JP6950168B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

この発明は、画像形成装置に関する。
従来、画像形成装置としては、感光体ドラム及び現像装置を画像形成装置本体に着脱自在に設け、画像形成装置本体に装着された現像装置を感光体ドラムに向けて付勢することで、感光体ドラムと現像装置の現像ロールとの間隙(DRS:Drum to Roll Space)を所要の値に保持するよう構成したものが特許文献1,2等に記載されている。
特許文献1は、現像ユニットと感光体ドラムとのギャップの精度が高い画像形成装置を提供するため、静電潜像が形成される感光体ドラムを有する感光体ユニットと、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像ユニットと、現像ユニットを回動可能に支持する第1シャフトと、現像ユニットを押圧して回動させることで現像ユニットを感光体ユニットに圧接させるレバー部材と、レバー部材を支持する回動可能な第2シャフトと、第1シャフトおよび第2シャフト間の距離を一定に保つように第1シャフトおよび第2シャフトを保持する保持部材とを備えるように構成したものである。
特許文献2は、プロセスカートリッジを上方へ付勢することによって、安定した状態で位置決めを行うため、現像ロールを支持する現像ユニットであって、ドラムユニットと揺動可能に結合されている現像ユニットを有するプロセスカートリッジにおいて、プロセスカートリッジが本体に装着された状態で、本体側付勢部材の付勢力によって、本体側位置決め部と接触して本体側位置決め部に位置決めされるカートリッジ側被位置決め部を備えるように構成したものである。
特開2010−134237号公報 特開2009−288306号公報
この発明の目的は、現像手段を像保持体に向けて付勢する付勢手段を保持する保持部材が直接又は他の部材を介して装置本体と接触しない場合に比較し、現像手段に作用する付勢手段の付勢力が低下するのを抑制することにある。
また、この発明の他の目的は、現像手段を像保持体に向けて付勢する付勢手段と、現像手段に現像バイアス電圧を印加する印加手段を別個に構成した場合に比較して、部品点数を減少させることにある。
請求項1に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段を前記像保持体に向けて付勢する付勢手段と、
前記付勢手段を保持する部材であって、前記付勢手段の付勢方向と対向する部位が直接又は他の部材を介して画像形成装置本体と接触するよう配置される保持部材と、
前記像保持体及び前記現像手段を前記画像形成装置本体に対して着脱自在に案内する案内部材を備え、
前記保持部材は、前記案内部材に対して前記像保持体及び前記現像手段の着脱方向と、該着脱方向及び前記付勢手段の付勢方向の両方に直交する方向に沿って位置決めされ、かつ、前記付勢手段の付勢方向に沿って移動を許容された状態で取り付けられ
前記付勢手段は、前記案内部材に設けられた挿通孔を通して前記現像手段を付勢する画像形成装置である。
請求項2に記載された発明は、前記保持部材は、前記案内部材に対して鉛直方向に沿って移動を許容された状態で取り付けられている請求項に記載の画像形成装置である。
請求項に記載された発明は、前記保持部材は、弾性変形自在に設けられた突起部を前記案内部材の係合部と係合させることにより前記案内部材に装着される請求項1又は2に記載の画像形成装置である。
請求項に記載された発明は、前記保持部材は、前記付勢手段を保持して前記案内部材とともに構成された案内ユニットとして前記画像形成装置本体に装着される請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置である。
請求項に記載された発明は、前記案内ユニットは、さらにエアダクト部材を含んで構成される請求項に記載の画像形成装置である。
請求項に記載された発明は、前記付勢手段は、前記現像手段と接触して当該現像手段を押圧する導電性材料からなる押圧部材を備え、
前記押圧部材は、前記現像手段に設けられた電極と接触することで、前記現像手段に現像バイアス電圧を印加する請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項に記載された発明は、前記付勢手段は、前記現像手段を付勢する金属製線材からなる付勢部材を備えている請求項に記載の画像形成装置である。
請求項に記載された発明は、前記付勢部材は、現像バイアス電圧を給電する給電電路を一体的に有している請求項に記載の画像形成装置である。
請求項に記載された発明は、前記押圧部材の前記現像手段と接触する端部には、前記現像手段の装着方向に沿った上流側に配置され、前記現像手段へ向けて湾曲した形状に突出した湾曲部と、前記湾曲部の前記現像手段の装着方向に沿った下流側に配置され、前記現像手段から離間する方向に凹んだ凹部とを有する請求項6乃至8のいずれかに記載の画像形成装置である。
請求項10に記載された発明は、前記押圧部材の前記現像手段と接触する端部には、前記現像手段の装着方向に沿った上流側に配置され、前記現像手段へ向けて湾曲した形状に突出した湾曲部と、前記湾曲部の前記現像手段の装着方向に沿った下流側に配置され、前記現像手段から離間する方向に傾斜した傾斜部とを有する請求項6乃至8のいずれかに記載の画像形成装置である。
請求項11に記載された発明は、前記現像手段は、前記押圧部材と接触する接触部の前記現像手段の装着方向に沿った下流側に、前記現像手段から離間する方向に突出した凸部を有する請求項6乃至10のいずれかに記載の画像形成装置である。
請求項12に記載された発明は、前記押圧部材の前記現像手段と接触する端部には、前記現像手段の電極と接触する平坦部を有する請求項6乃至11のいずれかに記載の画像形成装置である。
請求項1に記載された発明によれば、現像手段を像保持体に向けて付勢する付勢部材を保持する保持部材が直接又は他の部材を介して装置本体と接触しない場合に比較し、現像手段に作用する付勢手段の付勢力が低下するのを抑制することができる。
請求項1に記載された発明によれば、保持部材が、案内部材に対して像保持体及び現像手段の着脱方向及び着脱方向と交差する方向に沿って位置決めされた状態で取り付けられていない場合に比較して、保持部材に保持された付勢手段と案内部材に案内される現像手段との間に位置ずれが生じるのを抑制することができる。
請求項1に記載された発明によれば、付勢手段が、案内部材に設けられた挿通孔を通して現像手段を付勢しない場合に比較して、付勢手段が現像手段を付勢する位置を精度良く設定することができる。
請求項2に記載された発明によれば、保持部材が、案内部材に対して鉛直方向に沿って移動を許容された状態で取り付けられていない場合に比較して、保持部材及び案内部材が寸法誤差を有する場合であっても、保持部材を直接又は他の部材を介して画像形成装置本体に確実に接触させることができる。
請求項に記載された発明によれば、保持部材は、弾性変形自在に設けられた突起部を前記案内部材の係合部と係合させることにより案内部材に装着されない場合に比較して、保持部材を案内部材に容易に装着することが可能となる。
請求項に記載された発明によれば、保持部材は、付勢手段を保持して案内部材とともに構成された案内ユニットとして画像形成装置本体に装着されない場合に比較して、画像形成装置の組立性が向上する。
請求項に記載された発明によれば、案内ユニットは、さらにエアダクト部材を含んで構成されない場合に比較して、画像形成装置の組立性が更に向上する。
請求項に記載された発明によれば、現像手段を押圧する押圧部材が現像手段に現像バイアス電圧を印加する部材を兼用しない場合に比較して、部品点数を低減することができる。
請求項に記載された発明によれば、付勢手段は、現像手段を付勢する金属製線材からなる付勢部材を備えていない場合に比較して、部品点数を低減することができる。
請求項に記載された発明によれば、付勢部材が、現像バイアス電圧を給電する給電電路を一体的に有していない場合に比較して、部品点数を低減することができる。また、付勢力により現像手段の電極と給電電路側の接点を確実に接触できる。
請求項に記載された発明によれば、押圧部材の現像手段と接触する端部に湾曲部と凹部を有しない場合に比較して、現像手段を画像形成装置本体の所定の位置までスムーズに装着できる。また、押圧部材を現像手段の電極に確実に接触させることが可能であるとともに、押圧部材が現像手段側の部材と干渉することを回避することができる。
請求項10に記載された発明によれば、押圧部材の現像手段と接触する端部に湾曲部と傾斜部を有しない場合に比較して、押圧部材を現像手段の電極に確実に接触させることが可能であるとともに、現像手段の着脱を容易に行うことができる。
請求項11に記載された発明によれば、現像手段が、押圧部材と接触する接触部の現像手段の装着方向に沿った下流側に、現像手段から離間する方向に突出した凸部を有しない場合に比較して、現像手段を画像形成装置本体からの着脱時に押圧部材によって現像手段の電極に着脱方向の力が作用するのを抑制することができる。
請求項12に記載された発明によれば、押圧部材の現像手段と接触する端部に、現像手段の電極と接触する平坦部を有しない場合に比較して、押圧部材と電極との接触面積を増加させることができ、より安定した給電が可能となる。
