1.プリンタの全体構成
図1に示すように、画像形成装置の一例としてのプリンタ1は、横置きタイプのダイレクトタンデム型カラーレーザプリンタである。プリンタ1は、装置本体の一例としての本体ケーシング2を備えている。
本体ケーシング2は、側面視略矩形状のボックス形状に形成されている。
なお、以下の説明において、プリンタ1に関し、方向について言及する場合には、プリンタ1を水平に載置した状態を基準とする。具体的には、図1における紙面右側が前側であり、図1における紙面左側が後側である。また、プリンタ1を前側から見たときを左右の基準とする。すなわち、図1における紙面手前側が左側であり、図1における紙面奥側が右側である。
本体ケーシング2の前端部には、後述するプロセスユニット16を着脱させるためのフロントカバー5が設けられている。また、本体ケーシング2内には、用紙Pを給紙するための給紙部3と、給紙された用紙Pに画像を形成するための画像形成部4とが設けられている。
(1)給紙部
給紙部3は、用紙Pを収容する給紙トレイ6を備えている。
給紙トレイ6は、本体ケーシング2内の底部に着脱自在に装着されている。
また、給紙部3には、給紙トレイ6の前端部上側に配置されるピックアップローラ7と、ピックアップローラ7の前側に配置される給紙ローラ8と、給紙ローラ8の下側に対向配置される給紙パッド9と、給紙ローラ8に前側から接触されるガイドローラ10とが設けられている。
そして、給紙トレイ6上の用紙Pは、図1中に実線で示すように、ピックアップローラ7の回転により、給紙ローラ8と給紙パッド9との間に送られ、給紙ローラ8の回転により1枚ずつ捌かれる。その後、捌かれた用紙Pは、給紙ローラ8の回転により、給紙ローラ8とガイドローラ10との間を通過して、後述する1対のレジストローラ29間に向けて給紙される。このような、用紙Pを給紙トレイ6から1対のレジストローラ29間へ搬送する経路が第1の用紙搬送経路である。
また、給紙部3には、図1中に細い破線で示すように、フロントカバー5に設けられる手差しトレイ11から1対のレジストローラ29間へ用紙Pを搬送する第2の用紙搬送経路としての手差しパスが形成されている。
手差しトレイ11に載置される用紙Pの先端は、フロントカバー5に形成される手差し開口12を介して、手差し開口12の後側に対向配置される手差しローラ13と、手差しローラ13の下側に対向配置される手差しパッド14との接触部分に対向される。
そして、手差しトレイ11に載置された用紙Pは、手差しローラ13の回転により、1枚ずつ捌かれて後述する1対のレジストローラ29間に向けて給紙される。
(2)画像形成部
画像形成部4は、スキャナユニット15と、プロセスユニット16と、ベルトユニットの一例としての転写ユニット17と、定着ユニット18とを備えている。
(2−1)スキャナユニット
スキャナユニット15は、本体ケーシング2の上端部内に設けられている。スキャナユニット15は、実線で示すように、後述する複数の感光ドラム21のそれぞれに向けて画像データに基づくレーザービームをそれぞれ出射する。これにより、スキャナユニット15は、後述する複数の感光ドラム21を露光する。
(2−2)プロセスユニット
プロセスユニット16は、スキャナユニット15の下側、かつ、転写ユニット17の上側に配置されている。プロセスユニット16は、その前端部がその後端部よりも上側に配置されるように、水平方向に対して傾斜されている。プロセスユニット16は、保持部材の一例としてのプロセスフレーム19と、各色に対応する複数の現像剤収容部材の一例としての現像カートリッジ20とを備えている。
プロセスフレーム19は、本体ケーシング2に対して、本体ケーシング2内に収容される収容位置(図1参照)と、収容位置から本体ケーシング2外に引き出された引出位置(図7参照)とに移動可能であり、引出位置において本体ケーシング2から離脱可能である。
プロセスフレーム19は、複数の像担持体の一例としての感光ドラム21と、複数のスコロトロン型帯電器22と、複数のドラムクリーニングローラ23とを保持している。
複数の感光ドラム21は、互いに前上側と後下側とを結ぶ方向に間隔を隔てて並列配置されている。具体的には、複数の感光ドラム21のそれぞれは、後下側から前上側へ向かう方向において、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの順に各色に対応して、間隔を隔てて並列配置されている。後下側から前上側へ向かう方向は、直交方向の一例である。また、最後方の感光ドラム21が第1像担持体の一例であり、最前方の感光ドラム21が第2像担持体の一例である。感光ドラム21は、長手方向の一例としての左右方向に延びる略円筒形状に形成されている。
複数のスコロトロン型帯電器22のそれぞれは、複数の感光ドラム21のそれぞれに対応して設けられ、対応する感光ドラム21の後側に間隔を隔てて対向配置されている。
複数のドラムクリーニングローラ23のそれぞれは、複数の感光ドラム21のそれぞれに対応して設けられ、対応する感光ドラム21に対して後下側から接触されている。ドラムクリーニングローラ23には、所定のドラムクリーニングバイアスが印加される。ドラムクリーニングローラ23は、後述する画像形成動作において、感光ドラム21から用紙Pへのトナー像の転写後に感光ドラム21の表面上に残留したトナーや紙粉を静電気的に吸着し、一時保持する。
複数の現像カートリッジ20のそれぞれは、複数の感光ドラム21のそれぞれに対応して設けられ、対応する感光ドラム21の前上側において、プロセスフレーム19に着脱自在に保持されている。現像カートリッジ20は、左右方向に長手の略ボックス形状に形成されている。
また、現像カートリッジ20は、現像ローラ24を備えている。
現像ローラ24は、現像カートリッジ20の下端部において、後下側へ向かって露出されるように、回転自在に支持されている。現像ローラ24は、感光ドラム21に対して前上側から接触されている。
なお、現像カートリッジ20は、現像ローラ24に前上側から接触される供給ローラ25と、現像ローラ24に上側から接触される層厚規制ブレード26とを備え、それらの上側の空間において、現像剤の一例としてのトナーを収容している。
(2−3)転写ユニット
転写ユニット17は、本体ケーシング2内において、給紙トレイ6の上側、かつ、プロセスユニット16の下側に配置されている。転写ユニット17は、その前端部がその後端部よりも上側に配置されるように、水平方向に対して傾斜されている。転写ユニット17は、レジスト部27と転写部28とを備えている。
