JP7314686B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、現像器に振動を与えることで、現像器の筐体内面側に堆積したトナーを落下させ、用紙に不良画像が発生するのを抑制させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、加振機構を備えた現像器が記載されている。

特開２０１８－２２１２２号公報

現像器は、耐久性の問題から所定タイミングでメンテナンス部品として交換されるのが一般的である。しかしながら、上記特許文献１の場合、加振機構自体は耐久性の問題がないにも関わらず現像器と同時に交換することとなり、無駄な廃棄物が発生し、ランニングコストが上昇していた。

本発明の課題は、無駄な廃棄物が発生を抑え、ランニングコストの上昇を抑えることである。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、
感光体と、
感光体に現像剤を供給する現像器と、
前記現像器を、前記感光体に対向して現像を行う現像位置と、前記感光体から所定間隔離間した離間位置との間で移動させる移動機構と、を備え、
前記現像器は、装置本体に対して着脱可能であって、
前記移動機構は、
前記現像器において前記感光体の軸方向に延在して設けられた第１ガイド部と、
前記装置本体において前記軸方向に延在して設けられ、前記第１ガイド部上を前記軸方向と直交する直交方向に移動可能な第２ガイド部と、
前記第２ガイド部に押圧力を付与することで、前記第２ガイド部を前記第１ガイド部上で前記直交方向に移動させて前記現像器を前記離間位置とさせる押圧部と、
を備え、
前記装置本体には、前記現像器を加振する加振機構が備えられ、
前記移動機構による前記現像器の移動に伴って、前記加振機構が移動可能に構成され、
前記加振機構は、前記第２ガイド部に設けられていることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、
感光体と、
感光体に現像剤を供給する現像器と、を備え、
前記現像器は、装置本体に対して着脱可能であって、
前記装置本体には、前記現像器を加振する加振機構が備えられ、
前記加振機構は、支点まわりに揺動する揺動部を備え、
前記揺動部は、前記現像器の移動する方向と沿う方向に揺動動作を行うように配され、
前記揺動部の揺動動作により、前記現像器の筐体に衝撃が付与されて加振されることを特徴とする。

本発明によれば、無駄な廃棄物が発生を抑え、ランニングコストの上昇を抑えることができる。

画像形成装置の概略構成を示す図である。 現像器を示す斜視図である。 回転部の構成を示す模式図である。 現像器が現像位置にある状態を示す図である。 現像器が離間位置にある状態を示す図である。 現像器を引き抜く前の状態を示す図である。 現像器を引き抜いた後の状態を示す図である。 加振機構を示す図である。 加振機構を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

［画像形成装置］
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の概略構成図である。
なお、以下の説明において、画像形成装置１の幅方向（左右方向）をＸ方向、画像形成装置１の奥行方向（前後方向）をＹ方向、画像形成装置の高さ方向（上下方向）をＺ方向とする。
図１に示すように、画像形成装置１は、例えば、画像形成部１０、給紙部６０、制御部７０を備えて構成される、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。

画像形成部１０は、画像処理された原画像の各画素の４色の画素値に応じて、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの４色からなる画像を用紙上に形成する。
画像形成部１０は、４つの書込みユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、中間転写ベルト１７、２次転写ローラー１８、定着部１９等を備えて構成されている。

４つの書込みユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト１７のベルト面に沿って直列（タンデム）に配置され、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像を形成する。
各書込みユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは形成する画像の色が異なるだけで構成は同じであり、図１に示すように、光走査装置１１、感光体１２、現像器１３、帯電部１４、クリーニング部１５及び１次転写ローラー１６を備えて構成されている。

画像形成時、各書込みユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋでは、帯電部１４により感光体１２を帯電させた後、原画像に基づいて光走査装置１１により出射した光束で感光体１２上を走査し、静電潜像を形成する。現像器１３によりトナー等の色材を供給して現像すると、感光体１２上に画像が形成される。
４つの書込みユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体１２上にそれぞれ形成した画像を、それぞれの１次転写ローラー１６により、中間転写ベルト１７上に順次重ねて転写（１次転写）する。これにより、中間転写ベルト１７上には各色からなる画像が形成される。中間転写ベルト１７は、複数のローラーに巻き回されて回動する。１次転写後、クリーニング部１５により感光体１２上に残留する色材を除去する。