この発明の実施の形態1に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の作像装置を示す正面構成図である。 感光体ユニットを示す正面構成図である。 感光体ユニットを示す斜視構成図である。 感光体ユニットを示す斜視構成図である。 現像ユニットを示す正面構成図である。 現像ユニットを示す斜視構成図である。 現像ユニットを示す斜視構成図である。 現像ユニットを示す斜視構成図である。 現像ユニットの要部を示す斜視構成図である。 同図(a)はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す断面構成図、同図(b)は要部の作用を示す模式図である。 現像ユニットの配線を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の装置本体を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の装置本体を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す斜視構成図である。 挿入ガイド部材を示す平面構成図である。 挿入ガイド部材を示す斜視構成図である。 保持部材を示す斜視構成図である。 保持部材を示す斜視構成図である。 挿入ガイド部材に保持部材を装着した背面側を示す斜視構成図である。 挿入ガイド部材を示す背面構成図である。 挿入ガイド部材に保持部材を装着した状態を示す断面斜視図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す斜視構成図である。 押圧部材を示す斜視構成図である。 挿入ガイド部材に保持部材及びエアダクト部材を装着した状態を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置のプロセスカートッジの装着状態を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の現像装置が感光体ユニットから離間した状態を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す断面構成図である。
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[実施の形態1]
図1及び図2は、実施の形態1に係る画像形成装置を示すものである。図1はその画像形成装置の全体の概要を示し、図2はその画像形成装置における要部(作像装置など)を拡大して示している。
<画像形成装置の全体の構成>
実施の形態1に係る画像形成装置1は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置1は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置10と、各作像装置10で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙5に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置20と、中間転写装置20の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙5を収容して搬送する給紙装置30と、中間転写装置20で二次転写された記録用紙5上のトナー像を定着させる定着装置40等を備えている。なお、図中の1aは画像形成装置1の装置本体を示し、この装置本体1aはフレーム等からなる支持構造部材や外装カバーなどで構成されている。また、図中の破線は、装置本体1a内において記録用紙5が搬送される主な搬送経路を示す。
作像装置10は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー像をそれぞれ専用に形成する4つの作像装置10Y,10M,10C,10Kで構成されている。これらの4つの作像装置10(Y,M,C,K)は、装置本体1aの内部空間において傾斜した状態で1列に並べた状態となるよう配置されている。4つの作像装置10(Y,M,C,K)は、イエロー(Y)の作像装置10Yが相対的に高く、ブラック(K)の作像装置10Kが相対的に低くなる位置に存在している。
イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)は、図1や図2に示されるように、像保持体の一例としての回転する感光体ドラム11を備えており、この感光体ドラム11の周囲に、次のようなトナー像形成手段の一例としての各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム11の像形成が可能な周面(像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置12と、感光体ドラム11の帯電された周面に画像の情報(信号)に基づく光を照射して電位差のある(各色用の)静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置13と、その静電潜像を対応する色(Y,M,C,K)の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置14と、その各トナー像を中間転写装置20に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置15と、一次転写後における感光体ドラム11の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置16等である。尚、図1中、感光体ドラム11や帯電装置12等を示す符号は、イエロー(Y)の作像装置10Yにのみ付して他の作像装置10(M,C,K)においては省略する。
感光体ドラム11は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層(感光層)を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム11は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて矢印Aで示す方向に回転するように支持されている。
帯電装置12は、感光体ドラム11に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置12は、その表面を清掃する清掃ロール121を有している。帯電装置12には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置14が反転現像を行うものである場合、現像装置14から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置12としては、感光体ドラム11の表面に非接触状態で配置されるスコロトロン等の非接触型の帯電装置を用いてもよい。
露光装置13は、感光体ドラム11の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのLED(Light Emitting Diode)により感光体ドラム11に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するLEDプリントヘッドからなる。なお、露光装置13としては、画像情報に応じて構成されるレーザー光を感光体ドラム11の軸方向に沿って偏向走査するものを用いても良い。
現像装置14はいずれも、図2に示されるように、開口部と現像剤4の収容室が形成された筐体140の内部に、現像剤4を保持して感光体ドラム11と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール141と、現像剤4を攪拌しながら現像ロール141を通過させるよう搬送する2つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材142,143と、現像ロール141に保持される現像剤の量(層厚)を規制する層厚規制部材144などを配置して構成したものである。この現像装置14には、現像ロール141と感光体ドラム11の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール141や攪拌搬送部材142,143は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記4色の現像剤4としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。
一次転写装置15は、感光体ドラム11の周囲に中間転写ベルト21を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
ドラム清掃装置16は、図2に示されるように、一部が開口する容器状の本体160と、一次転写後の感光体ドラム11の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板161と、清掃板161で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材162等で構成されている。清掃板161としては、ゴム等の材料からなる板状の部材(例えばブレード)が使用される。
中間転写装置20は、図1に示されるように、各作像装置10(Y,M,C,K)の上方の位置に存在するよう配置される。この中間転写装置20は、感光体ドラム11と一次転写装置15(一次転写ロール)の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト21と、中間転写ベルト21をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール22〜25と、ベルト支持ロール22に支持されている中間転写ベルト21の外周面(像保持面)側に配置されて中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に二次転写させる二次転写手段の一例としての二次転写装置26と、二次転写装置26を通過した後に中間転写ベルト21の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置27とで主に構成されている。中間転写装置20は、図示しない操作ハンドルを操作することにより、ベルト支持ロール24及び一次転写装置15に張架された中間転写ベルト21が感光体ドラム11(Y,M,C,K)から離間した退避位置へと移動自在に構成されている。