レジスト部27は、転写ユニット17の前端部に配置されている。レジスト部27は、1対のレジストローラ29と、紙粉収容部30とを備えている。
1対のレジストローラ29は、前後方向に互いに対向されている。後側のレジストローラ29には、本体ケーシング2内の図示しない駆動源から駆動力が入力される。また、前側のレジストローラ29は、用紙Pの表面に付着している紙粉を取り除くための紙粉取りローラとして機能し、後側のレジストローラ29の駆動に従動する。
紙粉収容部30は、1対のレジストローラ29の前側に配置されている。紙粉収容部30は、後端部が開放された略ボックス形状に形成されている。紙粉収容部30には、紙粉掻き取り部材35が設けられている。
紙粉掻き取り部材35は、紙粉収容部30の後端部内に設けられ、前側のレジストローラ29に前側から接触されている。紙粉掻き取り部材35は、前側のレジストローラ29に付着した紙粉を掻き取る。紙粉掻き取り部材35によって掻き取られた紙粉は、紙粉収容部30内に収容される。
転写部28は、第1ローラの一例としての駆動ローラ31と、第2ローラの一例としての従動ローラ32と、ベルトの一例としての搬送ベルト33と、複数の転写ローラ34とを備えている。
駆動ローラ31は、転写ユニット17の後端部に配置されている。駆動ローラ31は、左右方向に延びる略円筒形状に形成され、その中心軸線A1を回転中心として、本体ケーシング2内の図示しない駆動源から入力される駆動力により回転される。駆動ローラ31の中心軸線A1は、駆動ローラ31の回転軸線の一例である。
従動ローラ32は、転写ユニット17の前端部において、1対のレジストローラ29の後側に配置されている。従動ローラ32は、駆動ローラ31よりも上側に配置されている。従動ローラ32は、左右方向に延びる略円筒形状に形成され、その中心軸線A2を回転中心として回転可能である。従動ローラ32の中心軸線A2は、従動ローラ32の回転軸線の一例であり、駆動ローラ31の中心軸線A1と平行である。
搬送ベルト33は、その上側部分が複数の感光ドラム21に下側から接触されるように、駆動ローラ31および従動ローラ32の周りに巻回されている。言い換えると、複数の感光ドラム21は、上側から搬送ベルト33に接触されている。
また、搬送ベルト33は、駆動ローラ31の駆動により、その上側部分が前上側から後下側へ向かって移動するように、周回移動される。なお、搬送ベルト33の周回移動に従動して、従動ローラ32が回転される。
複数の転写ローラ34のそれぞれは、複数の感光ドラム21のそれぞれに対応して設けられ、対応する感光ドラム21の下側に、搬送ベルト33の上側部分を挟むように対向配置されている。
(2−4)定着ユニット
定着ユニット18は、転写ユニット17の後側に配置されている。定着ユニット18は、加熱ローラ36と、加熱ローラ36に対して下側から圧接される加圧ローラ37とを備えている。
(3)画像形成動作
現像カートリッジ20内のトナーは、供給ローラ25の回転によって、供給ローラ25と現像ローラ24との間で摩擦帯電されながら現像ローラ24に供給される。
現像ローラ24に供給されたトナーは、現像ローラ24の回転に伴って、層厚規制ブレード26によって厚さが規制され、一定厚さの薄層として現像ローラ24の表面に担持される。
また、感光ドラム21の表面は、スコロトロン型帯電器22により一様に帯電された後、スキャナユニット15によって露光される。これにより、感光ドラム21の表面には、画像データに基づく静電潜像が形成される。
そして、現像ローラ24に担持されるトナーが感光ドラム21表面上の静電潜像に供給されることにより、感光ドラム21の表面にトナー像、すなわち現像剤像が担持される。
一方、給紙トレイ6から1対のレジストローラ29間へ給紙された用紙Pは、前側のレジストローラ29の回転により、所定のタイミングで、最前方の感光ドラム21と搬送ベルト33との間に向けて給紙される。
そして、用紙Pは、搬送ベルト33によって、感光ドラム21と転写ローラ34との間を順次通過するように、前側から後側に向かって搬送される。このとき、感光ドラム21に担持されているトナー像が用紙Pに転写され、用紙P上に画像が形成される。
そして、用紙Pは、加熱ローラ36と加圧ローラ37との間を通過するときに加熱および加圧される。このとき、用紙Pに画像が熱定着される。
その後、用紙Pは、前上側へ向かってUターンするように搬送され、排紙ローラ38によって、本体ケーシング2の上面に形成された排紙トレイ39上に排紙される。
(4)反転パス
このプリンタ1には、図1中に太い破線で示すように、トナー像が定着された用紙Pを、定着ユニット18から1対のレジストローラ29の間へ搬送する第3の用紙搬送経路としての反転パス40が設けられている。
反転パス40は、定着ユニット18の後側を上下方向に延び、その後、給紙トレイ6の上側、かつ、定着ユニット18および転写ユニット17の下側を、前後方向に延びるように設けられている。
トナー像が定着された用紙Pは、排紙トレイ39に排紙される前に、排紙ローラ38の逆回転により反転パス40内に導入される。
その後、用紙Pは、トナー像が定着された面が上側を向くように、反転パス40を後側から前側へ通過して、1対のレジストローラ29により、トナー像が定着された面と反対側の面が上側を向くように、最前方の感光ドラム21と搬送ベルト33との間に供給される。
2.転写ユニットの詳細
転写ユニット17は、図3(a)および図4に示すように、転写フレーム41と、ベルトクリーナ42とを備えている。
(1)転写フレーム
転写フレーム41は、上側が開放された有底枠形状に形成されている。転写フレーム41は、連結部43を備えている。
連結部43は、転写フレーム41の左壁の前端部に設けられている。連結部43は、転写フレーム41の左壁を貫通するように左右方向に延び、左端部が閉鎖された略円筒形状に形成されている。連結部43は、支持部44と、連通口45と、フレーム側シャッタ46とを有している。
支持部44は、連結部43の左壁の下端部から左側へ突出し、連結部43の周縁部に沿って延びる側面視略円弧形状に形成されている。
連通口45は、連結部43の左壁の下端部において、支持部44の上側に配置されている。連通口45は、連結部43の左壁を貫通する側面視略扇形状に形成されている。
フレーム側シャッタ46は、支持部44の上側において、連結部43の左壁の左側に回転可能に支持されている。フレーム側シャッタ46は、左右方向に厚みを有する略円板形状に形成されている。フレーム側シャッタ46は、操作部47と、開口48とを有している。
