JP6369413B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体と、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写部材とを備えた、複写機、プリンター、ファクシミリのような画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、表面が均一に帯電された感光体ドラムのような像担持体上に静電潜像を形成し、現像ユニットを用いて像担持体上の静電潜像に応じたトナー像を形成する。そして、像担持体との間に転写ニップ部を形成する転写ローラーのような転写部材を用いて、像担持体上に形成されたトナー像を搬送されてくる用紙に転写した後、定着ユニットを通過させることで用紙上にトナー像を定着させる方法が一般的である。

特許文献１、２には、画像形成装置本体に対して現像ユニットを着脱可能とした構成が開示されている。画像形成装置内部でジャムが発生した場合、現像ユニットを取り外してジャムした用紙を取り除くことができる。

一方、特許文献３には、感光体ドラムと転写ローラーとのニップを解除する転写ローラー離間レバーを備えた画像形成装置が開示されている。ジャム処理時に転写ローラー離間レバーを操作して感光体ドラムと転写ローラーとのニップを解除することにより、ニップに挟まれた用紙を簡単に除去することができる。

特開２００１−１５４４８３号公報 特開２００８−１９７５８８号公報 特開２０１１−１５８６２４号公報

特許文献３のように転写ローラー離間レバーを設ける構成では、感光体ドラムと転写ローラーとのニップ近傍の狭いスペースにレバーを配置する必要がある。そのため、レバーの強度確保や、感光体ドラムと転写ローラーとを離間させるだけの十分な付勢力を有するバネの設計が困難であった。

本発明は、上記問題点に鑑み、現像ユニットの取り出し時に像担持体と転写部材とを簡単な構成で離間させ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。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体ユニットと、現像ユニットと、転写部材と、を備えた画像形成装置である。像担持体ユニットは、静電潜像が形成される像担持体を有する。現像ユニットは、画像形成装置本体に対して挿入および引き出し可能であり、像担持体上の静電潜像をトナー像に現像する。転写部材は、像担持体に接触して像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する。像担持体ユニットは、像担持体と転写部材とが接触する第１の位置と、像担持体と転写部材とが離間した第２の位置とに移動可能に配置される。像担持体ユニットまたは画像形成装置本体には、像担持体ユニットを第２の位置方向に付勢する付勢部材が設けられている。現像ユニットを画像形成装置本体に装着した状態では、像担持体ユニットは付勢部材の付勢力に抗して第１の位置に配置されており、現像ユニットを画像形成装置本体から引き出す動作に連動して像担持体ユニットが付勢部材の付勢力により第２の位置に配置される。

本発明の第１の構成によれば、画像形成装置本体から現像ユニットを取り外すだけで像担持体と転写部材とが離間するため、像担持体と転写部材とに挟まれた記録媒体を容易に除去することができる。また、像担持体と転写部材との圧接状態を解除する圧解除部材を設ける構成に比べて圧解除部材の強度を考慮する必要がなく、像担持体ユニットを挿抜方向に移動させるだけなので付勢部材の設計裕度も大きくなる。従って、ジャム処理性やメンテナンス性、耐久性が向上した画像形成装置となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す側面断面図 図１におけるドラムユニット周辺の部分拡大図 現像ユニットを取り外した状態の画像形成装置の側面断面図 図３の状態におけるドラムユニット周辺の部分拡大図 画像形成装置内部に形成される、ドラムユニットを挿抜するためのガイド溝の平面図 ドラムユニットが第１の位置から第２の位置に移動するときの感光体ドラムと転写ローラーの回転軸の関係を示す図 現像ユニットのロック機構の構成を示す側面断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す側面断面図である。画像形成装置（ここではモノクロプリンター）１００内には、帯電、露光、現像及び転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Ｐが配設されている。画像形成部Ｐには、感光体ドラム５の回転方向（図１の時計回り方向）に沿って、帯電装置４、露光ユニット（レーザー走査ユニット等）７、現像装置８、転写ローラー１４、クリーニング装置１９、及び除電装置６が配設されている。

画像形成動作を行う場合、時計回り方向に回転する感光体ドラム５が帯電装置４により一様に帯電され、原稿画像データに基づく露光ユニット７からのレーザービームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像装置８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。