中間転写ベルト21としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール22は二次転写の背面支持ロールとして構成され、ベルト支持ロール23は図示しない駆動装置によって回転駆動される駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール24は中間転写ベルト21の画像形成面を形成する面出しロールとして構成され、ベルト支持ロール25は中間転写ベルト21に張力を付与する張力付与ロールとして構成されている。
二次転写装置26は、図1に示されるように、中間転写装置20におけるベルト支持ロール22に支持されている中間転写ベルト21の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト21の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。また、二次転写ロール26又は中間転写装置20の支持ロール22には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として図示しない電源装置から供給される。
ベルト清掃装置27は、図1に示されるように、一部が開口する容器状の本体270と、二次転写後の中間転写ベルト21の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板271と、清掃板271で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材272等で構成されている。清掃板271としては、ゴム等の材料からなる板状の部材(例えばブレード)が使用される。
定着装置40は、記録用紙5の導入口及び排出口が形成された図示しない筐体の内部に、矢印で示す方向に回転するとともに表面温度が所定の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体41と、この加熱用回転体41の軸方向にほぼ沿う状態で所要の圧力で接触して従動回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体42などを配置して構成されたものである。この定着装置40では、加熱用回転体41と加圧用回転体42が接触する接触部が所要の定着処理(加熱及び加圧)を行う定着処理部となる。なお、加熱用回転体41としては、例えば、電磁誘導作用により発熱する加熱ベルトが用いられ、加圧用回転体42としては、例えば、円柱状の芯金の外周に弾性率が相対的に低い弾性体層を被覆したソフトロールが用いられる。
給紙装置30は、作像装置10(Y,M,C,K)の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置30は、所望のサイズ、種類等の記録用紙5を積載した状態で収容する単数(又は複数)の用紙収容体31と、用紙収容体31から記録用紙5を1枚ずつ送り出す送出装置32とで主に構成される。用紙収容体31は、例えば、装置本体1aの正面(使用者が操作時に向き合う側面)側に引き出すことができるように取り付けられる。
記録用紙5としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やトレーシングペーパー等の薄紙、あるいはOHPシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録媒体5の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども好適に使用することができる。
給紙装置30と二次転写装置26との間には、給紙装置30から送り出される記録用紙5を二次転写位置まで搬送する単数又は複数の用紙搬送ロール対33,34や図示しない搬送ガイドで構成される給紙搬送路35が設けられている。給紙搬送路35において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対34は、例えば記録用紙5の搬送時期を調整するロール(レジストロール)として構成されている。また、二次転写装置26と定着装置40との間には、二次転写装置26から送り出される二次転写後の記録用紙5を定着装置40まで搬送するための用紙搬送路36が設けられている。さらに、画像形成装置本体1aに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置40から出口ロール37により送り出される定着後の記録用紙5を画像形成装置本体1aの上部の用紙排出部38に排出するための用紙排出ロール対39を備えた排出搬送路43が設けられている。
定着装置40と用紙排出ロール対39との間には、用紙搬送路を切り替える切替ゲート44を備えている。用紙排出ロール対39は、その回転方向が正転方向(排出方向)と逆転方向に切り替え可能に構成されている。記録用紙5の両面に画像を形成する場合には、片面に画像が形成された記録用紙5の後端が切替ゲート44を通過した後、用紙排出ロール対39の回転方向を正転方向(排出方向)から逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対39によって逆転方向に搬送される記録用紙5は、切替ゲート44によって搬送経路が切り替えられ、画像形成装置本体1aの側面に沿って略鉛直方向に沿うように形成された両面用搬送経路45へと搬送される。両面用搬送経路45は、表裏を反転させた状態で記録用紙5を用紙搬送ロール対34へと搬送する用紙搬送ロール対46,47と図示しない搬送ガイド等を備えている。なお、符号48は図示しない手差しトレイから給紙される記録用紙5を用紙搬送ロール対34へと搬送する用紙搬送ロール対を示している。
図1中、符号145(Y,M,C,K)は、紙面に直交する方向に沿って複数配列され、対応する現像装置14に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容したトナーカートリッジをそれぞれ示している。
また、図1中符号200は、画像形成装置1の動作を統括的に制御する制御装置を示している。制御装置200は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、あるいはこれらCPUやROM等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えている。
さらに、図1中符号70は、後述するように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)を構成するプロセスカートリッジ100を画像形成装置本体1aに着脱する際に案内する挿入ガイド部材の一部を示している。
<画像形成装置の動作>
以下、画像形成装置1による基本的な画像形成動作について説明する。
ここでは、前記4つの作像装置10(Y,M,C,K)を使用して、4色(Y,M,C,K)のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するフルカラーモードにおける動作を説明する。
画像形成装置1は、図示しないユーザインターフェイスやプリンタドライバ等からフルカラーの画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、4つの作像装置10(Y,M,C,K)、中間転写装置20、二次転写装置26、定着装置40等が始動する。
そして、各作像装置10(Y,M,C,K)においては、図1及び図2に示されるように、まず各感光体ドラム11が矢印Aで示す方向に回転し、各帯電装置12が各感光体ドラム11の表面を所要の極性(実施の形態1ではマイナス極性)及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置13が、帯電後の感光体ドラム11の表面に対し、画像形成装置1に入力される画像の情報を各色成分(Y,M,C,K)に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。
続いて、各作像装置10(Y,M,C,K)が、感光体ドラム11に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性(マイナス極性)に帯電された対応する色(Y,M,C,K)のトナーを現像ロール141からそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム11に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された4色(Y,M,C,K)のトナー像として顕像化される。
続いて、各作像装置10(Y,M,C,K)の感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置15が、その各色のトナー像を中間転写装置20の矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト21に対して順番に重ね合わされるような状態で一次転写させる。