操作部47は、フレーム側シャッタ46が後述する開位置に配置されている状態において、フレーム側シャッタ46の上端部に配置されている。操作部47は、フレーム側シャッタ46の上端部から左側へ突出し、フレーム側シャッタ46の周縁部に沿って延びる略円弧形状に形成されている。操作部47の後端部には、把持部49が設けられている。
把持部49は、操作部47の後端部からフレーム側シャッタ46の径方向外側へ突出する略平板形状に形成されている。
開口48は、フレーム側シャッタ46が後述する開位置に配置されている状態において、連通口45に重なるようにフレーム側シャッタ46の下端部に配置され、側面視略扇形状に貫通形成されている。
そして、フレーム側シャッタ46は、開口48が連通口45に重ならないように連通口45の上側に配置される閉位置(図4(a)参照)と、開口48と連通口45とが重なる開位置(図4(b)参照)とに、回動される。
(2)ベルトクリーナ
ベルトクリーナ42は、図1および図3(a)に示すように、転写フレーム41の前端部内において、1対のレジストローラ29の後側に収容されている。ベルトクリーナ42は、クリーナフレーム51と、除去部材の一例としてのクリーニングブレード52と、第1搬送部材の一例としての第1スクリュー53とを備えている。
クリーナフレーム51は、後下側端部が開放され、左右両端部が閉鎖された略筒形状に形成されている。詳しくは、クリーナフレーム51は、側壁54と、本体部55と、上壁56とを一体的に備えている。
側壁54は、クリーナフレーム51の右端部に配置され、側面視略矩形の平板形状に形成されている。
本体部55は、側壁54の前端部から左側へ延び、その前端部が湾曲された断面視略D字形の角柱形状に形成されている。本体部55は、回収室57と、嵌合部58とを有している。
回収室57は、本体部55の後端縁から前側へ向かって、後端部が開放される断面視略U字形状に凹み、左右方向に延びる凹溝として形成されている。
嵌合部58は、本体部55の左端部から左側へ延びる略円筒形状に形成されている。嵌合部58の右端部は、回収室57の左端部に連通されている。嵌合部58の外径は、転写フレーム41の連結部43の内径よりも小径である。また、嵌合部58は、シール部材59を備えている。
シール部材59は、スポンジなどの弾性を有する材料から略平板形状に形成され、嵌合部58の外周面を覆うように、嵌合部58に巻回されている。
上壁56は、本体部55の上端部から後側へ向かって延びる略平板形状に形成されている。上壁56の後端縁は、最前方の転写ローラ34よりも前側に配置されている。
クリーニングブレード52は、本体部55の後上側端部に設けられている。クリーニングブレード52は、前後方向に厚みを有し、左右方向に長手の略平板形状に形成されている。クリーニングブレード52は、その上側半分において、回収室57の上側周縁部に固定されている。クリーニングブレード52の下側半分は、回収室57の上側半分に臨んでいる。
第1スクリュー53は、嵌合部58の中心軸線に沿って左右方向に延びる左ねじ状のオーガスクリューである。なお、第1スクリュー53の右端部は、ベルトクリーナ42の側壁54に回転自在に支持されている。また、第1スクリュー53は、第1スクリュー駆動ギア60を備えている。
第1スクリュー駆動ギア60は、側壁54の右側において、第1スクリュー53の右端部に相対回転不能に支持されている。第1スクリュー駆動ギア60には、図示しないギア列を介して、本体ケーシング2から駆動力が入力される。
そして、ベルトクリーナ42は、嵌合部58が転写フレーム41の連結部43内に右側から嵌合されることにより、転写フレーム41に支持されている。この状態で、シール部材59は、嵌合部58と連結部43との間に圧縮状態で挟持されている。
また、クリーニングブレード52の下端部は、従動ローラ32に対して、搬送ベルト33を挟んで前側から対向され、従動ローラ32に巻回されている搬送ベルト33に前側から接触されている。また、クリーニングブレード52は、最前方の感光ドラム21の前下側に近接して配置されている。また、クリーニングブレード52は、搬送ベルト33の上側部分の上面を含む仮想面Iよりも下側に配置されている。
3.プロセスユニットの詳細
(1)プロセスフレーム
プロセスフレーム19は、図2および図3に示すように、平面視略矩形枠形状に形成されている。プロセスフレーム19は、1対の側壁71と、フロントビーム72と、リアビーム73とを備えている。
1対の側壁71は、前後方向に長手の側面視略矩形状に形成され、左右方向に互いに間隔を隔てて対向配置されている。1対の側壁71間には、上記したように、複数の感光ドラム21、複数のスコロトロン型帯電器22、および、複数のドラムクリーニングローラ23が支持されている。また、左側の側壁71は、中継搬送部74を備えている。
中継搬送部74は、左側の側壁71の後端部の上下方向略中央に配置されている。中継搬送部74は、左側の側壁71を貫通するように左右方向に延び、右端部が閉鎖された略円筒形状に形成されている。中継搬送部74は、供給口75と中継スクリュー76とを有している。
供給口75は、中継搬送部74の右端部の下端部に貫通形成されている。
中継スクリュー76は、中継搬送部74の中心軸線に沿って左右方向に延びる左ねじ状のオーガスクリューである。なお、中継スクリュー76の回転軸の右端部は、中継搬送部74の右壁に回転自在に支持されている。また、中継スクリュー76は、係合突起77を備えている。
係合突起77は、中継スクリュー76の右端部から右側へ向かって突出し、中継スクリュー76の径方向に延びる突条である。
フロントビーム72は、1対の側壁71の前端部間に架設されている。フロントビーム72は、前後方向に厚みを有し、左右方向に延びる略平板形状に形成されている。
リアビーム73は、1対の側壁71の後端部間に架設されている。リアビーム73は、前後方向に厚みを有し、左右方向に延びる略平板形状に形成されている。
(2)搬送管
プロセスユニット16は、さらに、搬送管81を備えている。
搬送管81は、プロセスフレーム19の左側の側壁71の左側に支持されている。搬送管81は、前後方向に延び、その前端部と後端部とが閉鎖された略円筒形状に形成されている。また、搬送管81は、収容部側嵌合部83と、クリーナ側嵌合部82と、第2搬送部材の一例としての第2スクリュー84とを有している。
収容部側嵌合部83は、搬送管81の後端部に設けられている。収容部側嵌合部83は、左右方向に延び、その左端部が閉鎖された略円筒形状に形成されている。収容部側嵌合部83は、中継搬送部74の左端部に相対回転可能に外嵌されている。