画像形成部１０では、回動する中間転写ベルト１７上の画像が２次転写ローラー１８の位置に至るタイミングに合わせて、給紙部６０から用紙が給紙される。２次転写ローラー１８は、対をなす一方のローラーが中間転写ベルト１７に圧接し、他方が中間転写ベルト１７を巻き回す複数のローラーのうちの１つを構成している。２次転写ローラー１８の圧接により、中間転写ベルト１７から用紙上に画像を転写（２次転写）すると、定着部１９に用紙を搬送して定着処理を施し、排紙トレイへ排紙する。

給紙部６０は、例えば画像形成装置１の下部に備えられ、着脱可能な給紙トレイを有する。給紙トレイに収容された用紙は、その最上部のものより１枚ずつ給紙ローラーによって搬送経路に送り出される。
制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを備え、画像形成装置１の各部の動作を制御する。

［現像器］
図２は、現像器１３を示す斜視図である。
図２に示すように、現像器１３は、感光体１２の軸方向（Ｙ方向）に沿って延在するように設置されている。
現像器１３は、主撹拌部材１３ａ、補助撹拌部材１３ｂ及び仕切板１３ｃを有する現像剤撹拌部１３１と、２つの現像ローラー１３２，１３２と、これらの各部材を収納する筐体１３３と、を備え、例えばトナーとキャリアとを含む現像剤を内蔵している。
現像器１３において、現像剤は、主撹拌部材１３ａと補助撹拌部材１３ｂとで撹拌されつつ、その一部が現像ローラー１３２，１３２に搬送される。現像ローラー１３２，１３２の表面には現像剤の層が形成され、この層から感光体１２の潜像にトナーが付与される。

筐体１３３は、上記各部を収納可能な形状であり、具体的には、断面視において、現像剤撹拌部１３１の配置された下部が、上部よりも右側方に突出している。これにより、筐体１３３の右側方上部には、凹部１３３ａ（図１参照）が形成されることとなる。

また、筐体１３３のＹ方向の両端面には、現像ローラー１３２，１３２の軸受け部１３２ａに接触する板体１３４が備えられている。
板体１３４は、後述する回転体１１０に接触可能な位置に配置されている。

このような現像器１３は、画像形成装置１に対して脱着可能に構成され、所定タイミングにおいてメンテナンス部品として交換される。
画像形成装置１は、交換に際し、現像器１３を、感光体１２に現像ローラー１３２が対向して現像を行う現像位置（図４参照）と、感光体１２から現像ローラー１３２が所定間隔離間した離間位置（図５参照）との間で移動させる移動機構２０を備えている。

図２に示すように、移動機構２０は、例えば、現像器１３を移動させる力を付与するための可動部１００と、現像器１３において感光体１２の軸方向（Ｙ方向）に延在して設けられた第１ガイド部３０と、画像形成装置１の本体において前記軸方向に延在して設けられ、第１ガイド部３０上を左右方向（Ｘ方向）に移動可能な第２ガイド部４０と、を備える。

可動部１００は、現像器１３の延在方向（Ｙ方向）に沿って設けられた軸体１００ａと、軸体１００ａまわりに回転する回転体１１０と、を備える。
回転体１１０は、画像形成装置１において、現像器１３のＹ方向の両端部それぞれに対応する位置に設けられ、同一方向に同時に同じ動作をする。

軸体１００ａは、ユーザーが回転操作するためのレバー１００ｂ（図６参照）と連結され、ユーザーがレバー１００ｂを操作することで、軸体１００ａが回転し、これに伴い回転体１１０が回転する。

図３は、回転体１１０の構成を示す模式図である。
図３に示すように、回転体１１０は、略平行な２枚の板体１１１，１１１と、これらの一端部を連結する１枚の連結体１１２とを備えて収容空間１１３を形成する、全体として「コ」の字状の枠体１１０Ａを備える。
２枚の板体１１１，１１１には、軸体１００ａが挿通されている。収容空間１１３内では、軸体１００ａにバネ部材１１４を介してコロ１１５が設けられている。枠体１１０Ａの開口端部側において、２枚の板体１１１，１１１は一部が切りかかれ、これにより突出部１１１ａが形成されている。

