JP5509777B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は画像形成装置に関する。
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、感光体上に静電潜像を形成後、静電潜像を現像剤中のトナーでトナー画像を顕在化し、トナー画像を転写部材に転写及び定着して画像形成を行っている。
これらの画像形成装置は、より高画質な画像を形成することが求められており、さまざまな方法が提案されている。その中の一つとして例えば、特許文献1では画像形成装置の骨格部の剛性を高めるという方法が提案されている。すなわち骨格部の剛性を高め、画像形成装置全体の歪みを取り除き、骨格部の内部に保持されている各種ユニット同士の相対位置関係を精度良く配置するというものである。
また、定期的に交換するユニットや、不良が発生してユニットを交換しなければならないときに、交換したユニットの取り付け位置精度が初期状態に対して同じかどうかを検出することが必要になる場合がある。
このような取り付け位置を検出する場合、その検出手段として、ある基準となる固定された部材を利用し、当該部材と測定対象のユニットまでの距離を測定することが考えられる。しかし、基準となる部材は、従来画像形成装置の組み立てが完了した時点で、本体骨格に装着される各種のユニットに覆われてしまうことが多く、基準となる部材を利用する際には各種ユニットに覆われた部分を取り除くための大規模な分解をしなくてならない。場合によっては分解途中でユニットなどを破損してしまうという問題も発生する可能性がある。
特許第3728990号公報
本発明の目的は、画像形成装置の組み立てが完成した後でも位置決めを必要とするユニットの位置精度の測定及び精度検証が可能な画像形成装置を提供することである。
上記課題は、下記構成により達成できる。すなわち、
1.シートに画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像形成装置の本体骨格を構成し、互いに対向する一対のパネルと、
前記一対のパネル間を接続し、前記一対のパネルの各々に固定された複数の本体骨格軸と、
前記一対のパネル間に設置され、前記複数の本体骨格軸を基準として位置決めを必要とするユニットと、を有し、
前記画像形成装置の組み立て完了後に測定器を用いて前記複数の本体骨格軸のそれぞれと前記ユニットとの位置関係を測定する際に、前記測定器の測定箇所となる露呈部が前記複数の本体骨格軸のそれぞれに設けられ、前記ユニットは画像形成装置から着脱可能であり、前記ユニットの筐体は前記複数の本体骨格軸のそれぞれに嵌合する複数の穴を有し、前記ユニットが前記本体骨格に挿入されるときに、前記複数の穴のそれぞれは前記複数の本体骨格軸のそれぞれに嵌合することを特徴とする画像形成装置。
2.シートに画像を形成する画像形成装置であって、前記画像形成装置の本体骨格を構成し、互いに対向する一対のパネルと、前記一対のパネル間を接続し、前記一対のパネルの各々に固定された複数の本体骨格軸と、前記一対のパネル間に設置され、前記複数の本体骨格軸を基準として位置決めを必要とするユニットと、を有し、前記画像形成装置の組み立て完了後に測定器を用いて前記複数の本体骨格軸のそれぞれと前記ユニットとの位置関係を測定する際に、前記測定器の測定箇所となる露呈部が前記複数の本体骨格軸のそれぞれに設けられ、前記露呈部は、前記一対のパネルのうち少なくとも一方のパネルを貫通している前記本体骨格軸の端部であることを特徴とする画像形成装置。
.前記ユニットは、画像形成ユニットであることを特徴とする前記に記載の画像形成装置。
4.シートに画像を形成する画像形成装置であって、前記画像形成装置の本体骨格を構成し、互いに対向する一対のパネルと、前記一対のパネル間を接続し、前記一対のパネルの各々に固定された複数の本体骨格軸と、前記一対のパネル間に設置され、前記複数の本体骨格軸を基準として位置決めを必要とするユニットと、を有し、前記画像形成装置の組み立て完了後に測定器を用いて前記複数の本体骨格軸のそれぞれと前記ユニットとの位置関係を測定する際に、前記測定器の測定箇所となる露呈部が前記複数の本体骨格軸のそれぞれに設けられ、前記ユニットと前記複数の本体骨格軸との間に配置される板を更に有し、前記板は、前記複数の本体骨格軸が露出するように、複数の穴を有することを特徴とする画像形成装置。
.前記ユニットは、書込ユニットであることを特徴とする前記に記載の画像形成装置。
画像形成装置の組み立て完了後に測定器を用いて、一対のパネルの各々に固定された本体骨格軸と位置決めを必要とするユニットとの位置関係を測定する際に、測定器の測定箇所となる露呈部が本体骨格軸に設けられているので、画像形成装置の組み立て完了後であっても、ユニットの位置測定、及び精度検証を行うことができる。