また、一次転写が終了した各作像装置10(Y,M,C,K)では、ドラム清掃装置16が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム11の表面を清掃する。これにより、各作像装置10(Y,M,C,K)は、次の作像動作が可能な状態にされる。
続いて、中間転写装置20では、中間転写ベルト21の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置30では、作像動作に合わせて所要の記録用紙5を給紙搬送路35に送り出す。給紙搬送路35では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対34が記録用紙5を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。
二次転写位置においては、二次転写装置26が、中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置20では、ベルト清掃装置27が、二次転写後の中間転写ベルト21の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。
続いて、トナー像が二次転写された記録用紙5は、中間転写ベルト21から剥離された後に用紙搬送路36を介して定着装置40まで搬送される。定着装置40では、回転する加熱用回転体41と加圧用回転体42との間の接触部に二次転写後の記録用紙5を導入して通過させることにより、必要な定着処理(加熱及び加圧)をして未定着のトナー像を記録用紙5に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙5は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対39により、例えば、装置本体1aの上部に設置された用紙排出部38に排出される。
以上の動作により、4色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙5が出力される。
<プロセスカートリッジの構成>
ところで、この実施の形態では、図3に示されるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)を構成する主要部材が、プロセスカートリッジ100として画像形成装置本体1aに対し着脱自在に構成されている。プロセスカートリッジ100は、作像装置10を構成する部材の交換時期の相違等を考慮し、複数の着脱構造体(画像形成ユニット)の一例としての感光体ユニット50と、現像ユニット60と、図示しない露光ユニットとを備えている。感光体ユニット50、現像ユニット60及び露光ユニットは、画像形成装置本体1aに対して個別に着脱自在となっている。
(感光体ユニット)
図4は感光体ユニットを示す正面図であり、図5は感光体ユニットを装着方向に沿った手前側の斜め上方からみた外観斜視図であり、図6は感光体ユニットを装着方向に沿った先端側(奥側)の斜め上方からみた外観斜視図である。
感光体ユニット50は、図2、図4乃至図6に示されるように、感光体ドラム11と、当該感光体ドラム11の斜め下方に配置される帯電装置12と、感光体ドラム11の側方に配置されるドラム清掃装置16とを一体的にユニット化して装着した感光体ユニット本体501を備えている。感光体ユニット本体501は、感光体ユニット50の装着方向に沿った手前側及び奥側の端部にそれぞれ配置され、感光体ドラム11を回転自在に支持する前後のフレーム部502,503を有している。感光体ユニット本体501の下端部には、感光体ユニット50を画像形成装置本体1aに装着する際に当該感光体ユニット50を案内する下向き略T字形状のガイド部504(図2参照)が長手方向に沿ってほぼ全長にわたり設けられている。
感光体ユニット50の前フレーム部502には、図3に示されるように、当該感光体ユニット50を画像形成装置本体1aに装着した際に、画像形成装置本体1aの前面側の端部に設けられた円柱形状の位置決め用突起505に挿入される位置決め孔506が開口されている。また、前フレーム部502には、ドラム清掃装置16により回収されて送出部材162によって送り出される回収物を排出する略円筒形状の排出部507が前面側に突出した状態で設けられている。前フレーム部502の排出部507から排出される回収物は、画像形成装置本体1aの前面側に配置される図示しない回収システムにより回収される。
また、前フレーム部502の上端部には、図4及び図5に示されるように、感光体ユニット50を画像形成装置本体1aに着脱する際に手で把持する取手部508が設けられている。また、前フレーム部502の下端部には、現像ユニット60側に向けて突出した略三角形状の規制板部509が配置されている。規制板部509は、後述するように、現像ユニット60に設けられた規制板部611と干渉することにより、感光体ユニット50が誤って現像ユニット60より先に画像形成装置本体1aに装着されることを防止するためのものである。さらに、前フレーム部502の裏面には、図6に示されるように、各色に対応した感光体ユニット50を識別するための識別部510が設けられている。識別部510は、感光体ユニット50毎に配置や形状等が異なり、各色に対応した感光体ユニット50が画像形成装置本体1aの異なる位置に装着されることを防止している。
また、感光体ユニット50の後フレーム部503には、図6に示されるように、感光体ドラム11に駆動力を伝達する第1の駆動力伝達部511と、ドラム清掃装置16の送出部材162に駆動力を伝達する第2の駆動力伝達部512と、画像形成装置本体1aに設けられた位置決め部材としての第1のスタッド112(図15参照)に挿入することで感光体ユニット50を位置決めする円筒状の位置決め部513と、帯電装置12等に通電するための通電部514が配置されている。さらに、後フレーム部503の上端部には、現像ユニット60側に向けて突出した平板状の突起部515(図4参照)が設けられている。この突起部515は、感光体ユニット50を画像形成装置本体1aに装着する際、画像形成装置本体1aに先に装着される現像ユニット60の後述するガイドレール部150に突き当てられることで、感光体ユニット50と現像ユニット60との間に所要の間隙を形成し、感光体ドラム11の表面が現像ユニット60と接触して損傷するのを防止するためのものである。
感光体ユニット50の感光体ドラム11の軸方向に沿った両端部には、後述するように、現像ユニット60側の突当部材152と接触することで、感光体ドラム11と現像ロール141との間隙(DRS:Drum to Roll Space)を所要の値に保持する軸受部材等からなる突当部材516がそれぞれ設けられている。
(現像ユニット)
図7は現像ユニットを示す正面図であり、図8は現像ユニットを装着方向に沿った手前側の斜め上方からみた外観斜視図であり、図9は現像ユニットを装着方向に沿った先端側(奥側)の斜め下方からみた外観斜視図であり、図10は現像ユニットを装着方向に沿った先端側(奥側)の斜め上方からみた外観斜視図である。
現像ユニット60は、図7乃至図10に示されるように、現像装置14と、現像装置14の長手方向(装着方向)に沿った手前側の端部に装着されて当該現像装置14を回転自在に保持するホルダ部材601とを備える。現像ユニット60は、図2及び図9に示されるように、画像形成装置本体1aに装着される際、画像形成装置本体1aに設けられた位置決め部材としての第2のスタッド113(図15参照)が挿入されることで位置決めされる位置決め孔146(図11参照)を、現像装置筐体140の背面における感光体ユニット50側の下端部に有している。ホルダ部材601は、図8に示されるように、位置決め孔146に対応した現像装置筐体140の前面側の端部に、当該現像装置筐体140を回転自在に保持する回転軸602を有している。尚、図8において、回転軸602は、便宜上、現像装置筐体140の一部を切り欠いて示している。
ホルダ部材601には、現像装置14を感光体ドラム11に近接した動作位置と感光体ドラム11から離間した退避位置とに切り替える切替レバー603が回転自在に装着されている。ホルダ601の内側面には、図10に示されるように、切替レバー603とともに回転するカム部材604が設けられている。また、現像装置14の長手方向に沿った手前側の端部には、カム部材604により押されることで回転軸602を中心にして現像装置14を回転させる突当部605が設けられている。さらに、ホルダ部材601の内側面には、突当部605を裏面側から押動することにより、現像装置14を動作位置へと付勢する付勢手段の一方を構成するコイルスプリング606が配置されている。
ホルダ部材601の下端部には、図3に示されるように、現像ユニット60を画像形成装置本体1aに装着した際に、画像形成装置本体1aの前面側の端部に設けられた位置決め用突起607,608に挿入される位置決め孔609,610が開口されている。さらに、ホルダ部材601の裏面には、図9に示されるように、各色の現像ユニット60を識別する識別部611aが設けられている。識別部611aは、現像ユニット60毎に配置や形状等が異なり、現像ユニット60が画像形成装置本体1aの異なる位置に装着されることを防止している。
現像ユニット60の長手方向に沿った奥側の端部には、図10に示されるように、現像ロール141に駆動力を伝達する第3の駆動力伝達部147と、現像装置14にトナーカートリッジ145から少なくともトナーを含む現像剤を図示しないトナー供給装置により供給する供給口148を有する円筒状の供給部149が設けられている。また、現像ユニット60の長手方向に沿った奥側の端部底面には、図2及び図9に示されるように、現像ユニット60を画像形成装置本体1aに装着する際に案内する第1の凸部153が、感光体ユニット50側の底面に下方へ向けて突出するよう設けられている。さらに、現像ユニット60の長手方向に沿った奥側の端部には、図10に示されるように、現像ユニット60を画像形成装置本体1aに装着する際に案内する第2の凸部154が、感光体ユニット50と反対側の側面に突出するよう設けられている。
