JP5751048B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の感光ドラムを一体的に保持するホルダを備えた画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置として、複数の感光ドラムを一体的に保持するホルダと、複数の感光ドラムを露光する露光部材と、を備えたカラープリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的に、この技術において、露光部材は、装置本体を構成する板金フレームに支持され、装置本体に対して位置決めされている。そして、ホルダは、露光部材の下方において板金フレームに前後端が支持されて装置本体に対して位置決めされている。このように板金フレームによって露光部材とホルダを位置決めすることで、露光部材とホルダの位置関係を精度良く規定することができるようになっている。

特開２００８−９２６２号公報

しかしながら、前述した技術では、装置本体の板金フレームが、露光部材を支持しつつ、ホルダの前後端も支持している。そのため、左右方向からカラープリンタを見たときに、露光部材およびホルダを全面被覆するように板金フレームを形成する必要があり、低コスト化を図ることが困難であった。

そこで、本発明は、コストを低減す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。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、装置本体と、所定の配列方向に配列された複数の感光ドラムを一体的に保持し、前記配列方向に移動させることで、装置本体に対して装着されるホルダと、複数の感光ドラムを露光する露光部材と、を備えている。
ホルダは、複数の感光ドラムの軸方向両側に配置され、ホルダの装着方向下流側の端部に位置決め部を有する一対の金属板を有している。
装置本体は、ホルダが装置本体に装着されている状態で、一対の金属板よりも感光ドラムの軸方向の外側に配置される、樹脂で形成された一対の第１側壁と、露光部材を支持する本体部と本体部から感光ドラム側に向けて延びる延出部とを有し、各第１側壁に固定されるとともに、金属で形成された一対の第２側壁と、各延出部を連結し、位置決め部に対し、下側およびホルダの装着方向の下流側から当接する連結部材と、を有している。
また、一対の第１側壁は、連結部材よりもホルダの装着方向上流側において、各金属板に下側から当接する支持部を有している。
そして、本発明の画像形成装置は、位置決め部と連結部材の当接および金属板と支持部の当接により、装置本体に装着されたホルダの位置決めがなされている。

このように構成された画像形成装置によれば、金属で形成されている第２側壁を、ホルダを精度良く位置決めするために必要なところにだけ設けているので、コストを低減することができる。

そして、前記した画像形成装置において、支持部は、ホルダが装置本体に装着されている状態において、装着方向の最上流側に配置された感光ドラムの軸よりも、装着方向の上流側で金属板に当接している。

このように構成された画像形成装置によれば、支持部を位置決め部に近い部分に配置する場合に比べて、ホルダを安定して支持することができるので、感光ドラムと露光部材の間隔を一定に保つことができる。

また、前記した画像形成装置において、位置決め部は、連結部材に対し上側から当接する第１面と、連結部材に対しホルダの装着方向上流側の斜め下方から当接する、ホルダの装着方向の上流側から下流側に向かうにつれて下方に傾斜する第２面と、を有している。

そして、前記した画像形成装置において、第２側壁は、各感光ドラムの軸線方向から見たときに、本体部と延出部とにより略Ｌ字形状に形成されるとともに、複数の感光ドラムと重ならない位置に配置されているのが望ましい。

このように構成された画像形成装置によれば、金属で形成されている第２側壁を小型にすることができるので、よりコストを削減することができる。

また、前記した画像形成装置は、前記装着方向の上流側から下流側に向かうにつれて、下方に傾斜するベルトをさらに備えていてもよい。この画像形成装置においては、ホルダは、ベルトに沿って装着されるのが望ましい。

このように構成された画像形成装置によれば、ホルダの自重により位置決め部を連結部材に密着させることができる。

本発明によれば、装置本体を構成する金属で形成された第２側壁を精度良く位置決めするために必要なところにだけ設けているので、コストを削減することができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの構成を示す側断面図である。 ホルダの装置本体から引き出された状態を示す図である。 ホルダと複数の感光ドラムを示す斜視図である。 スキャナユニット、樹脂フレーム、板金フレーム、ピンおよびシャフトを示す斜視図である。 ホルダが装着された状態における、シャフト周辺を示す側面図（ａ）と、ピン周辺を示す側面図（ｂ）である。 樹脂フレームおよび板金フレームを示す側面図である。

