JP5074980B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置では、現像ユニット、ドラムユニット等を画像形成装置本体に対し着脱可能なカートリッジ式に構成したものが多い。これらのユニットには、現像ローラ、帯電器、感光体ドラム、クリーナ等が設けられていて、画像形成装置本体側に固定して設けた高圧電源用回路基板から現像バイアス、放電バイアス、クリーニングバイアス等が印加されるようになっている。
一方、上記現像ユニットやドラムユニットを駆動するための回転動力は、画像形成装置本体に固定して設けた駆動装置の回転駆動軸から伝達される。この場合、装置を小型化するためには、これらユニットに対する駆動力の供給源である駆動装置と、高圧印加用の高圧電源基板をこれらユニットに対し同一側面側に設けておくのが好ましく、そのような構成となっているものが多い。
この種の画像形成装置としては、例えば下記特許文献1に記載されているようなものが知られている。
特開2006−53255号公報
ところで、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、帯電器や現像器のバイアス制御など高圧印加を必要とする部位が多く、画像の精度を高めるためには印加部を多く設けておく必要があるので、電源となる高圧電源用回路基板も生産性やメンテナンス性を考慮し、画像形成装置本体の一方の側面部にまとめられることが多い。また、同様の理由で、駆動部や冷却部なども同じ側にまとめられている。一方、上記現像ユニットやドラムユニットには高圧電源用回路基板から接続されたハーネスによって通電されるが、上記のような構成では、高圧印加部と回路基板との間に種々な部材が介在することになり、これらの部材の間にハーネスを通して結束や固定等のハーネス処理を行うには、煩雑な処理が必要であり、組み付け作業が非能率的であるという問題点があった。
そこで、本発明は、上記従来の画像形成装置のこの様な課題を考慮し、上記現像ユニットやドラムユニット等に対する電圧供給用の配線処理を削減でき、組み付け作業をより簡単にできる画像形成装置を提供することを目的としている。
第1の本発明は、着脱可能に設けられた現像ユニットと、
着脱可能に設けられたドラムユニットと、
所定の電圧を供給するための回路基板と、
前記現像ユニット又は前記ドラムユニットに、前記回路基板からの前記電圧を印加するために板状の導電性部材が配置された電圧印加ユニットとを備え、
前記導電性部材の一端部は前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側との電気的接続が可能に設けられ、他端部は前記回路基板側との電気的接続用の端子構造が形成されており、
前記導電性部材の前記一端部が、前記電圧印加ユニットとネジ部材で固定されている、画像形成装置である。
また、第の本発明は、着脱可能に設けられた現像ユニットと、
着脱可能に設けられたドラムユニットと、
所定の電圧を供給するための回路基板と、
前記現像ユニット又は前記ドラムユニットに、前記回路基板からの前記電圧を印加するために板状の導電性部材が配置された電圧印加ユニットとを備え、
前記導電性部材の一端部は前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側との電気的接続が可能に設けられ、他端部は前記回路基板側との電気的接続用の端子構造が形成されており、
前記電圧印加ユニットには、複数の前記導電性部材をそれぞれ絶縁及び案内するためのガイド壁が複数設けられており、
前記導電性部材の前記一端部を除く板状の部分は、前記電圧印加ユニットの表面に垂直に立てた状態で配置されており、
前記ガイド壁同士の内側には、前記板状の導電性部材の側面に当接して前記ガイド壁の内側の所定位置に位置するように支持するための支持用突起が設けられている、画像形成装置である。
また、第の本発明は、上記支持用突起は、前記ガイド壁を挟んで一方の側に配置された前記導電性部材に向けて突き出た位置と、前記ガイド壁を挟んで他方の側に配置された前記導電性部材に向けて突き出た位置とが互いにずれて千鳥状になるように配置されている、上記第の本発明の画像形成装置である。
また、第の本発明は、着脱可能に設けられた現像ユニットと、
着脱可能に設けられたドラムユニットと、
所定の電圧を供給するための回路基板と、
