送ベルト６１の内側に配置された複数の転写ローラ６４によって各感光ドラム５１上のトナー像が引き寄せられることで、用紙Ｐにトナー像が転写されるようになっている。

定着装置７は、用紙Ｐに転写されたトナー像を熱定着させる装置であり、公知の加熱ローラ７１や加圧ローラ７２等を備えて構成されている。そして、定着装置７で熱定着された用紙Ｐは、図示しない搬送ローラによって装置本体１０の外部に排出される。

＜ドロワの構造＞
次に、ドロワ８の構造について詳細に説明する。参照する図面において、図２はフロントカバーを開けた状態を示す断面図であり、図３は現像器ドロワを引き出した状態を示す断面図である。

図１に示すように、ドロワ８は、各ドラムユニット５２を着脱可能に支持するドラムドロワ８１と、各現像器５４を着脱可能に支持する現像器ドロワ８２とを備えている。そして、ドラムドロワ８１には、クリーニングユニット９が容易には外せないようにネジや溶着等によって強固に固定されている。ドラムドロワ８１は、現像器ドロワ８２の下に配置され、装置本体１０の左右の壁を構成するサイドフレーム１２によって前後に移動可能に支持されている。

現像器ドロワ８２は、図２に示すように、離間機構１３によって、フロントカバー１１の開放動作に連動して、ドラムドロワ８１から離間するようになっている。

離間機構１３は、現像器ドロワ８２の左右に隣接して配置される一対の支持フレーム１４と、支持フレーム１４の前部を押し上げる押上板１５とを備えている。

支持フレーム１４は、図３に示すように、現像器ドロワ８２を前後に移動可能に支持している。支持フレーム１４の前部および後部には、左右方向外側へ突出する円柱状の前突起１４Ａおよび後突起１４Ｂがそれぞれ形成されている。そして、前突起１４Ａおよび後突起１４Ｂは、コロ形状で構成され、装置本体１０のサイドフレーム１２に形成される略Ｌ字状の溝１２Ａ，１２Ｂに移動可能に支持されている。溝１２Ａ，１２Ｂは、ともに前斜め上方に延びた後屈曲して略前方へ延びるように形成されている。

押上板１５は、フロントカバー１１の内面に固定されており、左右の支持フレーム１４の前突起１４Ａを支持する支持溝１５Ａを有している。支持溝１５Ａは、フロントカバー１１の回動軸１１Ａを中心として円弧状に延びる部分と、この円弧状の部分におけるフロントカバー１１側の端部から屈曲して回動軸１１Ａに近付くように延びる部分とで構成されている。これにより、フロントカバー１１の開放動作に連動して、押上板１５の支持溝１５Ａで前突起１４Ａが押し上げられることで、支持フレーム１４の前側が上昇するようになっている。

そして、前突起１４Ａが押し上げられるのに連動して、後突起１４Ｂも押し上げられ、支持フレーム１４の後側が上昇するようになっている。また、フロントカバー１１を完全に開放すると、前突起１４Ａは、支持溝１５Ａの円弧状に延びる部分の後端部により前方に引っ張られ、溝１２Ａの前端部に移動する。さらに、後突起１４Ｂは、前突起１４Ａの前端部への移動に連動して前方に引っ張られ、溝１２Ｂの前端部に移動する。

＜クリーニングユニットの構造＞
続いて、クリーニングユニット９の構造について詳細に説明する。参照する図面において、図４（ａ），（ｂ）は搬送ベルトとクリーニングユニットの関係を示す説明図であり、図５は搬送ベルトと連結軸を示す斜視図（ａ）と、図５（ａ）のＸ−Ｘ断面図（ｂ）である。また、図６（ａ），（ｂ）は、クリーニングユニットと本体側のギヤとの関係を示す説明図である。

図１に示すように、クリーニングユニット９は、搬送ベルト６１に対し各プロセスカートリッジ５と同じ側に配置されており、ドラムドロワ８１に固定されることで、各ドラムユニット５２と一体に装置本体１０から引き出し可能に構成されている。クリーニングユニット９は、クリーニング部材の一例としてのクリーニングローラ９１と、回収ローラ９２と、付着物収容器としての廃トナーボックス９３とを主に備えて構成されている。

クリーニングローラ９１は、搬送ベルト６１に接触して搬送ベルト６１に付着した付着物を回収するローラであり、具体的には、搬送ベルト６１の内面に配置されたバックアップローラ９４との間に所定のバイアスが印加されることで付着物を回収している。

回収ローラ９２は、クリーニングローラ９１の前斜め上側に摺接するように配置されており、クリーニングローラ９１で回収した付着物を回収する。

廃トナーボックス９３は、回収ローラ９２の前斜め下方に位置する底面を有する容器であり、回収ローラ９２から掻き落とした付着物を内部に収容する。

そして、このクリーニングユニット９は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、クリーニングローラ９１が搬送ベルト６１に対して接離するように、ドラムドロワ８１に揺動可能に設けられている。具体的に、クリーニングユニット９の揺動軸９５（揺動中心）は、図１に示すように、廃トナーボックス９３のうちクリーニングローラ９１とは反対側の部分に設けられている。