この現像装置８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。なお、画像データはパーソナルコンピューター（図示せず）等から送信される。また、感光体ドラム５の表面の残留電荷を除去する除電装置６が、感光体ドラム５の回転方向に対しクリーニング装置１９の下流側に設けられている。

帯電装置４、感光体ドラム５、クリーニング装置１９はユニット化されており、現像装置８、トナーコンテナ９はユニット化されている。なお、帯電装置４と、感光体ドラム５と、クリーニング装置１９から成るユニットを、以下ではドラムユニット３０と称する。また、現像装置８とトナーコンテナ９から成るユニットを、以下では現像ユニット６０と称する。ドラムユニット３０及び現像ユニット６０は、それぞれ画像形成装置１００本体に対して着脱可能である。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、用紙が給紙カセット１０又は手差し給紙装置１１から用紙搬送路１２及びレジストローラー対１３を経由して搬送され、転写ローラー１４により感光体ドラム５の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は感光体ドラム５から分離され、定着装置１５に搬送されてトナー像が定着される。定着装置１５を通過した用紙は、用紙搬送路１６により装置上部に搬送され、用紙の片面のみに画像を形成する場合（片面印字時）は、排出ローラー対１７により排出トレイ１８に排出される。

一方、用紙の両面に画像を形成する場合（両面印字時）は、用紙の後端が用紙搬送路１６の分岐部２０を通過した後に用紙の搬送方向を逆転させる。これにより、用紙は分岐部２０から分岐する反転搬送路２１に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラー対１３に再搬送される。そして、感光体ドラム５上に形成された次のトナー像が、転写ローラー１４によって用紙の画像が形成されていない面に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対１７により排出トレイ１８に排出される。

画像形成装置１００の上面には、排出トレイ１８の一部を構成する開閉カバー１８ａが設けられている。また、現像ユニット６０を画像形成装置１００本体内の所定位置に保持するロック機構５０が、現像ユニット６０の挿入方向上流側に隣接して設けられている。ロック機構５０の詳細な構成については後述する。

図２は、図１におけるドラムユニット３０周辺の部分拡大図である。ドラムユニット３０は、感光体ドラム５、帯電装置４、及びクリーニング装置１９をユニットハウジング３０ａによって一体に保持している。感光体ドラム５の側方に開口部を有するクリーニング装置１９のハウジング１９ａは、ユニットハウジング３０ａの一部を構成する。ハウジング１９ａの内部は仕切壁３１によって２つに仕切られており、仕切壁３１の感光体ドラム５側にはクリーニングブレード３３及びクリーニングローラー３５が配置されるトナー掻き取り部３７が設けられている。

また、仕切壁３１を挟んでトナー掻き取り部３７と反対側にはクリーニングブレード３３及びクリーニングローラー３５によって感光体ドラム５から掻き取られた廃トナーを貯留する廃トナー収容部３９が設けられている。トナー掻き取り部３７と廃トナー収容部３９とは仕切壁３１の下方において連通しており、トナー掻き取り部３７の廃トナーを連通部に送り込むスイープローラー４０を備えている。

帯電装置４は、感光体ドラム５の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）に亘って配設され、感光体ドラム５の表面側に開放部を有する断面コ字状のシールド部材（筐体）と、高電圧が印加されるコロナワイヤーと、シールド部材の開放部に設けられたグリッドと（いずれも図示せず）を有しており、コロナワイヤーからのコロナ放電によりグリッドを介して感光体ドラム５の表面を所定のプラス電位（トナーと同極性）に帯電させるようになっている。

ユニットハウジング３０ａの感光体ドラム５と反対側（図２の右側）の側面と画像形成装置１００本体との間には第１コイルバネ４１が配置されている。ドラムユニット３０は第１コイルバネ４１によって感光体ドラム５方向（図２の左方向）に付勢されている。第１コイルバネ４１は、ドラムユニット３０のユニットハウジング３０ａ側に支持されていても良いし、画像形成装置１００本体側に支持されていても良い。