また、現像ユニット60の長手方向に沿った奥側の端部には、図11に示されるように、当該現像ユニット60を画像形成装置本体1aに装着した際、現像装置14に現像バイアスを通電するためのステンレス等の金属製の板状部材からなる電極155が、第2の凸部154の装着方向に沿った手前側に隣接して設けられている。更に説明すると、現像装置14の筐体140の長手方向に沿った奥側の端部には、第2の凸部154の装着方向に沿った手前側に当該第2の凸部154と略同一形状に形成された電極取付部156が設けられている。電極取付部156は、図12に示されるように、第2の凸部154の下端面154aよりも上方に位置する(窪んだ)電極155を取り付けるための凹所157を有している。電極155は、凹所157の底面(下面)に密着した状態で現像装置筐体140の図示しない構成部材により固定されている。電極155は、図13に破線で示されるように、現像装置筐体140の感光体ユニット50側に引き出された後、現像装置筐体140の下端面に沿って現像ユニット60の装着方向に沿った手前側へと延在されて、現像ユニット60の長手方向に沿った手前側の端部に延びた電路155aを介して現像ロール141の軸方向に沿った端部に接続されている。
また、第2の凸部154には、図12に示されるように、現像ユニット60の装着方向に沿った手前側及び奥側の端面に後述する押圧部材74と接触して当該押圧部材74を押し下げるように作用する傾斜面154b,154cがそれぞれ設けられている。電極155は、第2の凸部154の下端面154aよりも上方に窪んだ位置に配置されており、現像ユニット60の装着時に第2の凸部154の傾斜面154cにより押圧部材74を押し下げた状態で、押し下げられた押圧部材74が下方から電極155に接触するように構成されている。そのため、電極155には、現像ユニット60の着脱を繰り返した場合であっても、現像ユニット60の着脱方向に沿った力が作用することが低減される。
また、現像装置14の筐体140の上端部には、図10に示されるように、感光体ユニット50側に向けて当該感光体ユニット50を案内するガイドレール部150が長手方向に沿って形成されている。ガイドレール部150の奥側の端部には、図11に示されるように、感光体ユニット50の装着後に、当該感光体ユニット50の突起部515との接触を回避して現像ユニット60が感光体ユニット50側へ変位するのを許容する傾斜部151が設けられている。
また、ホルダ部材601の下端部には、図7及び図8に示されるように、感光体ユニット50側に向けて略三角形状の規制板部611が設けられている。この規制板部611は、現像ユニット60を誤って感光体ユニット50より後に画像形成装置本体1aに装着した際に、感光体ユニット50の規制板部509に当接して現像ユニット60が動作位置へ装着されるのを防止するためのものである。
現像ユニット60は、図3に示されるように、画像形成装置本体1aに装着された後に、切替レバー603が図中反時計回り方向に回転され、現像装置14の筐体140の長手方向の手前側の端部がコイルスプリング606により押動されるとともに、現像装置14の筐体140の長手方向の奥側の端部が後述する付勢手段の他方を構成するコイルスプリング73により押動されて第2のスタッド113及び回転軸602を支点として回転し、現像装置14が動作位置に位置決めされる。現像装置14には、図9に示されるように、現像ロール141の軸方向に沿った両端部に軸受部材等から構成される突当部材152がそれぞれ設けられている。現像装置14の突当部材152は、感光体ドラム11の軸方向に沿った両端部に設けられた同じく軸受部材等から構成される突当部材516(図6参照)に当接することで、感光体ドラム11と現像ロール141との間隙(DRS:Drum to Roll Space)が所要の値に保持される。
(露光ユニット)
露光ユニットは、図1に示されるように、露光装置13そのものから構成されるものであり、本実施の形態では要部を構成するものではないため詳細な説明を省略する。なお、露光ユニットを示す符号として、便宜上、露光装置を示す符号13をそのまま使用する。
<画像形成装置の特徴部分の構成>
図14は画像形成装置の装置本体を示す斜視構成図である。
画像形成装置本体1aは、図14に示されるように、画像形成装置1の前面に配置され、プロセスカートリッジ100を画像形成装置本体1aに着脱するため略長方形状に形成された開口部101を有するフロントフレーム102と、画像形成装置1の背面に略全面にわたり配置され、プロセスカートリッジ100の位置決め部材などを有するリアフレーム103と、画像形成装置1の右側面に上下に配置され、フロントフレーム102とリアフレーム103を連結する右サイドフレーム104,105,106と、画像形成装置1の左側面に配置され、フロントフレーム102とリアフレーム103を連結する左サイドフレーム107,108と、画像形成装置1の内部空間を水平に仕切るように配置されるベースフレーム109や中間フレーム110,111などを備える。
画像形成装置本体1aを構成する各フレーム102〜111は、板金に曲げ加工や打ち抜き加工などを伴うプレス加工を施すとともに、プレス加工された板金を必要に応じて溶接や締結等の手段により互いに接合することで、略直方体形状の枠体として組み立てられる。各フレーム102〜111には、画像形成装置1を構成する各種の部材や部品などが固定した状態又は着脱自在に装着される。リアフレーム103には、図15に示されるように、各感光体ユニット50(Y,M,C,K)の装着方向に沿った奥側の端部に設けられた位置決め部513(図6参照)を挿入することにより位置決めする4本の第1のスタッド112と、各現像ユニット60(Y,M,C,K)の装着方向に沿った奥側の端部に設けられた位置決め孔146(図9参照)を挿入することにより位置決めする4本の第2のスタッド113とが、各感光体ユニット50(Y,M,C,K)及び各現像ユニット60(Y,M,C,K)に対応した位置に画像形成装置本体1aの内側に向けて突出するようそれぞれ設けられている。
また、画像形成装置本体1のベースフレーム109の上方には、図16に示されるように、案内部材の一例としての挿入ガイド部材70が所要の間隙を介して装着される。挿入ガイド部材70は、感光体ユニット50、現像ユニット60及び露光ユニット13を画像形成装置本体1aに装着する際に、これら感光体ユニット50、現像ユニット60及び露光ユニット13を着脱(挿抜)方向であるZ方向に沿って案内する部材である。
挿入ガイド部材70は、図17及び図18に示されるように、射出成形等により一体的に成形された合成樹脂からなり、平面略矩形であって鉛直方向(Y方向)に沿って所要の高さを有する基盤状に形成されている。挿入ガイド部材70は、その背面側の端面に突出するよう設けられた複数のボス部701をリアフレーム103に開口された図示しない複数の位置決め孔にそれぞれ挿入するとともに、その前面側の端面に設けられた複数の取付孔702(図18参照)を介してフロントフレーム102にネジ止めすることにより、画像形成装置本体1aのベースフレーム109の上部に水平に位置するよう固定した状態で取り付けられる。
挿入ガイド部材70は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)に対応して、プロセスカートリッジ100の着脱方向(Z方向)に沿って延びる4つの挿入ガイド部703(Y,M,C,K)を有する。各作像装置10(Y,M,C,K)は、図1に示されるように、イエロー(Y)の作像装置10Y側が相対的に高く、ブラック(K)の作像装置10K側が相対的に低くなるよう傾斜して配置されている。そのため、各挿入ガイド部703(Y,M,C,K)は、各作像装置10(Y,M,C,K)に倣ってイエロー(Y)の挿入ガイド部703Yが相対的に高く、ブラック(K)の挿入ガイド部703Kが相対的に低くなるような段差を有する階段状に配置されている。
各挿入ガイド部703(Y,M,C,K)は、基本的に同様に構成されている。各挿入ガイド部703(Y,M,C,K)は、図16乃至図18に示されるように、プロセスカートリッジ100の装着方向(Z方向)と交差する幅方向(X方向)に沿った左側の端部に一段高く配置され、感光体ユニット50の下端部を案内する感光体ユニット用ガイド704と、挿入ガイド部703(Y,M,C,K)の幅方向(X方向)に沿った中央部に配置され、露光ユニット13を案内する露光ユニット用ガイド705と、挿入ガイド部703(Y,M,C,K)の幅方向(X方向)に沿った右側の端部に配置され、現像ユニット60の下端部を案内する現像ユニット用ガイド706とを備える。
感光体ユニット用ガイド704は、感光体ユニット50の下端部に下方へ向けて断面略T字形状に設けられたガイド部504を案内する凹溝状に形成されている。感光体ユニット用ガイド704の片側(図示例では、右側)の上端部には、ガイド部504の上方への移動を規制する規制板707が凹溝の上部に突出するように且つ装着方向(Z方向)に沿って複数に分割された状態で設けられている。また、感光体ユニット用ガイド704の他側(図示例では、左側)の側面には、感光体ユニット50のガイド部504との接触面積を減少させて接触抵抗を低減するための凹凸面708(図18参照)が形成されている。この凹凸面708は、感光体ユニット50の装着方向(Z方向)に沿った手前側の端部から中間部までにわたり配置されている。