＜カラープリンタの全体構成＞
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、画像形成装置の一例としてのカラープリンタ１の全体構成を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。

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、装置本体１０内に、用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０とを備えている。

給紙部２０は、用紙Ｐを収容する給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙搬送機構２２とを備えている。

画像形成部３０は、露光部材の一例としてのスキャナユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、ホルダ６０と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とを備えている。

スキャナユニット４０は、装置本体１０内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えている。そして、スキャナユニット４０では、レーザビームが図の２点鎖線で示す経路を通って、各感光ドラム５１の表面上に高速走査にて照射される。

また、スキャナユニット４０は、図４に示すように、筐体４１を備えている。筐体４１の左右両側壁には、それぞれ前後に並ぶ３つの突起４２が形成されている。

図１に戻り、プロセスカートリッジ５０は、給紙部２０の上方で前後方向（所定の配列方向）に配列されており、感光ドラム５１や、図示しない公知の帯電器、現像ローラ５３、トナー収容室などを備えて構成されている。

ホルダ６０は、４つのプロセスカートリッジ５０を一体的に保持している。そして、ホルダ６０は、装置本体１０に対して後述する搬送ベルト７３に沿って移動可能に構成されている。このホルダ６０は、装置本体１０の前面に配置されたフロントカバー１１を開放することによって形成される開口部１０Ａを通して、前方から後方へ移動させて装置本体１０に対して装着される。なお、ホルダ６０周りの構造の詳細については、後で説明する。また、以下の説明において、ホルダ６０の装着方向（前側から後側へ向かう方向）を単に「装着方向」という。

転写ユニット７０は、給紙部２０と４つのプロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、ベルトの一例としての搬送ベルト７３と、転写ローラ７４とを備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。より詳細に、駆動ローラ７１は、従動ローラ７２の後方において、従動ローラ７２よりもやや下方に配置されている。これにより、搬送ベルト７３は、装着方向の上流側から下流側、つまり、前側から後側に向かうにつれて、下方に傾斜している。

また、搬送ベルト７３の内側には、各感光ドラム５１との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光ドラム５１に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。

定着ユニット８０は、４つのプロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の後側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。

このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光ドラム５１の表面が、帯電器により一様に帯電された後、スキャナユニット４０で露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、現像ローラ５３によって、トナー収容室内のトナーが、感光ドラム５１上の静電潜像に供給されることで、感光ドラム５１上にトナー像が担持される。

次に、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光ドラム５１と各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光ドラム５１上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写される。そして、用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過することで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。

排紙部９０は、用紙Ｐを搬送する複数の搬送ローラ９１を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ９１によって搬送され、装置本体１０の外部に排出される。

＜ホルダ周りの構造＞
次に、図３を参照して、ホルダ６０周りの構造について詳細に説明する。
ホルダ６０は、樹脂製のフレーム６１と、左右一対の金属板３００と、を備えて構成されている。

フレーム６１は、一対の金属板３００の間に配置されて一対の金属板３００を繋いでいる。フレーム６１は、一対の金属板３００の前後に設けられており、手前側のフレーム６１には、取手部６２が備えられている。これにより、ホルダ６０は、ユーザが取手部６２を把持して前後方向へ移動させることができるようになっている。

各金属板３００は、４つの感光ドラム５１の軸線方向（以下、単に「軸線方向」という。）、つまり、左右方向の両側に配置され、４つの感光ドラム５１を回転可能に支持している。金属板３００は、鋼板などから形成され、４つの感光ドラム５１に沿って前後方向に延び、前後端が上方へ延びた形状を有している。そして、各金属板３００の後端（装着方向の下流側の端部）の上部には、後述するシャフト２３０が係合する位置決め部の一例としての切欠部３１０が形成されている。

切欠部３１０は、図５（ａ）に示すように、金属板３００の後端が前方へ凹むように形成されており、前方に向かうにつれて先細となる形状を有している。具体的に、切欠部３１０は、略前後方向に延びる第１面３１１と、第１面３１１の下方において前方から後方へ向かうにつれて下方へ傾斜する第２面３１２とを有している。切欠部３１０は、ホルダ６０が装置本体１０に安定して支持されるように、装着方向の最下流側に配置されている感光ドラム５１よりも後側に配置されているのが望ましい。