図２の状態では、ドラムユニット３０は現像ユニット６０（図１参照）によって挿入方向下流側（図２の右方向）に押圧され、第１コイルバネ４１を圧縮しながら画像形成装置１００本体内の所定位置まで挿入されている。ドラムユニット３０は、感光体ドラム５と転写ローラー１４とが圧接状態となって転写ニップ部Ｎが形成される位置（以下、第１の位置という）に配置されている。転写ローラー１４は画像形成装置１００本体に回転可能に固定されている。

図３は、現像ユニット６０（現像装置８、トナーコンテナ９）を取り外した状態の画像形成装置１００の側面断面図、図４は、図３の状態におけるドラムユニット３０周辺の部分拡大図、図５は、画像形成装置１００内部に形成されるドラムユニット３０を挿抜するためのガイド溝４３の平面図である。ガイド溝４３は、画像形成装置１００に対してドラムユニット３０を挿抜する際に、感光体ドラム５の回転軸５ａが挿入されるドラム軸受４５（いずれも図６参照）が係合する。ドラムユニット３０の挿入方向に対しガイド溝４３の下流側端部には位置決め部４３ａが形成されている。ドラムユニット３０が第１の位置に配置された状態では、感光体ドラム５の回転軸５ａが位置決め部４３ａに配置されており、感光体ドラム５と転写ローラー１４とが接触して転写ニップ部Ｎが形成される。

開閉カバー１８ａ（図１参照）を開放して画像形成装置１００本体から現像ユニット６０を引き抜くと、現像ユニット６０による押圧力がドラムユニット３０に作用しなくなるため、ドラムユニット３０は第１コイルバネ４１の付勢力（復元力）により、ガイド溝４３に沿って挿入方向上流側（矢印Ａ方向）に移動する。

ドラムユニット３０の移動によって感光体ドラム５の回転軸５ａ（図６参照）も位置決め部４３ａから移動し、転写ローラー１４の回転軸１４ａ（図６参照）から離れる方向にずれる。その結果、ドラムユニット３０は、感光体ドラム５と転写ローラー１４との圧接状態が解除されて隙間ｄが形成される位置（以下、第２の位置という）に配置される。

図６は、ドラムユニット３０が第１の位置から第２の位置に移動するときの感光体ドラム５と転写ローラー１４の回転軸の関係を示す図である。第１コイルバネ４１（図４参照）の付勢力によってドラムユニット３０が挿入方向上流側（矢印Ａ方向）に移動すると、感光体ドラム５も図６の破線位置に移動して転写ローラー１４から離間する。このとき、感光体ドラム５の回転軸５ａは位置決め部４３ａから転写ローラー１４の回転軸１４ａとの軸間距離Ｒが大きくなる方向に移動する。従って、感光体ドラム５を転写ローラー１４から離間させる際に転写ローラー１４からの負荷を受けないため、感光体ドラム５を傷付けることなくドラムユニット３０を第１の位置から第２の位置に円滑に移動させることができる。

一方、図３の状態から画像形成装置１００本体に現像ユニット６０を挿入すると、現像ユニット６０による押圧力がドラムユニット３０に作用し、ドラムユニット３０は第１コイルバネ４１の付勢力（復元力）に抗して、ガイド溝４３に沿って挿入方向下流側（矢印Ａと反対方向）に移動する。

図７は、現像ユニット６０のロック機構５０の構成を示す側面断面図である。画像形成装置１００本体には、現像装置８の後方に突出する係合突起５１が嵌合するロック部材５３が出没可能に支持されており、ロック部材５３は第２コイルバネ５５により突出方向に付勢されている。係合突起５１の下面角部には第１傾斜面５１ａが形成されており、係合突起５１の上面角部には第２傾斜面５１ｂが形成されている。

現像ユニット６０を下方向に押し下げると、係合突起５１が上方からロック部材５３に接近し、ロック部材５３の上端部が第１傾斜面５１ａに接触する。これにより、ロック部材５３には矢印Ｘ方向の力が加えられるため、ロック部材５３は第２コイルバネ５５の付勢力に抗して矢印Ｘ方向に移動する。その後、第１傾斜面５１ａがロック部材５３の前方を通過すると、ロック部材５３は第２コイルバネ５５の付勢力により再び矢印Ｘ′方向に突出して第２傾斜面５１ｂに係合する。これにより、現像ユニット６０は図１の右下方向に押圧され、現像ユニット６０が所定の位置に位置決めされる。また、現像ユニット６０によって挿入方向下流側（矢印Ａと反対方向）に押圧されたドラムユニット３０も第１の位置に位置決めされる。