図２に戻り、第１ガイド部３０は、現像器１３の筐体１３３の凹部１３３ａの外面に、筐体１３３の奥行方向（Ｙ方向）に沿って延在するように設けられる。
具体的に、第１ガイド部３０は、凹部１３３ａの底面に配される水平部３１を備え、水平部３１における、感光体１２から遠いほうの右端部には、上方に突出した突出部３２が備えられている。
また、第１ガイド部３０は、筐体１３３の長手方向（Ｙ方向）の全域にわたる長さを有している。

第２ガイド部４０は、画像形成装置１本体に連結された部材である。
第２ガイド部４０は、第１ガイド部３０上に、筐体１３３の奥行方向（Ｙ方向）に沿って延在し、且つ、水平部３１上を左右方向（Ｘ方向）にスライド移動可能に載置されている。
第２ガイド部４０も、筐体１３３の長手方向（Ｙ方向）の全域にわたる長さを有している。

図４は、現像位置にある現像器１３を示す図である。
現像器１３が現像位置にて固定されている状態では、回転体１１０の２枚の板体１１１，１１１の間に板体１３４が挿入し、コロ１１５が板体１３４の右端部に押圧力を付与している。よって、板体１３４の左端部は、現像ローラー１３２，１３２の軸受け部１３２ａに圧接されている。
これにより、軸受け部１３２ａは、感光体１２の規制部１２ａと圧着され、現像位置においては、感光体１２と現像ローラー１３２，１３２が正確に位置決めされて固定され、感光体１２と現像ローラー１３２，１３２のギャップを精度よく確保することが可能となっている。

図５は、離間位置にある現像器１３を示す図である。
現像器１３を離間位置に移動する場合、ユーザーがレバー１００ｂ（図６参照）を反時計まわりに操作することに伴って、図４の状態から回転体１１０が反時計まわりに回転し、２枚の板体１１１，１１１の突出部１１１ａが第２ガイド部４０の左端部に押圧力を付与する。
これにより、第２ガイド部４０は、第１ガイド部３０の水平部３１上を右方向にスライド移動し、突出部３２の左端部に押圧力が付与される。
第１ガイド部３０は現像器１３に設けられた部材であるため、現像器１３自体が右方向に移動し、現像器１３が感光体１２から離間することとなる。
現像器１３を離間位置に移動させた後、この現像器１３を挿脱することが可能となる。

なお、レバー１００ｂに対する時計まわりの操作により、図５の状態から回転体１１０を時計まわりに回転させることで、現像器１３を離間位置から現像位置に再度移動させ、当該現像器１３を上述したように現像位置にて固定させることができる。この際、現像器１３の左方向への移動により第１ガイド部３０も左方向へする。第１ガイド部３０の突出部３２が、第２ガイド部４０の右端部に押圧力を付与して第２ガイド部４０も左方向へ移動するので、現像器１３の移動を第２ガイド部４０が妨げることはない。

図６は、現像器１３を引き抜く前の状態を示す図であり、図７は、現像器１３を引き抜いた後の状態を示す図である。
図６及び図７に示すように、現像器１３の前面には、持ち手部１３５が設けられており、ユーザーは持ち手部１３５をつかんで、画像形成装置１の前側に現像器１３を引っ張り、現像器１３を引き抜く。
このとき、第１ガイド部３０は第２ガイド部４０に沿ってＹ方向に移動し、第２ガイド部４０にて規制されることで、現像器１３が感光体１２に接触し、感光体１２に傷がつくのが防止される。本実施の形態のように、第１ガイド部３０は第２ガイド部４０が感光体１２のＹ方向の全域にわたって設けられていることで、かかる効果はより高いものとなる。
この後、新たな現像器１３を画像形成装置１の本体に差し込むことが行われるが、その場合であっても、第１ガイド部３０は第２ガイド部４０にて規制されるため、同様の効果を得ることができる。