前記現像ユニット又は前記ドラムユニットに、前記回路基板からの前記電圧を印加するために板状の導電性部材が配置された電圧印加ユニットとを備え、
前記導電性部材の一端部は前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側との電気的接続が可能に設けられ、他端部は前記回路基板側との電気的接続用の端子構造が形成されており、
前記導電性部材は、前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側とは反対側の前記電圧印加ユニットの表面に配置されており、
前記導電性部材の前記一端部は、前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側の電気的接続部と直接的に接続可能なように、前記一端部の先端部が前記電圧印加ユニットに設けられた貫通穴を通して前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側に突き出し、且つ、その突き出した先端部が前記電気的接続部と当接した際に、弾力的に接触するように湾曲成形されている、画像形成装置である。
本発明は、現像ユニットまたはドラムユニット等に対する電圧供給用の配線処理を削減でき、組み付け作業をより簡単にできる画像形成装置を提供するという効果を発揮する。
以下、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタについて、図面に基づいて詳述する。
図1は1実施形態としてのプリンタを表すもので、このプリンタ1の本体内部には後述の現像ユニット、ドラムユニット、高圧電源用回路基板等が設けられており、用紙トレー2内に収納した用紙に所定の画像が転写され、排出口から送り出されるようになっている。
図2は、本発明の上記1実施形態におけるプリンタの概略構成説明図である。図2に示すように本実施形態におけるプリンタ1は、印刷するための用紙を保管する用紙トレー2と、用紙トレー2から供給された用紙に画像を形成するドラムユニット3と、ドラムユニット3の上流側に設けられた現像ユニット4と、ドラムユニット3の下流側に設けられた定着ユニット5と、定着ユニット5を通過した用紙を排出する排出手段6と、排出手段6から排出された用紙が載置される排出トレー7とを備えている。
なお、用紙トレー2には、ドラムユニット3へ用紙を供給するためのローラから構成される給紙手段8が設置されている。
用紙トレー2は、本実施形態のプリンタ1の底部に配置されており、ドラムユニット3は用紙トレー2の上方に配置されている。また、排出手段6はプリンタの背面側上部に配置されており、排出トレー7はプリンタの上面に配置されている。
つぎに、ドラム手段ユニット3について説明する。このドラムユニット3は、感光体ドラム15と、感光体ドラム15の表面を帯電させるための帯電器18と、画像が形成される部分以外の感光体ドラム15の表面に光を当てて帯電電荷を除去し、静電潜像を形成する露光器19とを備えている。
さらに画像転写部10は、搬送される用紙に対して感光体ドラム15の反対側からトナーと逆特性の電荷を与え、静電力により用紙にトナーを転写する転写器21と、感光体ドラム15表面の帯電を除く除電器22と、転写されずに感光体ドラム15に残ったトナーを除くクリーナー23を備えている。
また、ドラムユニット3の上流側には、感光体ドラム15に臨ませて、トナーを感光体ドラム15表面に形成された静電潜像に付着させて可視像とする現像ユニット4の現像ローラ20が設けられている。
また、定着ユニット5は、ヒータを有する定着ローラ24と、該定着ローラ24に圧接している加圧ローラ25とを有している。
なお、このプリンタ1には、ドラムユニット3で片面に画像が形成された用紙を排出手段6側へ搬送し、排出手段6側へ搬送された用紙を再びドラムユニット3側へと搬送する用紙反転手段が設置されている。
つぎに、本実施形態のプリンタの動作について説明する。このプリンタ1は、ネットワークなど(図示省略)に接続されているコンピュータ等(図示省略)から印刷データが送信されると、図示していないメモリーに印刷データが記憶される。
