JP7387305B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

記録材にカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置は、夫々が画像情報に応じた複数のレーザ光を用いて各々対応する感光体を走査して静電潜像を形成し、これらの静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて可視像化する。そして、複数色のトナー画像を重ね合わせてカラー画像を形成する。特許文献１には、カラー画像形成装置に搭載される走査ユニットの、画像形成装置の本体への取り付け方法について開示されている。特許文献１に記載の画像形成装置は、図１２～図１４に示すように、装置本体の正面に位置する前側板７１と、後側に位置する後側板７２と、前後側板７１、７２間に設けられており走査ユニットＳを支持する支持部材７４及び下板７７、を有する。走査ユニットＳを、装置本体の開口部７８から装着する時、光学箱の底部に設けた係合部４１、４２が下板７７に設けた凸部７７ａ、７７ｂに案内される。

特開２０１７－９０７６９号公報

特許文献１に記載の構成では、記録材（紙）を収容するカセットと走査ユニットＳの間に下板７７を設ける必要がある。そのため、画像形成装置の高さ方向の小型化に改善の余地がある。

本発明は、高さを抑えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するための本発明は、複数の感光体と、前記複数の感光体の表面夫々を画像情報に応じたレーザ光で走査する走査ユニットであって、レーザ光を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を収容する光学箱と、前記回転多面鏡で偏向され前記走査ユニットの外へ出射するレーザ光が透過する複数の透過部を有し前記光学箱の開口部を覆う蓋部材と、を有する走査ユニットと、画像形成装置の筐体に対して着脱可能であり記録材を収納する記録材収納部と、を有し、前記複数の感光体夫々に形成されたトナー画像を記録材に転写して記録材にトナー画像を形成する画像形成装置において、前記走査ユニットは、鉛直方向において前記複数の感光体の下側、且つ前記記録材収納部の上側に配置されており、鉛直方向において前記走査ユニットと前記記録材収納部との間に他の部品が介在しておらず、前記光学箱又は前記蓋部材には、前記回転多面鏡の回転軸線方向に見た時、前記複数の透過部の並び方向に対して直交する方向であって前記透過部の長手方向に突出するガイド部が設けられており、前記走査ユニットは、前記ガイド部を前記画像形成装置の筐体に設けた支持部材に沿わせながら前記筐体に挿入される構造となっており、前記並び方向において、前記ガイド部は、前記複数の透過部が設けられた領域以上の領域に亘って設けられており、前記並び方向に見た時、前記ガイド部と前記支持部材は前記直交する方向において互いに重なり合っており、前記回転軸線方向に見た時に、前記ガイド部と前記支持部材が前記並び方向に亘って重なるように配置されていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、高さを抑えた画像形成装置を提供できる。

画像形成装置の筐体の斜視図 カセットを取り出した状態を示す斜視図 走査ユニットの斜視図 走査ユニットの断面図 画像形成プロセスを説明するための断面図 走査ユニットの画像形成装置への取り付け方法を説明するための断面図 支持部材周りの拡大図 支持部材周りの拡大図 走査ユニットの取り付け方法を説明するための図 走査ユニットの取り付け方法を説明するための図 走査ユニットを画像形成装置の上側から見た時の図 従来の画像形成装置を示した図 従来の画像形成装置を示した図 従来の画像形成装置を示した図

［実施例１］
（画像形成装置１００の全体構成）
図１は、実施例１の画像形成装置（プリンタ）１００の筐体（フレーム）１０２の斜視図であり、筐体１０２に走査ユニット１０１を取り付けた状態を示している。尚、本実施例の画像形成装置１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー画像を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー画像形成装置である。筐体１０２は、前側板１０３、後側板１０４、上板１０５、中板１０６、左側板１０７を有する。前側板１０３は、感光体と現像ユニットを備えたカートリッジ（不図示）を装着するための開口部１０８を有する。また、中板１０６と左側板１０７は、走査ユニット１０１を矢印Ａ方向から装着するための開口部を構成する。筐体１０２は、プレス成型された厚さ１ｍｍ前後の板金を溶接やビスなどの既知の技術によって組み立てたものである。そして、走査ユニット１０１を挿入する時の案内となる支持部材１１２、１１３を、中板１０６に設けている。１１４は、走査ユニット１０１を左側板１０７に固定する為の固定バネである。