ところで、現像器１３においては、現像剤を担持した現像ローラー１３２，１３２が感光体１２に向けてトナーを搬送する際に、現像ローラー１３２，１３２の回転によりトナーが飛散する場合がある。
飛散したトナーは、現像ローラー１３２，１３２と対向する現像器１３の筐体１３３に付着する。付着したトナーが溜まっていくと凝集して筐体１３３から脱落し、脱落したトナーが、例えば、画像形成処理の途中において現像ローラー１３２，１３２や感光体１２の上に付着すると、当該トナーに起因した画像不良が発生しやすくなる。

そこで、本実施の形態の画像形成装置１には、現像器１３の筐体１３３を加振し、トナーが付着・凝集するのを防止するための加振機構５０が備えられる。

図８及び図９は、加振機構５０を説明するための図である。
図８に示すように、加振機構５０は、第２ガイド部４０上に設けられている。
すなわち、加振機構５０は、現像器１３と別体として、画像形成装置１の本体側に設けられている。このため、現像器１３を引き抜いても、加振機構５０に影響がない構成となっている。

図９に示すように、加振機構５０は、例えば、支点５１まわりに揺動する揺動部５２と、制御部７０の制御により揺動部５２に駆動力を与える駆動部５３と、を備える。
揺動部５２は、その基端部が支点５１に軸支され、その先端部に錘５２ａが備えられた板体である。駆動部５３は、例えば、電磁ソレノイド等を用いることができる。
揺動部５２は、支点５１まわりにおいて、現像器１３の移動方向（Ｘ方向）に沿う方向に揺動動作することで、現像器１３の筐体１３３を叩いて衝撃を付与するようになっている。

この際、加振機構５０が第２ガイド部４０上に設けられていることから、第２ガイド部４０のＸ方向の移動、すなわち現像器１３の移動にともなって、加振機構５０が移動する構成となっている。これにより、現像器１３の近傍に加振機構５０を常設させることができ、加振の効果を維持することが可能となる。
つまり、本実施の形態の加振機構５０のように回転方向の力を利用する構成の場合、揺動部５２のストロークが大きいと加振エネルギーのロスが発生する。
現像器１３の近傍に加振機構５０を設けることで、現像器１３の筐体１３３に対して直交方向（Ｘ方向）にできるだけ近い方向から筐体１３３を叩くことが可能となり、加振エネルギーのロスを少なくできる。
また、揺動部５２の先端部に錘５２ａが備えられることで遠心力が働き、筐体１３３に付着したトナーを効率よく脱落させることができる。

［本実施の形態の効果］
以上のように、本実施の形態によれば、感光体１２と、感光体１２に現像剤を供給する現像器１３と、を備え、現像器１３は、装置本体に対して着脱可能であって、装置本体には、現像器１３を加振する加振機構５０が備えられる。
このため、現像器１３の交換時に加振機構５０を廃棄する必要がなくなり、無駄な廃棄物が発生を抑え、ランニングコストの上昇を抑えることである。

また、本実施の形態によれば、現像器１３を、感光体１２に対向して現像を行う現像位置と、感光体１２から所定間隔離間した離間位置との間で移動させる移動機構２０を備え、移動機構２０による現像器１３の移動に伴って、加振機構５０が移動可能に構成される。
具体的に、移動機構２０は、現像器１３においてＹ方向に延在して設けられた第１ガイド部３０と、装置本体においてＹ方向に延在して設けられ、第１ガイド部３０上をＸ方向に移動可能な第２ガイド部４０と、第２ガイド部４０に押圧力を付与することで、第２ガイド部４０を第１ガイド部３０上でＸ方向に移動させて現像器１３を離間位置とさせる回転体１１０と、を備え、加振機構５０は、第２ガイド部４０に設けられている。
このため、加振機構５０を現像器１３の近傍に常設させることができ、加振した際の効果を常時維持することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、現像器１３が離間位置にある場合、第１ガイド部３０が第２ガイド４０部に規制された状態で、現像器１３は装置本体から挿脱可能である。
このため、現像器１３の装置本体から挿脱時に、感光体１２に傷がつくのを防止することができる。

また、本実施の形態によれば、第１ガイド部３０及び第２ガイド部４０は、感光体１２の軸方向の全域にわたって設けられている。
このため、現像器１３の装置本体から挿脱時に、感光体１２に傷がつくのをより確実に防止することができる。