図４に示すように、装置本体１０は、樹脂で形成された一対の第１側壁の一例としての樹脂フレーム１００と、金属で形成された一対の第２側壁の一例としての板金フレーム２００と、連結部材の一例としてのシャフト２３０と、を備えている。なお、図４においては、図を見やすくするために、左側の樹脂フレーム１００を省略している。

板金フレーム２００は、ホルダ６０が装置本体１０内に装着された状態において、ホルダ６０の一対の金属板３００よりも軸線方向の外側に配置されている。板金フレーム２００は、感光ドラム５１よりも上方、より詳細には、軸線方向に見てスキャナユニット４０と重なる位置において（図１参照）略前後方向に延びる本体部２１０と、本体部２１０の後端から感光ドラム５１側（下側）に向けて延びる延出部２２０とを有し、側面視略Ｌ字状に形成されている。この板金フレーム２００は、軸線方向から見たときに、４つの感光ドラム５１と重ならない位置に配置されている。

本体部２１０は、前後方向に並ぶ３つの穴２１１を有している。この穴２１１には、スキャナユニット４０の筐体４１に形成されている複数の突起４２が係合しており、これにより、本体部２１０は、スキャナユニット４０を支持している。延出部２２０は、下部に後述するシャフト２３０が挿通される孔２２１が形成されている。

また、板金フレーム２００は、図６に示すように、位置決め穴２４０と、３つの長穴２５０と、３つの挿通孔２６０（図４参照）とを有している。位置決め穴２４０は、左右に貫通して形成される孔であり、本体部２１０の略中央部に形成されている。３つの長穴２５０は、左右に貫通して形成される孔であり、位置決め穴２４０の前後２箇所と、延出部２２０の孔２２１、つまり、シャフト２３０の近傍に形成されている。この３つの長穴２５０のうち、位置決め穴２４０の前後、つまり、本体部２１０に形成されている長穴２５０は、４つの感光ドラム５１の配列方向と平行な直線Ｌ１上において位置決め穴２４０と並んで配置されている。そして、本体部２１０に形成されている長穴２５０は、直線Ｌ１に沿って長く形成されている。なお、この直線Ｌ１は、後述する位置決め穴２４０に嵌る位置決めボス１４０の中心と、位置決め穴２４０の前後に配置されている長穴２５０に嵌るボス１５０の中心とを結ぶ直線でもある。また、延出部２２０の孔２２１の近傍に形成されている長穴２５０は、当該長穴２５０に嵌るボス１５０の中心と、位置決め穴２４０に嵌る位置決めボス１４０の中心とを結ぶ直線Ｌ２に沿って長く形成されている。挿通孔２６０は、図４に示すように、ネジ２７０が挿通される孔であり、位置決め穴２４０と本体部２１０に形成されている２つの長穴２５０に隣接して形成されている。

シャフト２３０は、左右方向に延びる金属製の軸である。このシャフト２３０は、一対の板金フレーム２００の延出部２２０の孔２２１に挿通されることで、一対の板金フレーム２００を連結している。

樹脂フレーム１００は、一対の金属板３００よりも軸方向の外側、より詳細には、板金フレーム２００よりも軸線方向の外側において、互いに対向するように配置されている。そして、樹脂フレーム１００の内面には、前側の下方に支持部の一例としての金属製のピン１１０が圧入されている。ピン１１０は、ホルダ６０が装置本体１０に装着されている状態において、一対の金属板３００の前部の下端に当接する位置に配置されている。

また、樹脂フレーム１００は、図６に示すように、位置決めボス１４０と、３つのボス１５０と、３つのネジ穴１６０（図４参照）とを有している。位置決めボス１４０は、板金フレーム２００の位置決め穴２４０に対応した位置において、樹脂フレーム１００の内面から突出して形成されている。この位置決めボス１４０は、位置決め穴２４０と略同じ直径を有している。３つのボス１５０は、板金フレーム２００の長穴２５０に対応した位置において、樹脂フレーム１００の内面から突出して形成されている。３つのネジ穴１６０は、図４に示すように、板金フレーム２００の挿通孔２６０に対応した位置に形成されている、ネジ２７０が螺合する穴である。