本発明に係る画像形成装置の実施形態を示す構成図である。 ユニットが本体骨格に挿入されるところを示す斜視図である。 本体骨格部材を取り付ける分解斜視図である。 駆動パネルを後パネルに取り付けるところを示す後側から見た斜視図である。 画像形成ユニット架台を組み立てる方法の一例示す分解斜視図である。 本体骨格軸と、駆動パネルと、画像形成ユニット架台との関係を示す分解上面図である。 書込ユニットの分解斜視図である。 画像形成ユニットに測定器を取り付けたところを示す斜視図である。 本体骨格軸までの距離Lを測定するところを示す上面図である。
本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また以下の本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
図1は本発明に係る画像形成装置の実施形態を示す構成図であり、画像読み取り装置SCと、画像形成部Aを主な構成としている。
画像読取装置SCは、原稿台上に載置された原稿を原稿画像走査露光装置の光学系を用いて走査露光し、CCDセンサなどのラインイメージセンサに投影される。ラインイメージセンサに投影された画像をアナログ信号に変換し、画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、書込ユニット3Y、3M、3C、3Kに入力される。
画像形成部Aは、書込ユニット3、画像形成ユニット10、搬送ユニット200、給紙装置20、制御手段を含む電気部CPE、及び本体骨格MB等から構成されている。図2は、画像形成ユニット10、搬送ユニット200、給紙装置20が本体骨格に挿入されるところを示す斜視図である。
図1において、画像形成部Aは、複数組の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kと、ベルト状の中間転写ベルト6と給紙装置20及び定着装置30とから構成されている。
イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成ユニット10Yは、像担持体としての感光体ドラム1Yの周囲に配置された帯電極ユニット2Y、書込ユニット3Y、現像ユニット4Y及びクリーニング手段5Yを有する。マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成ユニット10Mは、像担持体としての感光体ドラム1M、帯電極ユニット2M、書込ユニット3M、現像ユニット4M及びクリーニング手段5Mを有する。シアン(C)色の画像を形成する画像形成ユニット10Cは、像担持体としての感光体ドラム1C、帯電極ユニット2C、書込ユニット3C、現像ユニット4C及びクリーニング手段5Cを有する。黒(K)色の画像を形成する画像形成ユニット10Kは、像担持体としての感光体ドラム1K、帯電極ユニット2K、書込ユニット3K、現像ユニット4K及びクリーニング手段5Kを有する。
帯電極ユニット2Yと書込ユニット3Y、帯電極ユニット2Mと書込ユニット3M、帯電極ユニット2Cと書込ユニット3C及び帯電極ユニット2Kと書込ユニット3Kとは、潜像形成手段を構成する。
4Y、4M、4C、4Kは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(K)の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像ユニット4である。
中間転写ベルト6は、現像ユニット4により現像されたトナー画像を一時保持する中間転写体であり、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kより形成された各色の画像は、回動する中間転写ベルト6上に一次転写手段7Y、7M、7C、7Kにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
給紙装置20の給紙カセット21内に収容された記録媒体(以下、記録紙と称す)Pは、給紙手段(第1給紙部)22により給紙され、給紙ローラ23、24、25、26、レジストローラ(第2給紙部)27等を経て、二次転写手段9に搬送され、記録紙P上にカラー画像が転写される。
なお、画像形成装置Aの下部に鉛直方向に縦列配置された3段の給紙カセット21は、ほぼ同一の構成をなす。また、3段の給紙手段22も、ほぼ同一の構成をなす。給紙カセット21、給紙手段22を含めて給紙装置20と称す。
カラー画像が転写された記録紙Pは、定着装置30において記録紙Pが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙P上のカラートナー像(或いはトナー像)が定着されて記録紙P上に固定され、排紙ローラ28に挟持されて機外の排紙トレイ29上に載置される。