また、露光ユニット用ガイド705は、露光ユニット13の装着方向(Z方向)に沿った手前側に一段高く且つ感光体ドラム11側に向けて傾斜した状態で設けられ露光ユニット13を載置して固定する載置台710と、装着方向(Z方向)に沿った奥側に形成されて露光ユニット13に接続された図示しないフレキシブルフラットケーブル(FFC)等を収容する凹所711と、装着方向(Z方向)に沿った奥側の端部に形成されて露光ユニット13の奥側の端部を載置台710と同様に載置して固定する載置板712を有している。
現像ユニット用ガイド706は、現像装置14の下端部における感光体ユニット50側の端部に下向きに突出するように設けられた第1の凸部153(図2参照)を挿入した状態で案内するガイド溝713と、現像装置14の下端部における感光体ユニット50と反対側の端部に設けられた第2の凸部154を案内する案内面714とを備えている。案内面714の片側(図示例では、右側)の上端部には、第2の凸部154の上方への移動を規制する規制板715が案内面714の上部に突出するように且つ装着方向(Z方向)に沿って複数に分割された状態で設けられている。なお、イエローの現像ユニット用ガイド706には、イエローの現像ユニット60が図示しない他の規制部材により規制されるため、規制板715が設けられていない。
挿入ガイド部材70は、図17に示されるように、各現像ユニット60(Y,M,C,K)の装着方向(Z方向)に沿った奥側の端部に、当該現像ユニット60(Y,M,C,K)の奥側の端部を鉛直方向(Y方向)の上方に向けて付勢する付勢手段72(図19参照)が装着される装着部720(Y,M,C,K)を有している。装着部720(Y,M,C,K)には、付勢手段72を構成する押圧部材74が挿入される平面略円形状の挿入孔721が設けられている。
付勢手段72(Y,M,C,K)は、図19及び図20に示されるように、各現像ユニット60の現像装置14を鉛直方向(Y方向)の上方へ向けて付勢する付勢部材の一例としてのコイルスプリング73と、コイルスプリング73の先端に装着されて現像装置14を直接的に押圧する押圧部材74とから構成される。コイルスプリング73及び押圧部材74は、挿入ガイド部材70の裏面の奥側端部に装着される保持部材80に保持されている。
保持部材80は、図19に示されるように、絶縁性の合成樹脂により幅方向(X方向)に沿って細長い平面略矩形の基盤状に一体的に形成されている。保持部材80は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)にそれぞれ対応した4つの保持部801(Y,M,C,K)を有している。4つの保持部801(Y,M,C,K)は、挿入ガイド部材70の挿入ガイド部703(Y,M,C,K)と同様に、イエロー(Y)の作像装置10Yに対応した保持部801Yが相対的に高く、ブラック(K)の作像装置10Kに対応した保持部801Kが相対的に低くなるような段差を有する階段状に形成されている。
保持部材80は、コイルスプリング73の弾性力によって現像装置14を押圧する際に、その反力として押下力を受ける。保持部材80の表面には、各保持部801(Y,M,C,K)の外周及びその内面にわたり格子状や平行に配置された図示しない複数の補強用リブが設けられている。その結果、保持部材80は、複数の補強用リブにより剛性が高められている。
保持部材80は、図21に示されるように、挿入ガイド部材70のプロセスカートリッジ100の装着方向(Z方向)に沿った奥側の端部の裏面にスナップ結合によって装着される。挿入ガイド部材70の裏面には、図22に示されるように、4つのスナップフィット部731〜734が鉛直方向下方へ向けて突出するように設けられている。4つのスナップフィット部731〜734は、図23に示されるように、基本的にスナップフィット部731と同様に構成されている。スナップフィット部731は、挿入ガイド部材70の裏面に下方へ向けて突出するように平板状に一体的に設けられた弾性変形自在な係合片735と、係合片735の先端に断面略直角三角形状に設けられた凸部736(係合部)を有している。
また、保持部材80には、図21に示されるように、挿入ガイド部材70のスナップフィット部731〜734と対応した位置に、係合片735の凸部736と係合される係合部804〜807が設けられている。4つの係合部804〜807は、図23に示されるように、基本的に係合部804と同様に構成されている。この実施の形態では、係合部804が、スナップフィット部731の係合片735の弾性変形を促して凸部736との係合を容易とするため、先端にスナップフィット部731の凸部736と同方向に傾斜した傾斜部を有する平板状に形成されている。なお、係合部804〜807は、スナップフィット部731〜734の凸部736が係合される単なる平板状に形成しても良い。また、挿入ガイド部材70に保持部材80を装着した状態では、挿入ガイド部材70の係合片735の凸部736と、保持部材80の係合部804〜807の先端面との間に1mm以上の所要の間隙が形成されるように設定されている。そのため、保持部材80は、画像形成装置本体1aに固定される挿入ガイド部材70に対し鉛直方向(Y方向)に沿って間隙に対応した自由度を有する状態で装着されている。
なお、保持部材80の係合部804〜807のうち、係合部804,805は、保持部材80の端部ではなく、保持部材80の内部に設けられている。そのため、保持部材80には、図23に示されるように、係合部804,805に挿入ガイド部材70のスナップフィット部731,732を係合させるための開口部808,809が形成されている。
また、保持部材80は、図21に示されるように、挿入ガイド部材70に対して位置決めするための2つの位置決め部810,811を備えている。一方の位置決め部810は、図22に示されるように、挿入ガイド部材70の裏面に下方へ向けて突出するように設けられた円筒部735が挿入される長穴(挿入孔)から構成されている。また、他方の位置決め部811は、挿入ガイド部材70のブラックに対応した挿入孔721Kに挿入される保持部材80の押圧部材74そのものから構成されている。挿入ガイド部材70のブラックに対応した挿入孔721Kは、保持部材80に装着される押圧部材74の外径に対応した内径を有しており、押圧部材74を挿入孔721Kに挿入することで、挿入ガイド部材70と保持部材80との位置決めがなされる。
また、保持部材80は、図19に示されるように、イエロー(Y)の保持部801Yの長手方向に沿った外側の端部に図示しない補強用リブが設けられた平面略矩形状の当接部812を有している。この当接部812は、図24に示されるように、その裏面が画像形成装置本体1aの中間フレーム111と接触することで画像形成装置本体1aに直接支持されるよう構成されている。なお、中間フレーム111は、その一部が長円形状に隆起しており、剛性が高められている。当接部812は、隆起した中間フレーム111の平坦な表面に接触している。
保持部材80の裏面は、図21に示されるように、4つの保持部801(Y,M,C,K)に対応して平板状に形成された領域813(Y,M,C,K)が形成されている。また、保持部材80のブラックに対応した保持部801Kの裏面には、図25に示されるように、画像形成装置本体1aのベースフレーム109に直接接触して当該保持部材80を支持する平板状の支持板部814が、ブラックの保持部801Kの近傍において裏面側に最も突出するよう設けられている。
また、保持部材80には、図20に示されるように、ブラックの保持部801Kの装着方向に沿った手前側に、後述するエアダクト部材の一部を構成するダクト部815が一体的に設けられている。
また、保持部材80の裏面は、図25及び図26に示されるように、挿入ガイド部材70を介して画像形成装置本体1aに装着された状態で、シアンの保持部801Cに対応した領域813Cが他の部材の一例としての後述するエアダクト部材90を介してベースフレーム109に接触するように構成されている。すなわち、保持部材80のシアンの保持部801Cに対応した領域813Cは、エアダクト部材90を介してベースフレーム109に接触している。
コイルスプリング73(Y,M,C,K)は、図20に示されるように、ステンレス等からなる弾性を有する金属製線材を所要外径の螺旋状に形成してなる。コイルスプリング73(Y,M,C,K)には、現像装置14に現像バイアス電圧を印加する電路を形成する配線部材731が一体的に形成されている。即ち、コイルスプリング73を構成する金属製線材は、配線部材731を兼ねている。保持部材80の表面には、配線部材731が挿通自在となるように構成される配線用通路821が設けられている。配線部材731及び配線用通路821は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各コイルスプリング73(Y,M,C,K)に対応してそれぞれ設けられている。配線部材731(Y,M,C,K)の先端部は、保持部材80の背面側の端部に設けられた通電部822(Y,M,C,K)に各々接続されている。通電部822(Y,M,C,K)は、現像装置14(Y,M,C,K)に現像バイアス電圧を印加する図示しない高圧電源にそれぞれ接続されている。なお、配線部材731としては、電線を用いても勿論良い。しかし、この実施の形態では、部品点数を更に減少させるため、コイルスプリング73を構成する同一の線材が配線部材を兼ねている。