クリーナ側嵌合部82は、搬送管81の前端部に設けられている。クリーナ側嵌合部82は、左右方向に延び、その左右方向両端部が閉鎖された略円筒形状に形成されている。クリーナ側嵌合部82は、転写フレーム41の支持部44に上側から嵌合されている。クリーナ側嵌合部82は、受入口85と、搬送管側シャッタ86とを有している。
受入口85は、クリーナ側嵌合部82の右壁の下側において、転写フレーム41の連通口45と同じ形状に貫通形成されている。
搬送管側シャッタ86は、クリーナ側嵌合部82の右壁の右側に回転可能に支持されている。搬送管側シャッタ86は、左右方向に厚みを有する略円板形状に形成されている。搬送管側シャッタ86は、クリーナ側嵌合部82が転写フレーム41の支持部44に嵌合されている状態において、フレーム側シャッタ46に対して相対回転不能に係合されている。また、搬送管側シャッタ86には、開口87が形成されている。
開口87は、搬送管側シャッタ86がフレーム側シャッタ46に対して相対回転不能に係合された状態でフレーム側シャッタ46の開口48と重なるように、フレーム側シャッタ46の開口48と同じ形状に貫通形成されている。
そして、搬送管側シャッタ86は、開口87が受入口85に重ならないように受入口85の上側に配置される図示しない閉位置と、開口87と受入口85とが重なる開位置(図3(a)参照)とに、フレーム側シャッタ46とともに回動される。
また、搬送管81は、図6に示すように、フレーム側シャッタ46および搬送管側シャッタ86が閉位置に配置されている状態において、クリーナ側嵌合部82が連結部43から上側へ離脱されるように、収容部側嵌合部83を支点として揺動可能である。
第2スクリュー84は、搬送管81内において、前後方向に延びる右ねじ状のオーガスクリューである。なお、第2スクリュー84の前端部は、クリーナ側嵌合部82内に配置されている。また、第2スクリュー84の後端部は、収容部側嵌合部83の後側の周壁に回転自在に支持されている。第2スクリュー84は、第1スクリュー53とともに搬送部材を構成する。また、第2スクリュー84は、第2スクリュー駆動ギア88を備えている。
第2スクリュー駆動ギア88は、収容部側嵌合部83の後側において、第2スクリュー84の後端部に相対回転不能に支持されている。第2スクリュー駆動ギア88には、図示しないギア列を介して、本体ケーシング2から駆動力が入力される。
(3)現像カートリッジ
現像カートリッジ20は、図3(b)および図7に示すように、現像フレーム91を備えている。
現像フレーム91は、左右方向に延びる略ボックス形状に形成されている。現像フレーム91には、上記したように、その下側部分において、現像ローラ24、供給ローラ25および層厚規制ブレード26が支持され、その上側部分において、トナーが収容されている。
最後方の現像カートリッジ20は、さらに、収容部材の一例としての収容部92を備えている。すなわち、収容部92は、最後方の感光ドラム21に近接して配置されている。
収容部92は、現像フレーム91の後側に一体的に設けられ、左右方向に延びる略ボックス形状に形成されている。収容部92は、図1に示すように、仮想面Iよりも上側に配置されている。
また、収容部92は、図3(b)および図7に示すように、受入凹部93と、収容部スクリュー94とを備えている。
受入凹部93は、収容部92の左壁から右側へ凹むように右側へ延び、右端部が閉鎖された略円筒形状に形成されている。受入凹部93には、回収口95が形成されている。
回収口95は、収容部92の内外を連通させるように、受入凹部93の右端部の下端部に貫通形成されている。
収容部スクリュー94は、収容部92内に設けられ、左右方向に延びる左ねじ状のオーガスクリューである。収容部スクリュー94の右端部は、収容部92の右壁に回転自在に支持され、収容部92の右壁よりも右側へ突出されている。収容部スクリュー94の左端部は、受入凹部93の右壁に回転自在に支持され、受入凹部93内に突出されている。収容部スクリュー94は、収容部スクリュー駆動ギア96と、係合凹部97とを有している。
収容部スクリュー駆動ギア96は、収容部92の右側において、収容部スクリュー94の右端部に相対回転不能に支持されている。収容部スクリュー駆動ギア96には、図示しないギア列を介して、本体ケーシング2から駆動力が入力される。
係合凹部97は、収容部スクリュー94の左端部から右側へ凹む凹溝である。
そして、現像カートリッジ20がプロセスフレーム19に支持されている状態において、収容部92の受入凹部93内には、中継搬送部74が嵌合されている。
この状態で、収容部スクリュー94の係合凹部97には、中継スクリュー76の係合突起77が係合されている。これにより、中継スクリュー76は、収容部スクリュー94に対して相対回転不能に連結されている。また、受入凹部93の回収口95は、中継搬送部74の供給口75に対向されている。
4.付着物の回収
次いで、図1、図2および図3を参照して、上記した画像形成動作における、搬送ベルト33のクリーニング動作、および、感光ドラム21のクリーニング動作を説明する。
このプリンタ1では、上記した画像形成動作が実施されると、感光ドラム21の表面に付着した転写残トナーや紙粉などの付着物は、ドラムクリーニングローラ23と対向したときに、ドラムクリーニングローラ23に印加されるクリーニングバイアスによって、ドラムクリーニングローラ23の周面に一時保持される。
また、搬送ベルト33の表面に付着した付着物は、搬送ベルト33の周回に伴って、クリーニングブレード52と搬送ベルト33との接触箇所を通過するときに、クリーニングブレード52によって掻き取られ、クリーナフレーム51の回収室57内に貯留される。
次いで、クリーナフレーム51の回収室57内に貯留された付着物は、第1スクリュー53の回転によって、クリーナフレーム51の左端部へ向かって左側へ搬送され、転写フレーム41の連通口45、フレーム側シャッタ46の開口48、搬送管側シャッタ86の開口87、および、搬送管81の受入口85を順次介して、搬送管81のクリーナ側嵌合部82に搬送される。
搬送管81のクリーナ側嵌合部82へ搬送された付着物は、第2スクリュー84の回転によって搬送管81内を前側から後側へ向かって搬送され、中継搬送部74の左端部に流入される。
中継搬送部74の左端部に流入された付着物は、中継スクリュー76の回転によって、中継搬送部74内を右側へ搬送され、供給口75および回収口95を順次介して収容部92内に回収される。
収容部92内に回収された付着物は、収容部スクリュー94の回転により、収容部92内を右側へ搬送される。これにより、収容部92内に回収された付着物は、左右方向において均一化される。