一方、二次転写手段9により記録紙Pにカラー画像を転写した後、記録紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、ベルトクリーニング手段8により残留トナーが除去される。
なお、画像形成装置Aの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
以下、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kを像担持体(以下、感光体ドラムと記す)1と称し、帯電極ユニット2Y、2M、2C、2Kを帯電極ユニット2と称し、書込ユニット3Y、3M、3C、3Kを書込ユニット3と称し、現像ユニット4Y、4M、4C、4Kを現像ユニット4と称す。
帯電極ユニット2のコロナワイヤには、直流電源による5〜10kVの高電圧が印加され、感光体ドラム1の表面に均一な一定電位が帯電される。
書込ユニット3の露光系にはレーザー光等が用いられ、パルス幅変調により露光量が制御される。
(本体骨格)
次に、本体骨格構造について説明する。
本発明は画像形成装置の組み立て完成後でも位置決めを必要とするユニットの位置精度の測定及び精度検証が可能な画像形成装置を提供することである。
ここで、位置決めを必要とするユニットとは、定期的に点検したり交換したりするユニットや、現像ユニットのようにキャリアを交換するため取り外さなければならないユニットで、かつ画像品質に重要な影響を与えるユニットのことである。例えば画像形成ユニット10に含まれるユニット、画像形成ユニット10の筐体である画像形成ユニット架台100等がある。
本発明の画像形成装置の本体骨格構造は、本体骨格の組み立て精度を向上させるために、本体骨格を構成する一対のパネル間(前後パネルという)に接続され、各々のパネルに固定された本体骨格軸32を設けている。本体骨格軸32は、画像形成装置の組み立て完了後に、測定器を用いて本体骨格軸32と位置決めを必要とするユニットとの位置関係を測定できるように測定器の測定箇所となる露呈部が設けられている。
なお本体骨格軸32は、前後パネルを貫通する軸であっても良いし、両端部を軸外径より小さくし、前後パネルの基準となる穴に嵌合する径とした、いわゆる段付き形状をした軸であっても良い。本実施の形態では前後パネルを貫通する軸を用いて説明する。
前後パネルを貫通する本体骨格軸32を用いた場合、露呈部は前後のパネルの少なくとも一方のパネル(本実施例では前パネル)より突き出している本体骨格軸32の端部が用いられる。
前後パネル間の場合は、測定器が測定できる位置の近傍に空間部を設けたり、あるいは板などで測定する位置が塞がれている場合、板に小窓等を設けたりして露呈できるようにしている。
本体骨格軸32は、1本であるほうが嵌合させる点で望ましいが、前後パネルの回転方向の位置決めのために複数本(本実施の形態では2本)設けている。以下の説明では2本ある本体骨格軸32のうち、第1基準軸としての本体骨格軸を32b、第2基準軸としての本体骨格軸を32aとして表記する。
図3は、本体骨格部材を取り付ける分解斜視図である。最初に、本体骨格軸32bを、一対のパネルとしての前パネル11と後パネル12にそれぞれ設けた基準穴13c、13d、に嵌合し、その後本体骨格軸32aを前パネル11に設けた穴13aと後パネル12に設けた穴13bに嵌合する。このとき穴13aは上方向に長穴として穴加工誤差を吸収している。本体骨格軸32aが本体骨格軸32bに対して平行となるように、穴13a側に調整する機構(不図示)を有している。調整後は前後パネル11、12と本体骨格軸32a、32bを不図示の固定部材を用いて固定する。その後底板14、中間板15、天板16、駆動パネル103等を取り付ける。
さらに書込ユニット3を構成する筐体31の前後パネル31aと、31bが本体骨格軸32a、32bに貫通されている。(この場合、前後パネルを嵌合する前に前後パネル31a、31bを嵌合させておく)。
(駆動パネル)
駆動パネル103には、ドラムを回転させるドラム駆動手段、現像ユニット4に設けられている現像スリーブを回転させる現像駆動手段などの駆動手段が取り付けられている。
図3に示すように駆動パネル103には、画像形成ユニット架台100の位置決めを行う位置決めピン104、114と、感光体ドラムを取り付けるドラム軸105Y、105M、105C、105Kが取り付けられている。以下ドラム軸105Y、105M、105C、105Kをドラム軸105と称する。
図4は、駆動パネル103をパネル(本実施の形態では後パネル12)に取り付けるところを示す後側から見た斜視図である。駆動パネル103には本体骨格軸32aに嵌合する穴H5、本体骨格軸32bに嵌合する穴H6が設けられ、駆動パネル103を穴H5、H6に合わせて取り付け固定している。