感光体ドラム15の表面の一部は帯電器18によって均一に帯電され、印刷データに基づいて、露光器19にて露光され、画像以外の部分の電荷が除去され静電潜像が形成される。そして、現像部の現像ロ−ラ20により、静電潜像と逆極性に帯電した着色微粒子であるトナーが静電潜像に付着されて可視像が形成される。この動作とともに、画像形成装置の底部にある用紙トレー2から、用紙トレー2の上方に位置している感光体ドラム15と転写器21の間へと用紙が搬送される。
そして、転写器21にて、感光体ドラム15の表面に付着したトナーが用紙に転写される。用紙に転写された感光体ドラム15の表面の部分は、除電器22によって電荷が除去され、クリーナー23によって残存しているトナーの除去が行われる。このトナーの除去が行われた部分は、再び帯電されて上述した動作が繰り返される。
一方、画像が転写された用紙は、加熱された定着ローラ24と加圧ローラ25の間を通過することにより、用紙表面に付着しているトナーが用紙に定着される。
そして、本実施の形態のプリンタ1が、コンピュータ等から両面印刷の指示を受けていない場合、制御手段は、ローラ対29及びローラ対30を正方向に駆動し、用紙はその先端から排出トレー7上へと排出される。
一方、プリンタが、両面印刷の指示を受けている場合には、用紙の後端が第1軸ローラ26と第2軸ローラ27の間を通り抜けた後、制御手段は、逆方向にローラ対29及びローラ対30を駆動する。
ローラ対29、30が逆方向に駆動されることによって、用紙は、その後端側から用紙逆搬送路28を通って、用紙搬送路31に合流し、用紙搬送路31内を搬送される。続いて、片面に画像が形成された場合と同様に、用紙に、ドラムユニット3によって他の面に画像が形成される。
そして、用紙は、定着ユニット5を通過して排出トレー7上に排出される。
つぎに、上記現像ユニット4、ドラムユニット3等への通電部の構造について説明する。図3は現像ユニット4とドラムユニット3を表す斜視図、図4は図3の矢印Y方向から見た図(正面図とする)である。これら現像ユニット4とドラムユニット3とは並列状態に配置され、全体として作像ユニット33を構成している。図4の作像ユニット33は、上記図1における矢印X方向から見た図として表されている。
図4に示すように、現像ユニット4とドラムユニット3から構成される作像ユニット33の正面側(図3の右斜め下側)の端部にはそれぞれのユニットに回転動力を伝達するための駆動入力部として、現像ユニット駆動入力部35と、感光体ドラム駆動入力部36とが設けられている。これらユニットをプリンタ本体に装着した状態では、プリンタ本体に設けられている駆動モータ付き駆動部の出力軸(図示を省略)がこれらの駆動入力部35、36に嵌合連結され、駆動力を現像ユニット4とドラムユニット3に伝達するようになっている。
上記現像ユニット4とドラムユニットの結合体である作像ユニット33の正面側(図3の右斜め下側)の端部が挿入されて所定位置に保持される本体内部フレーム(図示省略)に対して、図5、図6、図7に示す電圧印加ユニット40がネジ部材32によって取り付けられる。この電圧印加ユニット40は、メインフレーム41に導電性プレート配設部42が一体に設けられており、この導電性プレート配設部42に導電性に優れた細長い金属板状の導電性プレート45が取り付けられている。
ここで、図5は電圧印加ユニット40の正面図であり、図6は電圧印加ユニット40の斜視図であり、図7は電圧印加ユニット40に取り付けられた導電性プレート45a〜eの分解斜視図である。
電圧印加ユニット40の導電性プレート配設部42の面上には、図8、図9に詳細を示すように、導電性プレート配設部42の板面上に複数のガイド壁46が所定間隔で立設されており、これらガイド壁46の間隔部に導電性プレート45が導電性プレート配設部42の板面42aに垂直に配置されている。導電性プレート45a〜45eは従来のハーネスに代わるもので、図6の左側の部分に3本(45a〜45c)、右側の部分に2本(45d、45e)の計5本が配置されている。
なお、図8は、図5に示すZ部の拡大平面図であり、図9は、Z部とその周辺部の拡大斜視図である。
図8に示すガイド壁46の内側(導電性プレート45に臨む側)には複数の支持用突起47が一体に突設されていて、これら支持用突起47の先端部が垂直状態の導電性プレート45の側面に当接している。このため、導電性プレート45は、ガイド壁46の内側の所定位置(図示例では中央位置)に確実に保持される。なお、これら複数の支持用突起47は、図8に示されているように、ガイド壁46の両側で位置をずらした千鳥状に配置されている。このため、両側の導電性プレート45間の沿面距離が長くなり、その分だけ絶縁性が向上している。