そして、上記した画像形成動作が終了すると、ドラムクリーニングバイアスが制御されることにより、ドラムクリーニングローラ23に一時保持されている付着物が、ドラムクリーニングローラ23から感光ドラム21へ放出される。
感光ドラム21に放出された付着物は、感光ドラム21の回転により、感光ドラム21と搬送ベルト33とが対向されたときに、搬送ベルト33に放出される。
そして、搬送ベルト33に放出された付着物は、搬送ベルト33の周回移動により、上記したようにベルトクリーナ42によって回収され、搬送管81によって収容部92へ搬送される。
5.現像カートリッジのメンテナンス
現像カートリッジ20をメンテナンスするには、まず、プロセスユニット16を引出位置へ引き出す。
プロセスユニット16を引出位置へ引き出すには、まず、本体ケーシング2のフロントカバー5を開放する。
そして、フレーム側シャッタ46の把持部49を把持して、フレーム側シャッタ46を、開位置から閉位置に向かって左側面視時計回りに回動させる。これにより、フレーム側シャッタ46および搬送管側シャッタ86を閉位置に配置させて、転写フレーム41の連通口45と、搬送管81の受入口85とを閉鎖する。
次いで、図6に示すように、搬送管81を収容部側嵌合部83の中心軸線を回転中心として左側面視反時計回りに回動させて、クリーナ側嵌合部82を連結部43から上側へ離脱させる。
その後、プロセスユニット16を前側へ引き出す。
次いで、図7に示すように、現像カートリッジ20をメンテナンスするには、プロセスユニット16から現像カートリッジ20を取り外す。
プロセスユニット16から現像カートリッジ20を取り外すには、プロセスユニット16から、現像カートリッジ20を上側へ引き上げる。
ここで、最後方の現像カートリッジ20を取り外すときには、転写フレーム41の中継搬送部74と、収容部92の受入凹部93とが分離されるように、現像カートリッジ20を、右端部から引き上げる。
これにより、現像カートリッジ20がプロセスユニット16から離脱される。このとき、収容部92は、最後方の現像カートリッジ20とともにプロセスユニット16から離脱される。
その後、現像カートリッジ20をメンテナンスする。
また、上記した離脱動作と逆に操作することによって、本体ケーシング2に現像カートリッジ20を装着する。
本体ケーシング2に現像カートリッジ20を装着するには、現像カートリッジ20を上側から、プロセスユニット16内に挿入し、プロセスユニット16に現像カートリッジ20を装着する。
ここで、最後方の現像カートリッジ20を本体ケーシング2に装着するときには、収容部92の受入凹部93が転写フレーム41の中継搬送部74に嵌合されるように、現像カートリッジ20を、左端部からプロセスユニット16内に挿入する。
これにより、現像カートリッジ20がプロセスユニット16に装着される。
次いで、本体ケーシング2に現像カートリッジ20を装着するには、図6に示すように、プロセスユニット16を、後側へ押し込んで本体ケーシング2内に収容する。
次いで、図5に示すように、搬送管81を収容部側嵌合部83の中心軸線を回転中心として左側面視時計回りに回動させて、クリーナ側嵌合部82を連結部43に嵌合させる。
次いで、フレーム側シャッタ46の把持部49を把持して、フレーム側シャッタ46を、閉位置から開位置に向かって左側面視反時計回りに回動させる。これにより、フレーム側シャッタ46および搬送管側シャッタ86を開位置に配置させて、転写フレーム41の連通口45と、搬送管81の受入口85とを開放する。
その後、本体ケーシング2のフロントカバー5を閉鎖する。
6.転写ユニットのメンテナンス
転写ユニット17をメンテナンスするには、上記したようにプロセスユニット16を引出位置へ引き出した後、プロセスユニット16を本体ケーシング2から離脱させる。
その後、図8に示すように、転写ユニット17を、本体ケーシング2から離脱させて、メンテナンスする。
7.作用効果
(1)このプリンタ1によれば、図1および図2に示すように、駆動ローラ31よりも上側に配置される従動ローラ32に最も近い最前方の感光ドラム21に近接配置されるベルトクリーナ42から、駆動ローラ31に最も近い最後方の感光ドラム21に近接配置される収容部92へ、付着物を搬送することができる。
これにより、駆動ローラ31と従動ローラ32との上下方向距離の分、ベルトクリーナ42と収容部92との上下方向距離を短くすることができる。
その結果、搬送管81の水平面に対する傾きをトナーの安息角より小さくすることができ、ベルトクリーナ42によって除去された付着物を、収容部92へ容易に搬送することができる。言い換えると、より流動性に優れ、高画質を実現できるトナーを使用できる。
(2)また、このプリンタ1によれば、図2および図3に示すように、ベルトクリーナ42によって除去された付着物を、第1スクリュー53によって、左側へ集めて、第2スクリュー84によって、収容部92へ効率よく搬送することができる。
(3)また、このプリンタ1によれば、図7に示すように、複数の現像カートリッジ20を、プロセスフレーム19によって一体的に本体ケーシング2から引き出すことができ、複数の現像カートリッジ20および収容部92をより容易にメンテナンスすることができる。
(4)また、このプリンタ1によれば、図1に示すように、駆動ローラ31は、プロセスユニット16の引き出し方向における上流側、すなわち、後側に配置されている。
そのため、プロセスユニット16の後端部を、その前端部よりも下側に配置することができる。
その結果、プロセスユニット16を、その自重を利用して、本体ケーシング2内に容易に収容することができる。
また、このプリンタ1によれば、図5および図6に示すように、転写ユニット17と搬送管81との連結または連結解除を、プロセスユニット16の前端部に設けられる連結部43で実施するように構成されている。
そのため、転写ユニット17と搬送管81とを連結または連結解除するときに、フレーム側シャッタ46の把持部49をプリンタ1の前側から容易に操作することができる。
また、このプリンタ1によれば、図3に示すように、ベルトクリーナ42を従動ローラ32の側方、具体的には、左側に配置することで、ベルトクリーナ42を従動ローラ32の下側に配置する場合と比べて、ベルトクリーナ42と収容部92との上下方向距離を短くすることができる。
8.第2実施形態
図9〜図15を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。なお、第2実施形態において、上記した第1実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
(1)第2実施形態の概要