板金フレーム２００と樹脂フレーム１００は、樹脂フレーム１００の位置決めボス１４０が板金フレーム２００の位置決め穴２４０に嵌り、樹脂フレーム１００のボス１５０が板金フレーム２００の長穴２５０と係合することで、樹脂フレーム１００に対して板金フレーム２００が位置決めされる。

具体的に、位置決めボス１４０が位置決め穴２４０に嵌ることで、板金フレーム２００が樹脂フレーム１００に対して位置決めされる。そして、ボス１５０が長穴２５０と係合することで、位置決めボス１４０を中心に板金フレーム２００が回転するのを防止している。これにより、板金フレーム２００は、本体部２１０に支持されたスキャナユニット４０と、４つの感光ドラム５１とが所定の間隔に配置されるように位置決めされる。なお、長穴２５０は、位置決めボス１４０とボス１５０の中心を結ぶ直線Ｌ１，Ｌ２に沿って長い形状を有しているため、熱膨張などにより樹脂フレーム１００の寸法が変化しても、ボス１５０を長穴２５０に係合させつつ、スキャナユニット４０と感光ドラム５１の距離を略一定にすることができる。そして、ネジ２７０が挿通孔２６０を通ってネジ穴１６０に螺合することで、板金フレーム２００が樹脂フレーム１００に固定されている。

次に、ホルダ６０の位置決め方法について説明する。
図２に示すように、ユーザがフロントカバー１１を開けて、ホルダ６０を搬送ベルト７３に沿って装置本体１０内に挿入していくと、搬送ベルト７３が装着方向の上流側から下流側に向かうにつれて下方へ傾斜しているので、ホルダ６０の自重により後方へ引かれながら装着されていく。

ホルダ６０が装置本体１０に装着されると、装置本体１０内のシャフト２３０が、ホルダ６０の切欠部３１０と係合する。このとき、ホルダ６０の自重により、シャフト２３０と切欠部３１０が密着する。具体的に、図５（ａ）に示すように、切欠部３１０の第１面３１１が、シャフト２３０に対し、上側から当接する。これにより、ホルダ６０の自重によってホルダ６０が下方へ移動するのが規制され、ホルダ６０の上下方向の位置決めがされる。そして、切欠部３１０の第２面３１２が、シャフト２３０に対し装着方向の上流側の斜め下方から当接する。これにより、ホルダ６０が自重により装着方向下流側へ移動するのが規制され、ホルダ６０の前後方向の位置決めがされる。また、切欠部３１０は、シャフト２３０を上下から挟むようにして当接するので、ホルダ６０が上下にがたつくのが防止される。

また、切欠部３１０がシャフト２３０に係合する一方で、ホルダ６０の一対の金属板３００の前部にピン１１０が当接する。具体的に、図５（ｂ）に示すように、ピン１１０は、装着方向の最上流側に配置された感光ドラム５１の回転軸線よりも、装着方向の上流側で金属板３００の下端に下側から当接して、ホルダ６０の前部を支持している（図１も参照）。このようにホルダ６０の前部を支持することで、シャフト２３０を軸にホルダ６０が回転するのを防止することができるので、ホルダ６０が安定して位置決めされた位置で保持される。

以上のようにして、切欠部３１０とシャフト２３０の当接および金属板３００とピン１１０の当接により、装置本体１０に装着されたホルダ６０の位置決めがなされるので、従来のように、ホルダ６０に位置決め軸および装置本体１０に金属製の基準軸を設ける場合に比べて、コストを削減することができる。

そして、ホルダ６０は、傾斜した状態で装着されるため、ホルダ６０の自重によって、切欠部３１０を、シャフト２３０に密着させることができるので、より確実にホルダ６０の位置決めをすることができる。

また、板金フレーム２００は、スキャナユニット４０を支持する本体部２１０と、シャフト２３０が挿通される延出部２２０とから構成される略Ｌ字形状に形成されているので、精度良くホルダ６０を位置決めするために必要な箇所にのみ金属製の板金フレーム２００が配置されるので、コストを低減することができる。