複数の導電性プレート45の一端部は、それぞれが所定の印加部(A、B、C、D、E)に導かれ、その先端部が導電性プレート配設部42の板面と平行な平面状の固定部48として形成されており、それぞれがネジ部材49で導電性プレート配設部42に固定されている。導電性プレート45が金属板で形成されているので、先端部を所定形状(導電性プレート配設部42の面42aに平行な平面)の固定部48として成形するは容易である。
複数の導電性プレート45a〜eの配置について述べれば、図5、図6における左側の3本のうち、最も左側の第1の導電性プレート45は電圧印加ユニット40の印加部Aに導かれて固定され、中央の第2の導電性プレート45は印加部Bに導かれてて固定されている。これら印加部AとBは、ドラムユニット3用の電圧印加部であり、図4における作像ユニット33側の印加部A’とB’に、それぞれ後述する接続用バネ部材55を介して接続されるものである。
一方、上記左側の3本のうち、右側の第3の導電性プレート45は、現像ユニット4用の印加部Cに導かれて固定されている。
さらに、図5に示す導電性プレート45dは印加部Dに導かれて固定され、導電性プレート45eは、印加部Eに導かれて固定されている。これら印加部C、D、Eは現像ユニット用の電圧印加部であり、図4における印加部C’、D’、E’にそれぞれ接続用バネ部材55を介して接続されるようになっている。
上記のとおり導電性プレート45の一方の端部(先端部)は、導電性プレート配設部42の板面に平行な平板状に成形されて、それぞれ電圧印加ユニット40の所定の印加部にそれぞれ固定されているが、他方の端部は高圧電源を供給する回路基板(図示省略)から引き出された導線50側と接続されている。
図10は、回路基板からの導線50と導電性プレート45との接続部を表すもので、この導線50の先端部には配線接続用の部材であるファスナー51が固着されている。また、導電性プレート45自体の端部が板金加工によりファスナー用結合端子状の接続端子53として一体成形されている。導電性プレート45の接続端子53をファスナー51に嵌合し固定することにより両者が簡単な操作で確実に接続される。導電性プレート45が金属板で形成されているので、接続端子53の一体成形も容易である。
なお、図10は、ファスナー51を絶縁保護するための保護スリーブ52の図示を省略している。
このように、導電性プレート45を細長い金属板状とすることにより、その端部を所望の端子形状に一体成形することができるので、別途端子部材を用意する必要がなくなり、作業的にもまた経済的に好ましいものとなる。ここで、導電性プレート45は、例えばステンレスなどの金属板を所望の形状に打ち抜くとともに、折り曲げ加工をすることにより、容易に製造することが出来る。
電圧印加ユニット40は、上述の通り、本体内部フレームに組み付けられているので、作像ユニット33が装置本体内部に挿入されることにより、電気的接続と駆動系接続がなされる。この電圧印加ユニット40の印加部A、B、C、D、Eから作像ユニット33の印加部A’、B’、C’、D’、E’への接続は、図7、図11に示す接続用バネ部材55を介して行われる。
図11は、導電性プレート45の一端部の電圧印加ユニット40への取り付け部分の構造を模式的に表す断面図であり、図示例の接続用バネ部材55は、小径の先端側コイルバネ55aとこれよりも大径で同軸の基部側コイルバネ55bとが一体に形成された導電性二段コイルバネとして形成されている。コイルバネからなる接続用バネ部材55は、電圧印加ユニット40の導電性プレート配設部42に形成した二段の径の通孔57に挿通され、大径の基部側コイルバネ55bの後端部が導電性プレート45の平板状の端面で押圧される。このため、コイルバネである接続用バネ部材55の先端部は作像ユニット33の電圧印加部に弾力的に押圧され、該印加部に密着する。
つぎに、図12は図11に示す例とは異なる例としての接続用板バネ部材55’の形態を表すもので、この実施形態では、導電性プレート45自体の先端部を湾曲形状に成形することにより接続用板バネ部材55’が導電性プレート45と一体形成されている。このため、上記実施形態におけるようなコイルバネからなる接続用バネ部材55は不要であり、部品数が少なくてすむ。上記導電性プレート45は金属板であるから、この場合の成形も容易である。また、この場合、導電性プレート45はバネ材を用いることにより、弾性を備えていて、作像ユニット33の電圧印加部に弾力的に圧接されるので、該印加部に対する密着性(導電性)も十分に確保することができる。