上記した第1実施形態では、本体ケーシング2内において、プロセスユニット16を、その前端部がその後端部よりも上側に配置されるように傾斜させ、転写ユニット17の前端部に設けられるベルトクリーナ42から、最後方の現像カートリッジ20に設けられる収容部92へ付着物を搬送している。
対して、第2実施形態では、本体ケーシング2内において、プロセスユニット103を、その後端部がその前端部よりも上側に配置されるように傾斜させ、転写ユニット104の後端部に設けられるベルトクリーニングローラ108から、最前方の現像カートリッジ122に設けられる収容部132へ付着物を搬送する。第2実施形態では、最前方の感光ドラム21が第1像担持体の一例であり、最後方の感光ドラム21が第2像担持体の一例である。
(2)転写ユニットの詳細
第2実施形態では、ベルトユニットの一例としての転写ユニット104は、図9に示すように、第2ローラの一例としての駆動ローラ31が、第1ローラの一例としての従動ローラ32よりも上側に配置されている。
また、転写ユニット104は、図10および図11に示すように、転写フレーム105を備えている。
転写フレーム105は、上側が開放された有底枠形状に形成されている。転写フレーム105は、除去部材の一例としてのベルトクリーニングローラ108と、中継ローラ109と、搬送部材の一例としての搬送管110と、複数の用紙搬送ローラ107とを備えている。
ベルトクリーニングローラ108は、駆動ローラ31の前下側に配置され、搬送ベルト33の下側部分に下側から接触されている。すなわち、ベルトクリーニングローラ108は、最後方の感光ドラム21の後下側に近接して配置されている。また、ベルトクリーニングローラ108は、搬送ベルト33の上側部分の上面を含む仮想面Iよりも下側に配置されている。
中継ローラ109は、ベルトクリーニングローラ108の後側に配置され、ベルトクリーニングローラ108に後側から接触されている。
搬送管110は、第1搬送部111と、第2搬送部112とを備えている。
第1搬送部111は、中継ローラ109の後側に配置され、左右方向に延びる略円筒形状に形成されている。なお、第1搬送部111の左端部は、転写フレーム105の左壁よりも左側へ突出されている。第1搬送部111は、回収口113と、掻き取りブレード114と、第1搬送部材の一例としての第1スクリュー115とを有している。
回収口113は、第1搬送部111の前側周壁において、左右方向に延びる略直線形状に貫通形成されている。
掻き取りブレード114は、第1搬送部111の前上側端部に設けられている。掻き取りブレード114は、前後方向に厚みを有し、左右方向に長手の略平板形状に形成されている。掻き取りブレード114は、その上側半分において、回収口113の上側周縁部に固定されている。掻き取りブレード114の下側半分は、回収口113の上側半分に臨んでいる。
第1スクリュー115は、第1搬送部111内に設けられ、左右方向に延びる左ねじ状のオーガスクリューである。第1スクリュー115の右端部は、第1搬送部111の右壁に回転自在に支持されている。第1スクリュー115は、第1スクリュー駆動ギア106を有している。
第1スクリュー駆動ギア106は、第1搬送部111の右側において、第1スクリュー115の右端部に相対回転不能に支持されている。第1スクリュー駆動ギア106には、図示しないギア列を介して、本体ケーシング2から駆動力が入力される。
第2搬送部112は、第1搬送部111の左端部から連続して前側へ延びる略円筒形状に形成されている。第2搬送部112は、第2搬送部材の一例としての第2スクリュー116と、供給口117と、搬送管側シャッタ118とを有する。
第2スクリュー116は、第2搬送部112内に設けられ、前後方向に延びる略螺旋形状のスクリューである。第2スクリュー116の後端部は、第1スクリュー115の左端部に連続されている。第2スクリュー116の前端部は、第2搬送部112の前端部に回転可能に支持されている。
供給口117は、第2搬送部112の前端部の右下側周壁において、側面視略円形状に貫通形成されている。
搬送管側シャッタ118は、略円筒形状に形成され、第2搬送部112の前端部に相対回転可能に外嵌されている。なお、搬送管側シャッタ118は、後述する中継搬送管128が連結位置に配置されている状態において、中継側シャッタ131に係合され、中継側シャッタ131とともに回動される。搬送管側シャッタ118には、開口119が形成されている。
開口119は、搬送管側シャッタ118が後述する開位置に配置されている状態において、供給口117に対向するように搬送管側シャッタ118の右下側端部に配置され、側面視略円形状に貫通形成されている。
そして、搬送管側シャッタ118は、開口119と供給口117とが対向する開位置(図11参照)と、開口119が供給口117に対向しないように供給口117の左下側に配置される閉位置(図12参照)とに、回動される。
複数の用紙搬送ローラ107は、転写フレーム105の下端部に回転可能に支持されている。複数の用紙搬送ローラ107のそれぞれは、反転パス40の下壁に設けられる複数の本体側用紙搬送ローラ141のそれぞれに上側から対向されている。
(3)プロセスユニットの詳細
プロセスユニット103は、保持部材の一例としてのプロセスフレーム121と、現像剤収容部材の一例としての現像カートリッジ122とを備えている。
プロセスフレーム121は、本体ケーシング2に対して、本体ケーシング2内に収容される収容位置(図9参照)と、収容位置から本体ケーシング2外に引き出された引出位置(図14参照)とに移動可能であり、引出位置において本体ケーシング2から離脱可能である。プロセスフレーム121は、レジストローラ123と、中継搬送管128とを備えている。
レジストローラ123は、プロセスフレーム121の前下側端部に回転可能に支持されている。
中継搬送管128は、プロセスフレーム121の左壁の前端部に設けられている。中継搬送管128は、後述する連結位置に配置されている状態で、左右方向に延び、左右両端部が閉鎖された略円筒形状に形成されている。中継搬送管128の左壁は、搬送管110の第2搬送部112の周面に沿うように湾曲形成されている。中継搬送管128は、受入口129と、排出口130と、中継側シャッタ131とを有している。
受入口129は、中継搬送管128の左壁に貫通形成されている。受入口129は、搬送管側シャッタ118の開口119に対向されている。
排出口130は、中継搬送管128の右壁に貫通形成されている。排出口130は、後述する収容部132の収容口134に対向されている。