そして、板金フレーム２００は、軸線方向から見たときに、４つの感光ドラム５１と重ならない位置に配置されているので、板金フレーム２００を小型化することができ、よりコストを削減することができる。

また、ピン１１０が、ホルダ６０が装置本体１０内に装着されている状態において、装着方向の最上流側に配置された感光ドラム５１の回転軸線よりも、装着方向の上流側でホルダ６０の金属板３００に当接しているので、ピン１１０が、装着方向の最上流側に配置された感光ドラム５１の回転軸線よりも切欠部３１０側で金属板３００に当接する場合に比べて、ホルダ６０が安定して保持される。これにより、４つの感光ドラム５１とスキャナユニット４０の間隔を一定に保つことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、切欠部３１０の第２面３１２が、前方から後方へ向かうにつれて下方へ傾斜するように形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２面３１２は、ホルダ６０の前後方向の位置決めをすることができる形状であればよい。具体的に、第２面は、シャフト２３０に前方から当接する略上下方向に延びる面であってもよい。

また、前記実施形態では、樹脂フレーム１００の内面に、金属製のピン１１０が圧入されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、樹脂フレーム１００に樹脂フレーム１００の内面から突出する突出部を一体成型し、一対の金属板３００の前部の下端がその突出部と当接するような構成であってもよい。このような構成にすることにより、樹脂フレーム１００と突出部とを一体成型できるので、よりコストを低減することができる。

また、前記実施形態では、ベルトの一例として、用紙Ｐを搬送する搬送ベルト７３を示したが、ベルトは、感光ドラム５１から一時的にトナー像が転写される中間転写ベルトであってもよい。

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。

１ カラープリンタ
１０ 装置本体
４０ スキャナユニット
５０ プロセスカートリッジ
５１ 感光ドラム
６０ ホルダ
７３ 搬送ベルト
１００ 樹脂フレーム
１１０ ピン
２００ 板金フレーム
２１０ 本体部
２２０ 延出部
２３０ シャフト
３００ 金属板
３１０ 切欠部
３１１ 第１面
３１２ 第２面

Claims (5)

1. 装置本体と、
   所定の配列方向に配列された複数の感光ドラムを一体に保持し、前記配列方向に移動させることで、前記装置本体に対して装着されるホルダと、
   前記複数の感光ドラムを露光する露光部材と、を備えた画像形成装置であって、
   前記ホルダは、前記複数の感光ドラムの軸方向両側に配置され、前記ホルダの装着方向下流側の端部に位置決め部を有する一対の金属板を有し、
   前記装置本体は、
   前記ホルダが前記装置本体に装着されている状態で、前記一対の金属板よりも前記感光ドラムの軸方向の外側に配置される、樹脂で形成された一対の第１側壁と、
   前記露光部材を支持する本体部と、前記本体部から前記感光ドラム側に向けて延びる延出部とを有し、前記各第１側壁に固定されるとともに、金属で形成された一対の第２側壁と、
   各前記延出部を連結し、前記位置決め部に対し、下側および前記装着方向の下流側から当接する連結部材と、を有し、
   前記一対の第１側壁は、前記連結部材よりも前記装着方向の上流側において、各前記金属板に下側から当接する支持部を有し、
   前記位置決め部と前記連結部材の当接および前記金属板と前記支持部の当接により、前記装置本体に装着された前記ホルダの位置決めがなされていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記支持部は、前記ホルダが前記装置本体に装着されている状態において、前記装着方向の最上流側に配置された前記感光ドラムの回転軸線よりも、前記装着方向の上流側で前記金属板に当接し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. 前記位置決め部は、
   前記連結部材に対し上側から当接する第１面と、
   前記連結部材に対し前記装着方向上流側の斜め下方から当接する、前記装着方向の上流側から下流側に向かうにつれて下方に傾斜する第２面と、を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２側壁は、各前記感光ドラムの軸線方向から見たときに、前記本体部と前記延出部とにより略Ｌ字形状に形成されるとともに、前記複数の感光ドラムと重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記装着方向の上流側から下流側に向かうにつれて、下方に傾斜するベルトをさらに備え、
   前記ホルダは、前記ベルトに沿って装着されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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