押圧部材74は、図27に示されるように、導電性を有する合成樹脂(例えば、導電性POM等)により上端面が閉塞され且つ下端面が開口された略円筒形状に一体的に形成されている。押圧部材74の上端面には、現像装置14と接触して当該現像装置14を押圧するとともに、現像装置14に現像バイアス電圧を通電する厚肉の平板状の接触部741が設けられている。押圧部材74は、その接触部741が現像ユニット60の装着方向(Z方向)と同一方向を向いた状態で周方向への回転が規制され、かつコイルスプリング73の付勢力による上方への突出が規制された状態で保持部材80に装着されている。押圧部材74の接触部741は、現像ユニット60の装着方向(Z方向)に沿った上流側の端部に設けられ、円弧形状や楕円形状などの湾曲した形状に形成された湾曲部742と、当該湾曲部742の下流側に連続して略水平な直線状に形成された平坦部743と、当該平坦部743の下流側に連続して形成された傾斜部744を介して下方に向けて退避した退避部745を備えている。
また、押圧部材74の外周には、当該押圧部材74を保持部材80に装着した際に、接触部741が現像ユニット60の装着方向(Z方向)と同一方向となるように規制する規制部746,747が180度対向する位置に設けられている。規制部746,747は、その向きが接触部741と所定の中心角を成して交差する方向に配置されている。一方の規制部746は、押圧部材74の高さ方向に設けられた案内片746aと、案内片746aと交差する半径方向外周へ向けて突出するように設けられた規制片746bとから側面略L字形状に形成されている。他方の規制部747は、押圧部材74の高さ方向に設けられた案内片747aと、案内片747aと交差する半径方向外周へ向けて突出するように設けられた規制片747bと、案内片747aの基端部に周方向の両側へ向けて突出するようにそれぞれ設けられた識別片747c,747cとから平面略凸形状に形成されている。挿入ガイド部材70の挿入孔721には、図17に示されるように、押圧部材74の規制部746,747に対応した平面形状の凹部721a,721bが設けられている。凹部721a,721bの開口幅は、押圧部材74の規制部746,747にそれぞれ対応している。
また、保持部材80には、図20に示されるように、各コイルスプリング73に対応した位置に、押圧部材74が装着される被装着部830が設けられている。被装着部830は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各コイルスプリング73(Y,M,C,K)に対応してそれぞれ設けられている。被装着部830は、保持部材80の表面に三重の同心円筒状に形成されている。被装着部830の中心には、図12(a)に示されるように、コイルスプリング73を位置決めするとともに押圧部材74の中心軸748が挿入される第1の円筒部831が相対的に低く設けられている。また、被装着部830における第1の円筒部831の外側には、押圧部材74の外周が挿入されて保持される第2の円筒部832が相対的に最も高く突出した状態で設けられている。さらに、被装着部830における第2の円筒部832の外周には、挿入ガイド部材70の円形状の挿入口721に挿入されることで位置決めされる第3の円筒部833が第1の円筒部831よりわずかに高く且つ第2の円筒部832より低く突出した状態で設けられている。
被装着部830には、図20に示されるように、第3の円筒部833の内周に押圧部材74の規制部746,747と接触することにより、当該押圧部材74の周方向への移動を規制し、押圧部材74の接触部741を現像ユニット60の着脱方向に位置させる規制部834が設けられている。規制部834は、下端部が開口し且つ内部が中空に形成されており、押圧部材74の規制部746,747が挿入された状態で上下方向への移動を許容し、且つ周方向への移動を規制するものである。規制部834には、押圧部材74の規制部746,747の挿入を許容する通路835,836が、反時計回り方向に沿って隣接した位置にそれぞれ配置されている。通路835は、押圧部材74の規制部746に、通路836は、押圧部材74の規制部747にそれぞれ対応した幅を有している。また、規制部834の下端部には、通路835,836に連通した図示しない切欠き部が設けられている。
そのため、押圧部材74は、図17に示されるように、コイルスプリング73の付勢力に抗して挿入ガイド部材70の挿入孔721に挿入され、押圧部材74の規制部746,747が通路835,836に沿って下方へ移動した状態で、図中時計回り方向に回転させることにより、押圧部材74の規制部746,747が通路835,836の下端部に設けられた図示しない切欠き部を介して規制部834の内部へと移動し、コイルスプリング73の付勢力により規制部834内を上昇して、押圧部材74が挿入ガイド部材70の表面から所要量だけ突出した状態で停止する。
なお、被装着部830のうちブラックの作像装置10Kに対応した第3の円筒部833Kは、前述したように、保持部材80を挿入ガイド部材70に装着する際にX方向及びZ方向の位置決めを行う位置決め部811を構成している。
また、挿入ガイド部材70及び保持部材80の裏面には、図28に示されるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)の背面側に空気を供給するエアダクト部材90が装着される。挿入ガイド部材70は、保持部材80及びエアダクト部材90が装着された状態で案内ユニットを構成している。エアダクト部材90は、挿入ガイド部材70及び保持部材80の裏面の一部を気密状に覆うことにより、当該挿入ガイド部材70及び保持部材80との間に空気が流れるエアダクトを形成する部材である。また、エアダクト部材90の下端面は、画像形成装置本体1aのベースフレーム109により閉塞されてエアダクトが形成される。また、画像形成装置本体1aのベースフレーム109には、図26に示されるように、送風手段の一例としての送風ファン910が装着される。
エアダクト部材90は、図28に示されるように、保持部材80と同様に、挿入ガイド部材70の裏面にスナップ結合によって装着される。挿入ガイド部材70の裏面には、図22に示されるように、4つのスナップフィット部741〜744が鉛直方向下方へ向けて突出するように設けられている。4つのスナップフィット部741〜744は、図23に示されるように、スナップフィット部731〜734と基本的に同様に構成されている。
挿入ガイド部材70は、図26に示されるように、保持部材80が装着されるとともに、送風ファン910が取り付けられて最終的な案内ユニットを構成した状態で、上述したように画像形成装置本体1aのフロントフレーム102及びリアフレーム103に取り付けられる。即ち、案内ユニットは、最終的に、挿入ガイド部材70と、保持部材80と、エアダクト部材90と、送風装置910とから構成される。
<画像形成装置の特徴部分の動作>
実施の形態1に係る画像形成装置1では、図31に示されるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)を構成するプロセスカートリッジ100(Y,M,C,K)を画像形成装置本体1aに装着する場合や、いずれか1つ以上のプロセスカートリッジ100(Y,M,C,K)を交換する場合など、次のようにしてプロセスカートリッジ100を画像形成装置本体1aに着脱する操作が行われる。
プロセスカートリッジ100を構成する感光体ユニット50、現像ユニット60及び露光ユニット13は、画像形成装置本体1aの正面(操作者が対向する面)に設けられた図示しないフロントカバーを開放した状態で、図29に示されるように、当該画像形成装置本体1aの挿入ガイド部材70(図16参照)に対して装着される。なお、感光体ユニット50、現像ユニット60及び露光ユニット13は、露光ユニット13、現像ユニット60、感光体ユニット50の順で画像形成装置本体1aに装着される。また、感光体ユニット50、現像ユニット60及び露光ユニット13を画像形成装置本体1aから離脱する順序は、その逆である。また、露光ユニット13の装着を伴わない場合は、現像ユニット60、感光体ユニット50の順で装着され、逆の順序で離脱される。感光体ユニット50は、単独で着脱可能であるが、現像ユニット60が着脱される場合には、同時に感光体ユニット50も着脱される。
現像ユニット60は、図29に示されるように、ホルダ部材601の切替レバー603を時計回り方向に回転させて現像装置14を退避位置に移動させる。次に、現像ユニット60は、図30に示されるように、現像装置筐体140の第1の凸部153を挿入ガイド部材70のガイド溝713に挿入させるとともに、現像装置筐体140の第2の凸部154を挿入ガイド部材70の案内面714に載せ、画像形成装置本体1aの奥側へ向けて押し込むことにより装着される。
現像ユニット60は、画像形成装置本体1aの所定位置に装着される際に、当該現像ユニット60の装着方向に沿った奥側の端部に設けられた位置決め孔146が、画像形成装置本体1aのリアフレームに設けられた第2のスタッド113に挿入されるとともに、現像ユニット60のホルダ部材601の位置決め孔609,610が、図3に示されるように、画像形成装置本体1aの位置決め突起607,608に挿入されることで位置決めされる。ただし、この状態では、現像ユニット60の現像装置14は、動作位置ではなく、退避位置に位置している。このとき、現像ユニット60は、切替レバー603が時計回り方向に回転されたままの状態となっている。