(画像形成ユニット10)
画像形成ユニット10(書込ユニット3を除く)は、筐体としての画像形成ユニット架台100に、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kを縦に取り付け、それぞれの感光体ドラムの回りには現像ユニット4Y、4M、4C、4Kと、帯電極ユニット2Y、2M、2C、2K等が取り付けられた構成になっている。
さらに画像形成ユニット架台100は、中間転写ベルト6と、中間転写ベルト6にトナー画像を転写する転写ユニット7Y、7M、7C、7Kを搭載している。
図5は、画像形成ユニット架台100を組み立てる方法の一例示す分解斜視図であり、図6は、本体骨格軸32a、32bと、駆動パネル103と、画像形成ユニット架台100との関係を示す上面図である。
図5において、画像形成ユニット架台100の前板101と後板102に、現像ユニット4Y、4M、4C、4Kを取り付けるステー103Y、103M、103C、103Kを取り付け、さらにレールR1、R2を取り付ける。画像形成ユニット架台100に取り付けられたレールR1、R2は本体骨格に取り付けられたレールr1、r2(不図示)に摺接しスライド可能となっている。
前板101には、本体骨格軸32a、32bに嵌合する穴H3、H4が設けられており、画像形成ユニット架台100を本体骨格に挿入する際に嵌合する。また後板102には、駆動パネル103に取り付けられた位置決めピン104、114(図3参照)に嵌合する穴104H、114Hが設けられている。後板102と位置決めピン104、114が嵌合することにより、画像形成ユニット架台100と本体骨格軸32との位置関係が決定される。なお、基準位置決めピンを114としたとき、穴114Hは丸穴とし、穴104Hは上方向に長穴としている。同様に穴H4は丸穴、H3は上方向に長穴としている。
さらに前板101には駆動パネル103に取り付けられたドラム軸105Y、105M、105C、105K(図3参照)に嵌合する穴hy、hm、hc、hkが設けられている。なお穴hy、hm、hc、hkの加工は、穴H3を基準として加工されている。前板102がドラム軸105に嵌合することによりドラム軸105と本体骨格軸32aとの位置関係が決定する。
(書込ユニット)
書込ユニット3と本体骨格軸32a、32bとの関係について説明する。
図7は、書込ユニット3の分解斜視図である。書込ユニット3の筐体31は、本体骨格軸32a、32bを貫通する2つの基準穴H1、H2を有する筐体前板31a、及び基準穴H11、H21を有する筐体後板31bと、筐体前板31fで構成されている。さらに書込ユニット3Y、3M、3C、3Kを所定の位置に取り付けるための底板31Y、31M、31C、31K、及び不図示の位置決めピンが設けられている。
筐体前板31a、筐体後板31bは、本体骨格部材を組み立てる際に、組み付けておく(図3参照)。
筐体前板31fは、書込ユニット3の発光部に飛散しているトナーが付着しにくいように必要最小限の穴が設けられている。筐体前板31fに設けられた穴Hfは、後述するが、本体骨格軸32a、32bと、位置決めを必要とするユニットとの距離を測定器によって測定するための小窓であり、本体骨格軸32a、32bを露呈することができるようになっている。
なお書込ユニット3は、本体骨格軸32a、32bを貫通させずに、筐体31を後から本体骨格に組み込み、本体骨格軸32a、32bとの位置が調整可能な手段を設ける構造であっても良い。
(精度保持の検証)
画像形成装置の組み立て完了後に本体骨格軸32を基準として位置決めを必要とするユニットの位置精度の測定、精度検証について説明する。
はじめに画像形成ユニット架台100と本体骨格軸32a、32bの位置精度を検証する方法について説明する。図8は、画像形成ユニット架台100の前板101側の所定の位置に測定器としての2次元変位センサLSを取り付けたところを示す斜視図であり、図9は2次元変位センサLSと本体骨格軸32a、32bまでの距離L1を測定するところを示す上面図である。さらに、書込ユニット3と本体骨格軸32a、32bまでの距離L2を測定するところも示している。
ここで、所定の位置とは、本体骨格軸32a、32bまでの距離を測定するために位置決めが必要なユニットが設定している基準位置のことである。例えば現像ユニット4の場合、現像ユニット4Yを取り付けるステー103Yの底面と、画像形成ユニット架台100の前板101に設けた現像ユニットを挿入する長穴の本体骨格軸32a側の一辺とが交差する角を基準位置と設定してもよい。