図２は画像形成装置１００からカセット（記録材収納部）１１５を取り出した状態を示す斜視図である。鉛直方向において、走査ユニット１０１は、不図示のカートリッジの下側、且つ記録材を収納したカセット１１５の上側に配置される。走査ユニット１０１とカセット１１５との間には、小型化のため、筐体を構成する板金がない。したがって、図２のように、カセット１１５を画像形成装置１００から取り出すと、カセット１１５を収容していた空間に走査ユニット１０１が露出する。即ち、走査ユニット１０１は、記録材収納部１１５が取り外された際に画像形成装置の外部から見える位置に取り付けられている。

（走査ユニット１０１）
図３は、走査ユニット１０１の斜視図であり、蓋部材２１０を取り外した状態を示している。図４は走査ユニット１０１の断面図である。蓋部材２１０は省略してある。２０１ｙ、２０１ｍ、２０１ｃ、２０１ｋは画像情報に応じたレーザ光を出射する光源ユニットあり、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に対応するために４個搭載されている。２０２ｙ、２０２ｍ、２０２ｃ、２０２ｋはコリメータレンズ、２０３ｙ、２０３ｍ、２０３ｃ、２０３ｋはシリンドリカルレンズである。２０４ａ、２０４ｂはポリゴンミラー（回転多面鏡）、２０５ａ、２０５ｂはポリゴンミラーを回転させるモータを搭載するモータ駆動基板である。２０６ｙ、２０６ｍ、２０６ｃ、２０６ｋは第１走査レンズ、２０８ｙ、２０８ｍ、２０８ｃ、２０８ｋは第２走査レンズ、２０７ｙ、２０７ｍ、２０７ｃ、２０７ｋは折り返しミラーである。２０９は上述した光学部品類を収容する光学箱であり、２１０は光学箱２０９の内部を覆うための蓋部材である。

２１１ｙ、２１１ｍ、２１１ｃ、２１１ｋは、蓋部材２１０のレーザ光通過穴を塞ぐと共にレーザ光は通過させる透明なガラス（光透過部材）であり、接着剤や両面テープ等で蓋部材２１０に取り付けられている。２１２ｙ、２１２ｍ、２１２ｃ、２１２ｋは半導体レーザを駆動する回路基板であり、光学箱２０９の外壁に固定されている。回路基板２１２ｙ、２１２ｍ、２１２ｃ、２１２ｋは、複数の光源ユニット２０１ｙ、２０１ｍ、２０１ｃ、２０１ｋにそれぞれ設けられた半導体レーザを搭載しており、半導体レーザを発光させるための電気回路を有している。

蓋部材２１０は、光学箱２０９の側面を覆うカバー部２１０ａ及び２１０ｃを有する。カバー部２１０ａからはガイド部２１０ｂが突出しており、カバー部２１０ｃからはガイド部２１０ｄが突出している。カバー部２１０ａは、回路基板２１２ｙ、２１２ｍ、２１２ｃ、２１２ｋも覆っている。ガイド部２１０ｂ及び２１０ｄは、走査ユニット１０１を筐体１０２に挿入する際の被ガイド部の役目を有する。

以下の説明において、便宜上、イエローのトナー画像を形成するためのレーザ光を出射する走査光学系をＹステーションと称する。同様に、マゼンタ用の走査光学系はＭステーション、シアン用の走査光学系はＣステーション、ブラック用の走査光学系はＫステーションと称す。走査ユニット１０１は２台のモータ２０５ａ、２０５ｂを搭載している。モータ２０５ａはＹステーションとＭステーションに対応し、モータ２０５ｂはＣステーションとＫステーションに対応する。Ｙステーション、Ｍステーションの動作について以下に説明する。