また、本実施の形態によれば、加振機構５０は、支点５１まわりに揺動する揺動部５２を備え、揺動部５２の揺動動作により、現像器１３の筐体１３３に衝撃が付与されて加振される。また、揺動部５２は、現像器１３の移動する方向と沿う方向に揺動転動作を行う。
これにより、効率よく加振することができる。

また、本実施の形態によれば、回転体１１０は、現像器１３に押圧力を付与することで、現像器１３を現像位置へ移動させ、かつ現像位置で固定させる。
このため、現像器１３を感光体１２に当接する現像位置に移動させる機構と、現像器１３を固定（押圧）させる機構とを共通にすることができる。

なお、上記実施の形態で示した構成、構造、制御内容や順番などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、本実施の形態の回転体１１０以外の構成であっても、現像器１３と第２ガイド部４０に押圧力を付与可能なものであれば採用可能である。

また、現像ローラー１３２の軸受け部１３２ａに押圧力が付与される構成としたが、軸受け部１３２ａ以外に押圧力が付与される構成としても良い。
また、現像ローラー１３２の数は本実施の形態の構成に限定されない。
また、加振機構５０の構成は一例であって、装置本体に設置可能であれば上記実施の形態の構成に限定されない。

１ 画像形成装置
１０ 画像形成部
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 書込みユニット
１１ 光走査装置
１２ 感光体
１２ａ 規制部
１３ 現像器
１３１ 現像剤撹拌部
１３ａ 主撹拌部材
１３ｂ 補助撹拌部材
１３ｃ 仕切板
１３２ 現像ローラー
１３２ａ 軸受け部
１３３ 筐体
１３３ａ 凹部
１３４ 板体
１３５ 持ち手部
２０ 移動機構
３０ 第１ガイド部
３１ 水平部
３２ 突出部
４０ 第２ガイド部
５０ 加振機構
５１ 支点
５２ 揺動部
５２ａ 錘
５３ 駆動部
７０ 制御部
１００ 可動部
１００ａ 軸体
１００ｂ レバー
１１０ 回転体（押圧部）
１１０Ａ 枠体
１１１ 板体
１１１ａ 突出部
１１２ 連結体
１１３ 収容空間
１１４ バネ部材
１１５ コロ

Claims (7)

1. 感光体と、
   感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記現像器を、前記感光体に対向して現像を行う現像位置と、前記感光体から所定間隔離間した離間位置との間で移動させる移動機構と、を備え、
   前記現像器は、装置本体に対して着脱可能であって、
   前記移動機構は、
   前記現像器において前記感光体の軸方向に延在して設けられた第１ガイド部と、
   前記装置本体において前記軸方向に延在して設けられ、前記第１ガイド部上を前記軸方向と直交する直交方向に移動可能な第２ガイド部と、
   前記第２ガイド部に押圧力を付与することで、前記第２ガイド部を前記第１ガイド部上で前記直交方向に移動させて前記現像器を前記離間位置とさせる押圧部と、
   を備え、
   前記装置本体には、前記現像器を加振する加振機構が備えられ、
   前記移動機構による前記現像器の移動に伴って、前記加振機構が移動可能に構成され、
   前記加振機構は、前記第２ガイド部に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像器が前記離間位置にある場合、前記現像器は、前記第１ガイド部が前記第２ガイド部に規制された状態で前記装置本体から挿脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部は、前記感光体の軸方向の全域にわたって設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記加振機構は、支点まわりに揺動する揺動部を備え、
   前記揺動部の揺動動作により、前記現像器の筐体に衝撃が付与されて加振されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記揺動部は、前記現像器の移動する方向と沿う方向に揺動動作を行うように配されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記押圧部は、前記現像器に押圧力を付与することで、前記現像器を前記現像位置へ移動させ、かつ前記現像位置で固定させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 感光体と、
   感光体に現像剤を供給する現像器と、を備え、
   前記現像器は、装置本体に対して着脱可能であって、
   前記装置本体には、前記現像器を加振する加振機構が備えられ、
   前記加振機構は、支点まわりに揺動する揺動部を備え、
   前記揺動部は、前記現像器の移動する方向と沿う方向に揺動動作を行うように配され、
   前記揺動部の揺動動作により、前記現像器の筐体に衝撃が付与されて加振されることを特徴とする画像形成装置。

Images