以上に述べたとおり、上記高圧印加部の構造によれば、導電性プレート45の一端部は現像ユニット4又はドラムユニット3側との電気的接続が可能に設けられ、他端部は高圧電源となる回路基板側との電気的接続用の接続端子53を兼ねているので、別途接続用の端子を用意する必要がなく、接続構造を簡略化できるとともに部品数を低減することができる。
電圧印加ユニット40に複数の導電性プレート45をそれぞれ絶縁及び案内するためのガイド壁46複数設けておき、導電性プレート45の一端部を除く板状の部分は、電圧印加ユニット40の表面に垂直に立てた状態で配置し、ガイド壁46同士の内側には、板状の導電性プレート45の側面に当接して絶縁用ガイド壁の内側の所定位置に位置するように支持するための支持用突起47を設けておけば、導電性プレートの配置が容易であるのみならず、板状の導電性プレート45の位置ずれが生じにくく、絶縁性を確保することができる。
この場合、支持用突起47を、ガイド壁46を挟んで一方の側に配置された支持用突起47の位置と、ガイド壁46を挟んで他方の側に配置された支持用突起47の位置とが互いにずれて千鳥状になるように配置しておくと、必要な沿面距離を確保するうえで有利であるので好ましい。
以上説明した様に本発明にかかる画像形成装置は、回路基板からの電圧を印加するための配線を構成する導電性部材が細長い板状に形成されていて、この導電性部材が電圧印加ユニットに配置されるので、従来のハーネスのような結束等の処理(ハーネス処理)が不要であり、簡単に固定することができ、組み付け作業も容易である。
なお、上記実施の形態では、導電性プレート45が垂直に配設されている場合について説明したが、これに限らず例えば、配置場所に余裕があれば、平面的に配置しても良い。
また、上記実施の形態では、導電性プレート45の一端部をネジ部材49で固定する場合について説明したが、これに限らず例えば、樹脂成形により形成した導電性プレート配設部42側から予め突起部を構成しておいて、導電性プレート45の一端部に形成された孔と勘合させた後、突起部を傘状に加熱変形して、熱溶着する構成としてもよい。
また、上記実施の形態では、導電性プレート45の一端部をネジ部材49で固定する場合について説明したが、これに限らず例えば、導電性プレート45の一端部と他端部の中央部で固定しても良いし、複数個所で固定しても良い。
また、上記実施の形態では、ガイド壁を設ける構成の場合について説明したが、これに限らず例えば、隣接する導電性プレート45同士の電気的な空間距離や沿面距離が十分に確保できる場合であれば、ガイド壁は無くても良い。
また、上記実施の形態では、ガイド壁に支持用突起を設ける場合について説明したが、これに限らず例えば、導電性プレート45を平面的に配設する場合や、ネジ部材で複数個所固定する場合であれば、特に設けなくても良い。
また、上記実施の形態では、ドラムユニットと現像ユニットとの電気的接続に本願発明の導電性プレートを採用する場合について説明したが、これに限らず例えば、何れか一方のユニットとの電気的接続に本願発明の導電性プレートを採用する構成でも良い。
また、上記実施の形態ではプリンターの場合について説明したが、これに限らず例えば、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置であればどの様な装置でも良い。
本発明にかかる画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における電圧印加ユニットとして効果的に使用することができる。
本発明の実施の形態としてのプリンタの外観を表す斜視図である。 本実施の形態のプリンタの構造を表す概略構成説明図である。 本実施の形態における現像ユニットとドラムユニットを含む作像ユニットの斜視図である。 本実施の形態における作像ユニットの正面図である。 本実施の形態における電圧印加ユニットの正面図である。 本実施の形態における電圧印加ユニットの斜視図である。 本実施の形態における電圧印加ユニットの分解状態を表す斜視図である。 本実施の形態における電圧印加ユニットのガイド壁と支持用突起を表す拡大正面図である。 本実施の形態における電圧印加ユニットのガイド壁と支持用突起を表す拡大斜視図である。 本実施の形態における導電性プレートの回路基板側配線との接続部を表す拡大斜視図である。 本実施の形態における導電性プレートと作像ユニット側との接続構造を模式的に表す断面図である。 本実施の形態における導電性プレートと作像ユニット側との別の接続構造を模式的に表す断面図である。