中継側シャッタ131は、中継搬送管128の左壁の左側に配置されている。中継側シャッタ131は、中継搬送管128の左壁の湾曲に沿うように湾曲された略平板形状に形成されている。中継側シャッタ131は、受入口129の上側に配置される開位置(図11参照)と、受入口129の左側に対向配置される閉位置(図12参照)とに、上下方向にスライド可能である。
そして、中継搬送管128は、左右方向に延びる連結位置(図11参照)と、上下方向に延びる連結解除位置(図12参照)とに、その中央を回動支点として回動可能である。中継搬送管128が連結解除位置に配置されている状態において、受入口129は、搬送管側シャッタ118の開口119から下側へ離間され、排出口130は、後述する収容部132の収容口134から上側へ離間される。
現像カートリッジ122は、上記し、図10および図13に示すように、現像ローラ24、供給ローラ25および層厚規制ブレード26を備えている。なお、現像ローラ24は、現像カートリッジ122の下端部において、後側へ向かって露出されるように、回転自在に支持されている。現像ローラ24は、感光ドラム21に対して前上側から接触されている。供給ローラ25は、現像ローラ24の前下側に配置され、現像ローラ24に前下側から接触されている。
また、現像カートリッジ122は、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容室124を有している。
トナー収容室124は、供給ローラ25の前上側に配置されている。トナー収容室124は、左右方向に延び、その前端部が下側へ突出された略ボックス形状に形成されている。トナー収容室124は、仕切壁125と、トナー供給スクリュー126と、トナー回収スクリュー127とを備えている。
仕切壁125は、トナー収容室124の前端部の下端部内に配置されている。仕切壁125は、前後方向に延びる略平板形状に形成されている。仕切壁125は、トナー収容室124の前端部の下端部を上下に分割している。仕切壁125には、トナー供給口135とトナー戻し口136とが形成されている。
トナー供給口135は、仕切壁125の左端部に貫通形成されている。
トナー戻し口136は、仕切壁125の右端部に貫通形成されている。
トナー供給スクリュー126は、仕切壁125の上側において、トナー収容室124内に配置されている。トナー供給スクリュー126は、左右方向に延びる左ねじ状のオーガスクリューである。トナー供給スクリュー126の左右両端部のそれぞれは、トナー収容室124の左右両側壁のそれぞれに回転自在に支持されている。トナー供給スクリュー126は、駆動ギア137を有している。
駆動ギア137は、トナー収容室124の右側において、トナー供給スクリュー126の右端部に相対回転不能に支持されている。駆動ギア137には、図示しないギア列を介して、本体ケーシング2から駆動力が入力される。
トナー回収スクリュー127は、仕切壁125の下側において、トナー収容室124内に配置されている。トナー回収スクリュー127は、左右方向に延びる左ねじ状のオーガスクリューである。トナー回収スクリュー127の左右両端部のそれぞれは、トナー収容室124の左右両側壁のそれぞれに回転自在に支持されている。トナー回収スクリュー127は、駆動ギア138を有している。
駆動ギア138は、トナー収容室124の右側において、トナー回収スクリュー127の右端部に相対回転不能に支持されている。駆動ギア138は、トナー供給スクリュー126の駆動ギア137に下側から噛合されている。
トナー収容室124内のトナーは、トナー供給スクリュー126によって右側から左側へ搬送され、トナー供給口135を介してトナー回収スクリュー127の左端部に供給される。トナー回収スクリュー127の左端部に供給されたトナーは、トナー回収スクリュー127によって左側から右側へ搬送され、供給ローラ25に供給される。その後、供給ローラ25の表面に担持されなかった余剰のトナーは、トナー回収スクリュー127によってさらに左側から右側へ搬送され、トナー戻し口136を介してトナー供給スクリュー126の右端部に供給される。
また、最前方の現像カートリッジ122は、図10および図11に示すように、収容部材の一例としての収容部132と、対向ローラ133とを備えている。
収容部132は、最前方の現像カートリッジ122のトナー収容室124の前側に一体的に設けられている。すなわち、収容部132は、最前方の感光ドラム21の前上側に近接して配置されている。また、収容部132は、搬送ベルト33の上側部分の上面を含む仮想面Iよりも上側に配置されている。収容部132は、断面視略L字形のボックス形状に形成されている。収容部132には、収容口134が形成されている。
収容口134は、収容部132の左壁において、側面視略円形状に貫通形成されている。
対向ローラ133は、トナー収容室124の下側に回転可能に支持されている。対向ローラ133は、プロセスフレーム121のレジストローラ123に上側から接触されている。
(4)付着物の回収
次いで、図10および図11を参照して、上記した画像形成動作における、搬送ベルト33のクリーニング動作、および、感光ドラム21のクリーニング動作を説明する。
第2実施形態のプリンタ101では、上記した画像形成動作が実施されると、感光ドラム21の表面に付着した転写残トナーや紙粉などの付着物は、ドラムクリーニングローラ23と対向したときに、ドラムクリーニングローラ23に印加されるクリーニングバイアスによって、ドラムクリーニングローラ23の周面に一時保持される。
また、搬送ベルト33の表面に付着した付着物は、搬送ベルト33の周回に伴って、ベルトクリーニングローラ108と搬送ベルト33との接触箇所を通過するときに、ベルトクリーニングローラ108に静電気的に保持され、中継ローラ109を介して掻き取りブレード114によって掻き取られ、回収口113を介して第1搬送部111内に貯留される。
次いで、第1搬送部111内に貯留された付着物は、第1スクリュー115の回転によって、第1搬送部111の左端部へ向かって左側へ搬送され、その後、第2スクリュー116の回転によって第2搬送部112内を後側から前側へ向かって搬送されて、第2搬送部112の供給口117、搬送管側シャッタ118の開口119、および、中継搬送管128の受入口129を順次介して、中継搬送管128の左端部に流入される。
中継搬送管128の左端部に流入された付着物は、中継搬送管128内を通って、中継搬送管128の排出口130、および、収容部132の収容口134を順次介して収容部132内に回収される。
これにより、搬送ベルト33の表面に付着した付着物が収容部132に回収され、搬送ベルト33のクリーニング動作が完了する。