また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、クリーニングローラ９１の回転軸９１Ａは、クリーニングユニット９の外表面から左右方向外側に突出しており、ドラムドロワ８１に形成される案内溝８１Ａに移動可能に支持されている。案内溝８１Ａは、クリーニングユニット９の揺動軸９５を中心とした円弧状に形成されている。

そして、クリーニングローラ９１の回転軸９１Ａの両端部は、クリーニングユニット９の左右方向（ベルト幅方向）両側に１つずつ設けられるカム１００によって、搬送ベルト６１から離間するように上方に押圧されるようになっている。カム１００は、ドラムドロワ８１に回転可能に設けられており、図示せぬ制御装置によって、印字を行わない場合には図４（ａ）に示す横臥状態にされ、印字を行う場合には図４（ｂ）に示す起立状態にされる。

カム１００には、ギヤ歯部１０１が一体に形成されており、このギヤ歯部１０１には、第１ギヤ１１０および第２ギヤ１２０を介して動力が伝達されている。
第１ギヤ１１０は、カム１００のギヤ歯部１０１に噛み合うギヤであり、ドラムドロワ８１に回転可能に設けられている。

第２ギヤ１２０は、第１ギヤ１１０に噛み合うとともに装置本体１０に設けられる駆動源から動力が伝達されるギヤであり、ベルトユニット６の従動ローラ６３等を回転可能に支持するフレーム６５に回転可能に設けられることで、搬送ベルト６１の左右両側に配置されている。そして、このように搬送ベルト６１の左右両側に配置される各第２ギヤ１２０には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、搬送ベルト６１内を通る連結軸１２１が同軸に一体に連結されている。これにより、左右のカム１００が一体に回動して、クリーニングローラ９１の回転軸９１Ａをバランスよく押し上げることが可能となっている。

なお、図６（ａ）に示すように、クリーニングユニット９には、クリーニングローラ９１と一体に回転するクリーニング用ギヤＧ１や、回収ローラ９２と一体に回転する回収用ギヤＧ２や、これらのギヤＧ１，Ｇ２に駆動力を伝達する入力ギヤＧ３が設けられている。そして、入力ギヤＧ３は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、クリーニングユニット９の揺動に伴って、装置本体１０に設けられる本体ギヤＧ４と噛合したり、その噛合が解除されるようになっている。

＜クリーニングユニット等のメンテナンス方法＞
次に、クリーニングユニット９等のメンテナンス方法について説明する。
カラープリンタ１の長期使用によりクリーニングユニット９内に付着物が最大限に溜まる、または、感光ドラム５１が寿命に達した場合には、作業者（ユーザや修理業者等）は、図２に示すように、まず、フロントカバー１１を開ける。この際、離間機構１３によって現像器ドロワ８２がドラムドロワ８１から離されるので、ドラムドロワ８１を単独で引き出すことができ、クリーニングユニット９または感光ドラム５１のメンテナンスを行うことができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
本発明によれば、クリーニングユニット９が、搬送ベルト６１に対して各プロセスカートリッジ５と同じ側に配置されているので、搬送ベルト６１を取り外すことなく、各プロセスカートリッジ５を装置本体１０から着脱するのと同様の容易さで、クリーニングユニット９のメンテナンスを行うことができる。また、クリーニングユニット９が各ドラムユニット５２と一体に装置本体１０から引き出し可能であるため、クリーニングユニット９またはドラムユニット５２のいずれのメンテナンス時においても、ドラムドロワ８１を引き出すという１つの動作で容易にメンテナンスを行うことができる。

さらに、クリーニングユニット９が搬送ベルト６１に対して各プロセスカートリッジ５と同じ側に配置されるので、搬送ベルト６１の上下に各プロセスカートリッジとクリーニングユニットとを分けて配置する構造に比べ、装置の小型化を図ることができる。また、クリーニングユニット９がドラムドロワ８１に固定されているので、例えばドラムドロワ８１を取り出した後各ドラムユニット５２を付け替えるときに、ドラムユニット５２をクリーニングユニット９を外した位置に誤装着してしまうことを防止することができる。

クリーニングローラ９１が搬送ベルト６１に対して接離するように、クリーニングユニット９が揺動可能となるので、印字時においてクリーニングローラ９１を搬送ベルト６１から離すことができ、クリーニングローラ９１で用紙Ｐの搬送を妨げることを防止できる。

交換部品である感光ドラム５１（ドラムユニット５２）とクリーニングユニット９を同じドラムドロワ８１に設けたので、感光ドラム５１とクリーニングユニット９の寿命が同じ時期に尽きた場合にはドラムドロワ８１ごと交換すれば、感光ドラム５１とクリーニングユニット９を１度にまとめて交換することができる。なお、感光ドラム５１とクリーニングユニット９の寿命を同時期に終わらすには、例えば、付着物が廃トナーボックス９３内で最大限に溜まるまでの期間と感光ドラム５１の寿命とが同等となるように、廃トナーボックス９３の容量の大きさを設定すればよい。