本実施形態の構成によれば、画像形成装置１００から現像ユニット６０を取り外すだけで感光体ドラム５と転写ローラー１４との圧接状態が解除されるため、転写ニップ部Ｎに挟まれた用紙を容易に除去することができる。また、画像形成装置１００からドラムユニット３０を引き抜く際に感光体ドラム５と転写ローラー１４とが干渉しないため、感光体ドラム５の傷付きを防止することができる。

さらに、感光体ドラム５と転写ローラー１４との圧接状態を解除するレバーのような圧解除部材を設ける構成に比べて圧解除部材の強度を考慮する必要がなく、ドラムユニット３０を挿抜方向に移動させるだけなので第１コイルバネ４１の設計裕度も大きくなる。従って、ジャム処理性やドラムユニット３０のメンテナンス性、耐久性が向上した画像形成装置１００となる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ドラムユニット３０と画像形成装置１００本体との間に第１コイルバネ４１を配置したが、第１コイルバネ４１に代えて板バネのような他の付勢部材を配置しても良い。

また、本発明は図１に示したようなモノクロプリンターに限らず、カラープリンター、モノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機、或いはファクシミリのような、ドラムユニット３０を備えた他のタイプの画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。

本発明は、像担持体ユニットを備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、像担持体と転写部材とを簡単な構成で離間させるとともに、像担持体ユニットの取り出し性も向上できる画像形成装置を提供することができる。

４ 帯電装置
５ 感光体ドラム（像担持体）
５ａ 回転軸（感光体ドラム）
８ 現像装置
９ トナーコンテナ
１４ 転写ローラー（転写部材）
１４ａ 回転軸（転写ローラー）
１９ クリーニング装置
３０ ドラムユニット（像担持体ユニット）
３０ａ ユニットハウジング
４１ 第１コイルバネ（付勢部材）
４３ ガイド溝
４３ａ 位置決め部
４５ ドラム軸受
５０ ロック機構
６０ 現像ユニット
１００ 画像形成装置

Claims (4)

1. 静電潜像が形成される像担持体を有し、画像形成装置本体に対して挿入および引き出し可能な像担持体ユニットと、
   前記画像形成装置本体に対して前記像担持体とは別個に挿入および引き出し可能であり、前記像担持体上の静電潜像をトナー像に現像する現像ユニットと、
   前記像担持体に接触して前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写部材と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記像担持体ユニットは、画像形成装置本体に挿入された状態で、前記像担持体と前記転写部材とが接触する第１の位置と、前記像担持体と前記転写部材とが離間した第２の位置とに移動可能に配置され、
   前記像担持体ユニットまたは前記画像形成装置本体には、画像形成装置本体に挿入された前記像担持体ユニットを前記第２の位置方向に付勢する付勢部材が設けられており、
   前記現像ユニットを前記画像形成装置本体に装着した状態では、前記像担持体ユニットは前記現像ユニットに直接押圧されることにより前記付勢部材の付勢力に抗して前記第１の位置に配置されており、前記現像ユニットを前記画像形成装置本体から引き出す動作に連動して前記現像ユニットが前記像担持体ユニットから離間することにより、前記画像形成装置本体に挿入された前記像担持体ユニットが前記付勢部材の付勢力により前記第２の位置に配置されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体ユニットは、前記第１の位置から前記像担持体と前記転写部材の軸間距離が大きくなる方向に移動して前記第２の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体ユニットは、前記画像形成装置本体に対して前記現像ユニットと同方向に挿入および引き出し可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置本体には、前記像担持体ユニットを挿入および引き出し方向に沿って摺動可能に支持するガイド溝が形成されており、
   前記像担持体ユニットの挿入方向に対し前記ガイド溝の下流側端部には、前記像担持体ユニットを前記第１の位置に保持する位置決め部が形成されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。