そして、上記した画像形成動作が終了すると、ドラムクリーニングバイアスが制御されることにより、ドラムクリーニングローラ23に一時保持されている付着物が、ドラムクリーニングローラ23から感光ドラム21へ放出される。
感光ドラム21に放出された付着物は、感光ドラム21の回転により、感光ドラム21と搬送ベルト33とが対向されたときに、搬送ベルト33に放出される。
そして、搬送ベルト33に放出された付着物は、搬送ベルト33の周回移動により、上記したようにベルトクリーニングローラ108によって回収され、搬送管110によって収容部132へ搬送される。
これにより、感光ドラム21の表面に付着した付着物が収容部132に回収され、感光ドラム21のクリーニング動作が完了する。
(5)現像カートリッジのメンテナンス
現像カートリッジ122をメンテナンスするには、まず、プロセスユニット103を引出位置へ引き出す。
プロセスユニット103を引出位置へ引き出すには、まず、図14に示すように、本体ケーシング2のフロントカバー102を開放する。
そして、図11および図12に示すように、中継側シャッタ131を、開位置から閉位置に向かって正面視時計回りにスライドさせる。これにより、中継側シャッタ131および搬送管側シャッタ118を閉位置に配置させて、中継搬送管128の受入口129と、第2搬送部112の供給口117とを閉鎖する。
次いで、中継搬送管128を、正面視反時計回りに回動させて、連結解除位置に配置させる。このとき、中継側シャッタ131と搬送管側シャッタ118との係合は解除される。
その後、図14に示すように、プロセスユニット103を前側へ引き出す。
次いで、現像カートリッジ122をメンテナンスするには、現像カートリッジ122を上側へ引き上げて、プロセスユニット103から現像カートリッジ122を離脱させる。このとき、収容部132は、最前方の現像カートリッジ122とともにプロセスユニット103から離脱される。
これにより、本体ケーシング2からの現像カートリッジ20の離脱が完了する。
その後、現像カートリッジ122をメンテナンスする。
また、上記した離脱動作と逆に操作することによって、本体ケーシング2に現像カートリッジ122を装着する。
本体ケーシング2に現像カートリッジ122を装着するには、まず、現像カートリッジ122を上側から、プロセスユニット103内に挿入し、プロセスユニット103に現像カートリッジ122を装着する。
次いで、プロセスユニット103を、後側へ押し込んで本体ケーシング2内に収容する。
次いで、図11および図12に示すように、中継搬送管128を、正面視時計回りに回動させて、連結位置に配置させる。このとき、中継側シャッタ131と搬送管側シャッタ118とが係合される。
次いで、中継側シャッタ131を、閉位置から開位置に向かって正面視反時計回りにスライドさせる。これにより、中継側シャッタ131および搬送管側シャッタ118を開位置に配置させて、中継搬送管128の受入口129と、第2搬送部112の供給口117とを開放する。
その後、本体ケーシング2のフロントカバー102を閉鎖する。これにより、本体ケーシング2に対する現像カートリッジ122の装着が完了する。
6.転写ユニットのメンテナンス
転写ユニット104をメンテナンスするには、上記したようにプロセスユニット103を引出位置へ引き出した後、プロセスユニット103を本体ケーシング2から離脱させる。
その後、図15に示すように、転写ユニット104を、本体ケーシング2から離脱させて、メンテナンスする。なお、このとき、搬送管110は、転写ユニット104と一体的に離脱される。
(6)第2実施形態の作用効果
(6−1)第2実施形態のプリンタ101によれば、図10に示すように、従動ローラ32よりも上側に配置される駆動ローラ31に最も近い、最後方の感光ドラム21に近接配置されるベルトクリーニングローラ108から、従動ローラ32に最も近い最前方の感光ドラム21に近接配置される収容部132へ、付着物を搬送することができる。
これにより、駆動ローラ31と従動ローラ32との上下方向距離の分、ベルトクリーニングローラ108と収容部132との上下方向距離を短くすることができる。
その結果、第2搬送部112の水平面に対する傾きをトナーの安息角より小さくすることができ、ベルトクリーニングローラ108によって除去された付着物を、収容部132へ容易に搬送することができる。言い換えると、より流動性に優れ、高画質を実現できるトナーを使用できる。
(6−2)また、第2実施形態のプリンタ101によれば、図12および図15に示すように、搬送管110、すなわち、第1搬送部111および第2搬送部112は、転写ユニット104と一体的に着脱可能である。
そのため、転写ユニット104をメンテナンスするときに、搬送管110も効率よくメンテナンスすることができる。
(6−3)また、第2実施形態のプリンタ101によれば、図1に示すように、従動ローラ32は、プロセスユニット103の引き出し方向における下流側、すなわち、前側に配置されている。
そのため、プロセスユニット103の前端部を、その後端部よりも下側に配置することができる。
その結果、プロセスユニット103を、その自重を利用して、本体ケーシング2から容易に引き出すことができる。
また、第2実施形態のプリンタ101によれば、図11および図12に示すように、収容部132と搬送管110との連結または連結解除を、プロセスユニット103の前端部に設けられる中継搬送管128で実施するように構成されている。
そのため、収容部132と搬送管110とを連結または連結解除するときに、中継側シャッタ131をプリンタ1の前側から容易に操作することができる。
(6−4)また、第2実施形態のプリンタ101においても、上記した第1実施形態のプリンタ1と同様の作用効果を得ることができる。
(7)第2実施形態の変形例
上記した第2実施形態では、現像カートリッジ122のトナー供給スクリュー126およびトナー回収スクリュー127を、左ねじ状のオーガスクリューとして構成し、仕切壁125の左端部にトナー供給口135を形成するとともに、仕切壁125の右端部にトナー戻し口136を形成している。
対して、この変形例では、図16に示すように、トナー供給スクリュー126およびトナー回収スクリュー127を、その右側半分が左ねじ状で、その左側半分が右ねじ状のオーガスクリューとして構成し、仕切壁125の左右方向中央にトナー供給口135を形成するとともに、仕切壁125の左右両端部にトナー戻し口136を形成する。
この変形例においても、上記した第2実施形態と同様の作用効果を得ることができる。