半導体レーザを備えた光源ユニット２０１ｙから出射するレーザ光Ｌｙは、コリメータレンズ２０２ｙにより略平行化され、シリンドリカルレンズ２０３ｙに入射する。シリンドリカルレンズ２０３ｙに入射したレーザ光Ｌｙは、主走査断面においては平行な光の状態で出射すると共に、副走査断面においては集光してポリゴンミラー２０４ａに照射され、偏向される。偏向されたレーザ光Ｌｙは、第１走査レンズ２０６ｙを通過した後、折返しミラー２０７ｙによって反射される。更に、第２走査レンズ２０８ｙを通過することで、感光体３０１ｙに結像される。

光源ユニット２０１ｙと並んで配置されている光源ユニット２０１ｍから出射するレーザ光Ｌｍは、コリメータレンズ２０２ｍ、シリンドリカルレンズ２０３ｍを通過した後、ポリゴンミラー２０４ａのレーザ光Ｌｙを偏向する面とは異なる面によって偏向される。偏向されたレーザ光Ｌｍは第１走査レンズ２０６ｍ、折返しミラー２０７ｍ、第２走査レンズ２０８ｍによって感光体３０１ｍへと導かれる。なお、Ｃステーション、Ｋステーションの動作については、説明を省略するものの、Ｙステーション、Ｍステーションと同一の動作である。

（画像形成プロセス）
図５は画像形成装置１００の断面図である。走査ユニット１０１は感光体３０１ｙ、３０１ｍ、３０１ｃ、３０１ｋの下側に配置され、各々の感光体をレーザ光Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋで走査する。感光体３０１ｙ、３０１ｍ、３０１ｃ、３０１ｋは、予め帯電器３０２ｙ、３０２ｍ、３０２ｃ、３０２ｋによって帯電されており、レーザ光が照射されることによって静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器３０３ｙ、３０３ｍ、３０３ｃ、３０３ｋによって現像されてトナー画像となる。各感光体上のトナー画像は、電圧が印可された一次転写ローラ３０４ｙ、３０４ｍ、３０４ｃ、３０４ｋによって中間転写ベルト３０５上に転写され、中間転写ベルト３０５上で重畳される。一方、走査ユニット１０１の下側に配置されたカセット１１５内に収納された記録材３０７は、上述の画像形成プロセスとタイミングを合わせてピックアップローラ３０８によって取り出される。中間転写ベルト３０５上に重畳されたトナー画像は、電圧が印可された二次転写ローラ３０９によって記録材３０７に転写される。トナー画像を担持する記録材３０７は定着器３１０で定着処理され、これによりトナー画像が記録材３０に定着される。記録材３０７は、その後、ローラ３１１で装置外に排出される。

（走査ユニットの取り付け方法）
次に、走査ユニット１０１の画像形成装置１００への取り付け方法を説明する。図６のように、走査ユニット１０１は、画像形成装置１００の左側からＡ方向に移動させることによって画像形成装置１００に挿入される。挿入方向（Ａ方向）は、感光体３０１ｙ、３０１ｍ、３０１ｃ、３０１ｋの配列方向に平行な方向である。

図７は、中板１０６に取り付けた支持部材１１３の周囲の構造を表した拡大図であり、画像形成装置１００を図６のＡ方向に見た時の図である。図８は、中板１０６に取り付けた支持部材１１２の周囲の構造を表した拡大図であり、画像形成装置１００を図６のＡ方向に見た時の図である。

走査ユニット１０１を挿入する時、走査ユニット１０１の挿入方向先端を筐体１０２の中板１０６と左側板１０７の間の空間に挿入する。この時、図７のように、蓋部材２１０に設けたガイド部２１０ｂが、中板１０６に取り付けた支持部材１１３の支持部１１３ａに載せられる。また、図８のように、蓋部材２１０に設けたガイド部２１０ｄが、中板１０６に取り付けた支持部材１１２の支持部１１２ａに載せられる。その後、ガイド部２１０ｂおよび２１０ｄが支持部１１３ａおよび１１２ａ上を図１及び図２のＡ方向にスライド移動するように、走査ユニット１０１を押し込むことによって、走査ユニット１０１を筐体１０２内に装着する。図７及び図８から理解できるように、走査ユニット１０１は矢印Ｂ方向（矢印Ａ方向に対して直交する方向であって、レーザ光の主走査方向でもある）において、二つの支持部材１１２、１１３の間に配置されている。