このとき、現像装置筐体140の第2の凸部154は、図31に示されるように、挿入ガイド部材70の案内面714に沿って画像形成装置本体1aの奥側へ移動する際、挿入ガイド部材70に装着された押圧部材74と接触する。押圧部材74の現像装置筐体140の装着方向に沿った手前側の端部には、湾曲部742が設けられているため、押圧部材74は、図32に示されるように、湾曲部742を介して現像装置筐体140の第2の凸部154により押し下げられる。その後、押圧部材74は、図12(a)に示されるように、現像装置筐体140の第2の凸部154を通過した後にコイルスプリング73の付勢力により上方に変位し、当該第2の凸部154の装着方向に沿って手前側に設けられた電極装着部156の電極155に接触した状態で停止する。現像ユニット60の停止位置は、現像ユニット60のホルダ部材601が画像形成装置本体1aの前面側に当接した位置である。押圧部材74には凹部745が設けられているため、現像ユニット60が停止した状態で、第2の凸部154が押圧部材74の平坦部744以外の部分と接触することが回避される。また、現像ユニット60が傾斜した際でも、図12(b)に示されるように、第2の凸部154が押圧部材74の平坦部743以外の部分と接触することがないため、押圧部材74と電極155が確実に接触される。
なお、画像形成ユニット60を画像形成装置本体1aから離脱させる際には、押圧部材74の傾斜部744が第2の凸部154の傾斜面154bに接触することにより、当該押圧部材74が下方へ押し下げられる。
装着時、現像ユニット60の電極155には、押圧部材74がコイルスプリング73の付勢力により押圧されており、現像装置14に押圧部材74を介して現像バイアスが通電可能な状態となる。また、押圧部材74を付勢するコイルスプリング73が装着された保持部材80は、コイルスプリング73の付勢力による反力として押下力を受ける。保持部材80は、図25に示されるように、イエロー側の端部が画像形成装置本体1aの中間フレーム111に接触して直接支持され、マゼンタ及びシアンの領域がエアダクト部材90を介して、画像形成装置本体1aのベースフレーム109に接触して支持され、ブラックの領域814が画像形成装置本体1aのベースフレーム109に接触して直接支持されている。そのため、保持部材80は、コイルスプリング73による押下力を受けた場合であっても下方に移動したり撓み変形することが抑制され、現像ユニット60に対してコイルスプリング73の付勢力を確実に作用させることができる。
また、現像ユニット60の電極155には、押圧部材74が現像装置筐体140の第2の凸部154により押し下げられた後に、下方から上方へ移動する態様で押圧部材74が接触するため、電極155に対して現像ユニット60の着脱方向に沿った力が作用することが抑制される。
そして、画像形成装置本体1aには、現像ユニット60が装着された後に、感光体ユニット50が装着される。感光体ユニット50は、図30に示されるように、感光体ユニット50の下端部に設けられたガイド部504を挿入ガイド部材70の感光体ユニット用ガイド704に挿入した状態で、画像形成装置本体1aの奥側へ向けて押し込むことにより装着される。感光体ユニット50は、画像形成装置本体1aの所定位置に装着される際に、当該感光体ユニット50の装着方向に沿った奥側の端部に設けられた円筒状の位置決め部513が、画像形成装置本体1aのリアフレーム103に設けられた第1のスタッド112に挿入されるとともに、感光体ユニット50の前フレーム部501の位置決め孔505が、画像形成装置本体1aの位置決め部506に挿入されることで動作位置に位置決めされ、図示しない固定手段により固定される。
感光体ユニット50は、挿入ガイド部材70により案内されて画像形成装置本体1aに装着される際に、当該感光体ユニット50の突起部515が現像ユニット60のガイドレール部150に突き当てられることで、図30に示されるように、感光体ユニット50と現像ユニット60との間に所要の間隙が形成され、感光体ドラム11の表面が現像ユニット60と接触して損傷することが防止される。
現像ユニット60は、上述したように、感光体ユニット50が画像形成装置本体1aの動作位置に位置決め固定された状態で、ホルダ部材601の切替レバー603を反時計回り方向に回転させることにより、現像装置14の筐体140が装着方向に沿った手前側の端部は、コイルスプリング606により、現像装置14の筐体140が装着方向に沿った奥側の端部は、押圧部材74を介してコイルスプリング73により押圧されて第2のスタッド113及び回転軸602を中心にして感光体ドラム11側に回転して動作位置に移動する。現像ユニット60は、現像ロール141の軸方向に沿った両端部に設けられた突当部材152が、コイルスプリング606及び73の付勢力によって感光体ドラム11の突当部材516に当接することで、感光体ドラム11と現像ロール141との間隙(DRS:Drum to Roll Space)が所要の値に保持される。
なお、感光体ユニット及び現像ユニットを画像形成装置本体1aから取り外す際には、装着時と逆の操作が行われる。
このように、上記実施の形態では、現像装置14を感光体ドラム11に向けて付勢するコイルスプリング73を保持する保持部材80が直接又は他の部材を介して画像形成装置本体1aと接触しない場合に比較して、現像装置14の背面側に作用するコイルスプリング73の付勢力が低下することが抑制される。そのため、現像ユニット60は、感光体ドラム11と現像ロール141との間隙(DRS:Drum to Roll Space)が所要の値に安定して保持される。
また、この実施の形態では、現像装置14を感光体ドラム11に向けて付勢する付勢手段72が、現像装置14に現像バイアス電圧を印加する印加手段を兼ねているため、付勢手段と印加手段を別に構成した場合に比較して、部品点数が減少するとともにコストが低減される。
なお、前記実施の形態では、画像形成装置としてイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー像を形成するフルカラー画像形成装置について説明したが、モノクロの画像形成装置にも同様に適用することができることは勿論である。
1…画像形成装置
1a…画像形成装置本体
109…ベースフレーム
11…感光体ドラム
14…現像装置
50…感光ユニット
60…現像ユニット
70…挿入ガイド部材
73…コイルスプリング
74…押圧部材
80…保持部材
90…エアガイド部材

Claims (12)

  1. 静電潜像を保持する像保持体と、
    前記像保持体の静電潜像を現像する現像手段と、
    前記現像手段を前記像保持体に向けて付勢する付勢手段と、
    前記付勢手段を保持する部材であって、前記付勢手段の付勢方向と対向する部位が直接又は他の部材を介して画像形成装置本体と接触するよう配置される保持部材と、
    前記像保持体及び前記現像手段を前記画像形成装置本体に対して着脱自在に案内する案内部材を備え、
    前記保持部材は、前記案内部材に対して前記像保持体及び前記現像手段の着脱方向と、該着脱方向及び前記付勢手段の付勢方向の両方に直交する方向に沿って位置決めされ、かつ、前記付勢手段の付勢方向に沿って移動を許容された状態で取り付けられ
    前記付勢手段は、前記案内部材に設けられた挿通孔を通して前記現像手段を付勢する画像形成装置。
  2. 前記保持部材は、前記案内部材に対して鉛直方向に沿って移動を許容された状態で取り付けられている請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記保持部材は、弾性変形自在に設けられた突起部を前記案内部材の係合部と係合させることにより前記案内部材に装着される請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記保持部材は、前記付勢手段を保持して前記案内部材とともに構成された案内ユニットとして前記画像形成装置本体に装着される請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記案内ユニットは、さらにエアダクト部材を含んで構成される請求項に記載の画像形成装置。
  6. 前記付勢手段は、前記現像手段と接触して当該現像手段を押圧する導電性材料からなる押圧部材を備え、
    前記押圧部材は、前記現像手段に設けられた電極と接触することで、前記現像手段に現像バイアス電圧を印加する請求項1に記載の画像形成装置。
  7. 前記付勢手段は、前記現像手段を付勢する金属製線材からなる付勢部材を備えている請求項に記載の画像形成装置。
  8. 前記付勢部材は、現像バイアス電圧を給電する給電電路を一体的に有している請求項に記載の画像形成装置。
  9. 前記押圧部材の前記現像手段と接触する端部には、前記現像手段の装着方向に沿った上流側に配置され、前記現像手段へ向けて湾曲した形状に突出した湾曲部と、前記湾曲部の前記現像手段の装着方向に沿った下流側に配置され、前記現像手段から離間する方向に凹んだ凹部とを有する請求項6乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。
  10. 前記押圧部材の前記現像手段と接触する端部には、前記現像手段の装着方向に沿った上流側に配置され、前記現像手段へ向けて湾曲した形状に突出した湾曲部と、前記湾曲部の前記現像手段の装着方向に沿った下流側に配置され、前記現像手段から離間する方向に傾斜した傾斜部とを有する請求項6乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。
  11. 前記現像手段は、前記押圧部材と接触する接触部の前記現像手段の装着方向に沿った下流側に、前記現像手段から離間する方向に突出した凸部を有する請求項6乃至10のいずれかに記載の画像形成装置。
  12. 前記押圧部材の前記現像手段と接触する端部には、前記現像手段の電極と接触する平坦部を有する請求項6乃至11のいずれかに記載の画像形成装置。
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