符号の説明
1 プリンタ
2 用紙トレー
3 ドラムユニット
4 現像ユニット
5 定着ユニット
6 排出手段
7 排出トレー
8 給紙手段
10 画像転写部
15 感光体ドラム
20 現像ローラ
24 定着ローラ
25 加圧ローラ
33 作像ユニット
40 電圧印加ユニット
45 導電性プレート
46 ガイド壁
47 支持用突起
49 ネジ部材

Claims (4)

  1. 着脱可能に設けられた現像ユニットと、
    着脱可能に設けられたドラムユニットと、
    所定の電圧を供給するための回路基板と、
    前記現像ユニット又は前記ドラムユニットに、前記回路基板からの前記電圧を印加するために板状の導電性部材が配置された電圧印加ユニットとを備え、
    前記導電性部材の一端部は前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側との電気的接続が可能に設けられ、他端部は前記回路基板側との電気的接続用の端子構造が形成されており、
    前記導電性部材の前記一端部が、前記電圧印加ユニットとネジ部材で固定されている、画像形成装置。
  2. 着脱可能に設けられた現像ユニットと、
    着脱可能に設けられたドラムユニットと、
    所定の電圧を供給するための回路基板と、
    前記現像ユニット又は前記ドラムユニットに、前記回路基板からの前記電圧を印加するために板状の導電性部材が配置された電圧印加ユニットとを備え、
    前記導電性部材の一端部は前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側との電気的接続が可能に設けられ、他端部は前記回路基板側との電気的接続用の端子構造が形成されており、
    前記電圧印加ユニットには、複数の前記導電性部材をそれぞれ絶縁及び案内するためのガイド壁が複数設けられており、
    前記導電性部材の前記一端部を除く板状の部分は、前記電圧印加ユニットの表面に垂直に立てた状態で配置されており、
    前記ガイド壁同士の内側には、前記板状の導電性部材の側面に当接して前記ガイド壁の内側の所定位置に位置するように支持するための支持用突起が設けられている、画像形成装置。
  3. 前記支持用突起は、前記ガイド壁を挟んで一方の側に配置された前記導電性部材に向けて突き出た位置と、前記ガイド壁を挟んで他方の側に配置された前記導電性部材に向けて突き出た位置とが互いにずれて千鳥状になるように配置されている、請求項に記載の画像形成装置。
  4. 着脱可能に設けられた現像ユニットと、
    着脱可能に設けられたドラムユニットと、
    所定の電圧を供給するための回路基板と、
    前記現像ユニット又は前記ドラムユニットに、前記回路基板からの前記電圧を印加するために板状の導電性部材が配置された電圧印加ユニットとを備え、
    前記導電性部材の一端部は前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側との電気的接続が可能に設けられ、他端部は前記回路基板側との電気的接続用の端子構造が形成されており、
    前記導電性部材は、前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側とは反対側の前記電圧印加ユニットの表面に配置されており、
    前記導電性部材の前記一端部は、前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側の電気的接続部と直接的に接続可能なように、前記一端部の先端部が前記電圧印加ユニットに設けられた貫通穴を通して前記現像ユニット又は前記ドラムユニット側に突き出し、且つ、その突き出した先端部が前記電気的接続部と当接した際に、弾力的に接触するように湾曲成形されている、画像形成装置。
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