図９（ａ）に示すように、走査ユニット１０１をＡ方向へスライドさせると、ガイド部２１０ｄの先端部２１０ｄ１が、支持部１１２ａに設けた凸部１１２ｂに乗り上げる。これにより、走査ユニット１０１の光学箱２０９の先端の突起２０９ａ、２０９ｂ（２０９ｂは図１０参照）が鉛直方向の上側に持ち上がる。この時、突起２０９ａ、２０９ｂの下面は、中板１０６の一端を曲げ起こした曲げ部１０６ｃに設けた挿入孔１０６ａ、１０６ｂ（１０６ｂは図１０参照）の底面よりも鉛直方向において若干高い位置となる。これにより、突起２０９ａ、２０９ｂを挿入孔１０６ａ、１０６ｂに入れ易くしている。突起２０９ａ、２０９ｂの先端が挿入孔１０６ａ、１０６ｂに入った状態から更に走査ユニット１０１をＡ方向に押し込むと、突起２０９ａ、２０９ｂが挿入孔１０６ａ、１０６ｂに完全に入った状態になる。この時、ガイド部２１０ｄの凹部２１０ｄ２が支持部１１２ａの凸部１１２ｂのポジションと重なり、光学箱２０９の先端が鉛直方向の下側に下がる。しかしながら、突起２０９ａ、２０９ｂの下面が挿入孔１０６ａ、１０６ｂの底面に突き当たる高さまでしか光学箱２０９の先端は下がらない。

図９（ｂ）は、走査ユニット１０１をＡ方向に挿入完了した状態を示している。挿入孔１０６ａは鉛直方向において矢印の範囲に設けられている（挿入孔１０６ｂも同じ）。この時、突起２０９ａの下面は挿入孔１０６ａの底面に突き当たっている。また、ガイド部２１０ｄは支持部１１２ａから離れている（両者のギャップを符号Ｇで示している）。

図１０に示すように、突起部２０９ａ、２０９ｂが挿入孔１０６ａ、１０６ｂに挿入された状態で、曲げ部１０６ｃに係止されている一対の線バネ１５１ａ、１５１ｂによって突起部２０９ａ、２０９ｂが中板１０６の挿入孔１０６ａ、１０６ｂの底面に押さえ付けられている。これにより走査ユニット１０１が中板１０６に固定される。そして、図１に示すように、固定バネ１１４を左側板１０７に掛けることで、走査ユニット１０１を左側板１０７にも固定し、走査ユニット１０１の取り付けが完了する。走査ユニット１０１が固定された状態では、図９（ｂ）に示したように、ガイド部２１０ｄと支持部１１２ａ、及びガイド部２１０ｂと支持部１１３ａ、はいずれも接触していない。なお、本実施例は、凸部１１２ｂを支持部１１２ａに設けた構成について説明したが、凸部は蓋部材のガイド部２１０ｂに設けても良い。

ガイド部２１０ｂと２１０ｄの矢印Ｂ方向の幅は、支持部１１２ａと１１３ａの間のスパンよりも広く、走査ユニット１０１が支持部１１２ａと１１３ａから脱落するのを防止している。また、ガイド部２１０ｂの矢印Ｂ方向の先端と支持部１１３ａの根本とのクリアランスと、ガイド部２１０ｄの矢印Ｂ方向の先端と支持部１１２ａの根本とのクリアランスは、数ｍｍ程度である。これにより、走査ユニット１０１が矢印Ｂ方向に移動する量を数ｍｍに制限することができ、走査ユニット１０１を挿入する時の姿勢が安定してスムーズに挿入出来る。また、図１１のように、走査ユニット１０１を鉛直方向上側から見ると、蓋２０１のガイド部２１０ｂ、２１０ｄと、支持部材１１２、１１３とが矢印Ａ方向に亘って重なるように配置されている。