2次元変位センサLSと本体骨格軸32a、32bまでの距離を測定するためには、本体骨格軸32a、32bに測定器の測定箇所となる露呈部を設ける必要がある。本実施の形態では本体骨格軸32aの端部が前パネル11より突き出している部分の露呈部321aと、前後パネル間に露呈部322aを設けている。同様に本体骨格軸32bの端部が前パネル11より突き出している部分の露呈部321bと、前後パネル間に露呈部322bを設けている(図9参照)。露呈部322a、322bは、例えば筐体31の前面パネル31fに設けられた穴Hf(図7参照)を通して見える部分である。
同様に、書込ユニット3を交換する際にも、書込ユニット3の所定の位置に2次元変位センサLSを取り付け、本体骨格軸32a、32bまでの距離L2を測定し、位置精度の検証と、測定を行うことができる(図9参照)。
その他、ドラム軸105Y、105M、105C、105Kと本体骨格軸32a、32bの位置関係、中間転写ユニット60と本体骨格軸32a、32bとの関係も詳細は省略するが測長することが可能である。
このように、本発明の画像形成装置は、画像形成装置の組み立て完了後に測定器を用いて、一対のパネルの各々に固定された本体骨格軸と位置決めを必要とするユニットとの位置関係を測定する際に、測定器の測定箇所となる露呈部が本体骨格軸に設けられているので、画像形成装置の組み立て完了後であっても、ユニットの位置測定、及び精度検証を行うことができる。
1 感光体ドラム
3 書込ユニット
4 現像ユニット
5 クリーニング手段
6 中間転写ベルト
7 転写ユニット
10 画像形成ユニット
11 前パネル
12 後パネル
31 筐体
32 本体骨格軸
100 画像形成ユニット架台
200 搬送ユニット
A 画像形成部
P 記録紙
LS 2次元変位センサ

Claims (5)

  1. シートに画像を形成する画像形成装置であって、
    前記画像形成装置の本体骨格を構成し、互いに対向する一対のパネルと、
    前記一対のパネル間を接続し、前記一対のパネルの各々に固定された複数の本体骨格軸と、
    前記一対のパネル間に設置され、前記複数の本体骨格軸を基準として位置決めを必要とするユニットと、を有し、
    前記画像形成装置の組み立て完了後に測定器を用いて前記複数の本体骨格軸のそれぞれと前記ユニットとの位置関係を測定する際に、前記測定器の測定箇所となる露呈部が前記複数の本体骨格軸のそれぞれに設けられ
    前記ユニットは画像形成装置から着脱可能であり、
    前記ユニットの筐体は前記複数の本体骨格軸のそれぞれに嵌合する複数の穴を有し、
    前記ユニットが前記本体骨格に挿入されるときに、前記複数の穴のそれぞれは前記複数の本体骨格軸のそれぞれに嵌合することを特徴とする画像形成装置。
  2. シートに画像を形成する画像形成装置であって、
    前記画像形成装置の本体骨格を構成し、互いに対向する一対のパネルと、
    前記一対のパネル間を接続し、前記一対のパネルの各々に固定された複数の本体骨格軸と、
    前記一対のパネル間に設置され、前記複数の本体骨格軸を基準として位置決めを必要とするユニットと、を有し、
    前記画像形成装置の組み立て完了後に測定器を用いて前記複数の本体骨格軸のそれぞれと前記ユニットとの位置関係を測定する際に、前記測定器の測定箇所となる露呈部が前記複数の本体骨格軸のそれぞれに設けられ、
    前記露呈部は、前記一対のパネルのうち少なくとも一方のパネルを貫通している前記本体骨格軸の端部であることを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記ユニットは、画像形成ユニットであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. シートに画像を形成する画像形成装置であって、
    前記画像形成装置の本体骨格を構成し、互いに対向する一対のパネルと、
    前記一対のパネル間を接続し、前記一対のパネルの各々に固定された複数の本体骨格軸と、
    前記一対のパネル間に設置され、前記複数の本体骨格軸を基準として位置決めを必要とするユニットと、を有し、
    前記画像形成装置の組み立て完了後に測定器を用いて前記複数の本体骨格軸のそれぞれと前記ユニットとの位置関係を測定する際に、前記測定器の測定箇所となる露呈部が前記複数の本体骨格軸のそれぞれに設けられ、
    前記ユニットと前記複数の本体骨格軸との間に配置される板を更に有し、
    前記板は、前記複数の本体骨格軸が露出するように、複数の穴を有することを特徴とする画像形成装置。
  5. 前記ユニットは、書込ユニットであることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
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