フロントカバー１１の開放動作に連動して、現像器ドロワ８２をドラムドロワ８１から離間させる離間機構１３を設けたので、ドラムドロワ８１を現像器ドロワ８２とは干渉させずに容易に取り出すことができる。

クリーニングユニット９の揺動軸９５が、廃トナーボックス９３のうちクリーニングローラ９１とは反対側の部分に設けられているので、クリーニングユニット９を少し傾けるだけで、搬送ベルト６１からクリーニングローラ９１を確実に離間させることができる。

一対の第２ギヤ１２０が連結軸１２１で同軸に連結されているので、左右のカム１００を一体に回動させて、クリーニングローラ９１の回転軸９１Ａをバランスよく押し上げることができる。また、連結軸１２１が搬送ベルト６１内を通るので、連結軸を搬送ベルト外に配置する構造に比べ、装置を小型化することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、ドロワ８を２つに分割したが、本発明はこれに限定されず、分割しなくてもよい。例えば、１つのドロワに、クリーニングユニットおよびドラムユニットを固定するとともに、現像器を着脱可能に装着してもよい。この場合も、クリーニングユニットとドラムユニットの寿命が尽きた場合には、各現像器をドロワから外した後、ドロワごと交換することで、クリーニングユニットとドラムユニットをまとめて交換できる。

前記実施形態では、ベルトの一例として搬送ベルト６１を採用したが、本発明はこれに限定されず、各感光ドラムで担持された現像剤像が転写される中間転写ベルトを採用してもよい。

前記実施形態では、カラープリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙Ｐを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

前記実施形態では、クリーニング部材としてクリーニングローラ９１を採用したが、本発明はこれに限定されず、ローラ状でない部材を採用してもよい。
前記実施形態では、離間機構としてフロントカバーに機械的に連結される機構を採用したが、本発明はこれに限定されず、フロントカバーの開閉を検知し、その信号に基づいてシリンダ等によって現像器ドロワをドラムドロワから離間させる機構などを採用してもよい。

１ カラープリンタ
５ プロセスカートリッジ
６ ベルトユニット
８ ドロワ
９ クリーニングユニット
１０ 装置本体
１３ 離間機構
１４ 支持フレーム
５１ 感光ドラム
５２ ドラムユニット
５３ 現像ローラ
５４ 現像器
６１ 搬送ベルト
８１ ドラムドロワ
８２ 現像器ドロワ
９１ クリーニングローラ
９１Ａ 回転軸
９２ 回収ローラ
９３ 廃トナーボックス
９４ バックアップローラ
９５ 揺動軸
１００ カム
１０１ ギヤ歯部
１１０ 第１ギヤ
１２０ 第２ギヤ
１２１ 連結軸

Claims (6)

1. 並列配置された複数の感光ドラムを有する画像形成ユニットと、
   前記画像形成ユニットの下方、かつ、前記複数の感光ドラムと対面して配置され、各感光ドラムとの間で記録シートを搬送する搬送ベルトと、
   前記複数の感光ドラムと前記搬送ベルトとが接触する平面と同一平面上において前記搬送ベルトに接触して、前記搬送ベルトに付着した付着物を回収するクリーニング部材と、回収した前記付着物を収容する付着物収容器とを有するクリーニングユニットと、
   前記画像形成ユニットおよび前記クリーニングユニットを支持するドロワと、を備え、
   前記画像形成ユニットは、
   感光ドラムを有するドラムユニットと、感光ドラムに現像剤を供給する現像ローラを有し、前記ドラムユニットに着脱可能な現像器とを複数備えて構成され、
   前記ドロワは、
   前記ドラムユニットを支持するドラムドロワと、
   前記現像器を支持する現像器ドロワとを備え、
   前記クリーニングユニットは、前記搬送ベルトに対し前記画像形成ユニットと同じ側に配置され、前記ドラムドロワに固定されて、前記ドラムユニットと一体に装置本体から前記複数の感光ドラムの配列方向に引き出し可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニングユニットは、記録シートが前記搬送ベルト上を通過する場合に、前記クリーニング部材が前記搬送ベルトから離間するように揺動可能に構成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. 前記ドロワを外部に臨ませるために開閉されるフロントカバーの開放動作に連動して、前記現像器ドロワを前記ドラムドロワから離間させる離間機構をさらに設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニングユニットの揺動中心は、前記付着物収容器のうち前記クリーニング部材とは反対側の部分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。
5. 前記クリーニング部材が前記搬送ベルトから離間するように前記クリーニングユニットを押圧するカムを、前記ドロワに回転可能に設けたことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記カムは、前記搬送ベルトの幅方向における前記クリーニングユニットの両側に１つずつ設けられ、
   前記各カムに動力を伝達させる複数のギヤと、
   前記複数のギヤのうち前記搬送ベルトの幅方向外側に配置される一対のギヤを同軸に連結する連結軸と、をさらに備え、
   前記連結軸が、前記搬送ベルト内を通って前記一対のギヤに連結されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
   

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