なお、本実施例は、蓋２０１にガイド部を設けた構成について説明したものの、ガイド部は光学箱２０９に設けても良い。

上述したように、本実施例は、トナー画像を担持する複数の感光体と、感光体の表面を画像情報に応じたレーザ光で走査する走査ユニットと、画像形成装置の筐体に対して着脱可能であり記録材を収納する記録材収納部と、を有している。そして、走査ユニットは、鉛直方向において感光体の下側、且つ記録材収納部の上側に配置され、鉛直方向において走査ユニットと記録材収納部との間に他の部品が介在していない。これにより、高さを抑えた画像形成装置を提供できる。

また、本実施例によれば、ユーザーがカセット１１５を取り外すと、走査ユニット１０１が露出することになる。しかしながら、走査ユニット１０１を筐体１０２に取り付ける時に使用するガイド部２１０ｄ、２１０ｂを用いて、走査ユニット１０１のレーザ光出射部分であるガラス２１１ｙ、２１１ｍ、２１１ｃ、２１１ｋと画像形成装置１００の外との隙間を極力無くしている。これにより、装置の安全性も確保できる。また、現像器３０３ｙ、３０３ｍ、３０３ｃ、３０３ｋからトナーが漏れた場合でも、光学箱２０９や蓋部材２１０のガイド部と、筐体１０２の支持部材１１２、１１３との重なり部にトナーが捕集される。これにより、トナーがカセット１１５内の記録材に付着することを防止できる。

本実施例によれば、カセット１１５と走査ユニット１０１の間の下板を廃止することができ、高さを抑えた画像形成装置を提供できる。

１００ 画像形成装置
１０１ 走査ユニット
１０２ 筐体
１０３ 前側板
１０４ 後側板
１０６ 中板
１０７ 左側板
１１２、１１３ 支持部材
２０９ 光学箱
２１０ 蓋部材
２１０ｂ、２１０ｄ ガイド部

Claims (3)

1. 複数の感光体と、
   前記複数の感光体の表面夫々を画像情報に応じたレーザ光で走査する走査ユニットであって、レーザ光を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を収容する光学箱と、前記回転多面鏡で偏向され前記走査ユニットの外へ出射するレーザ光が透過する複数の透過部を有し前記光学箱の開口部を覆う蓋部材と、を有する走査ユニットと、
   画像形成装置の筐体に対して着脱可能であり記録材を収納する記録材収納部と、
   を有し、前記複数の感光体夫々に形成されたトナー画像を記録材に転写して記録材にトナー画像を形成する画像形成装置において、
   前記走査ユニットは、鉛直方向において前記複数の感光体の下側、且つ前記記録材収納部の上側に配置されており、
   鉛直方向において前記走査ユニットと前記記録材収納部との間に他の部品が介在しておらず、
   前記光学箱又は前記蓋部材には、前記回転多面鏡の回転軸線方向に見た時、前記複数の透過部の並び方向に対して直交する方向であって前記透過部の長手方向に突出するガイド部が設けられており、
   前記走査ユニットは、前記ガイド部を前記画像形成装置の筐体に設けた支持部材に沿わせながら前記筐体に挿入される構造となっており、
   前記並び方向において、前記ガイド部は、前記複数の透過部が設けられた領域以上の領域に亘って設けられており、
   前記並び方向に見た時、前記ガイド部と前記支持部材は前記直交する方向において互いに重なり合っており、
   前記回転軸線方向に見た時に、前記ガイド部と前記支持部材が前記並び方向に亘って重なるように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記走査ユニットは、前記記録材収納部が取り外された際に画像形成装置の外部から見える位置に取り付けられ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. 前記走査ユニットは、前記直交する方向において、二つの前記支持部材の間に配置されていること特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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