JP7540246B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムにトナーを供給することで潜像を現像する現像装置と、を備えている。現像装置は、トナーを保持して感光体ドラムに対向する現像ローラーを備え、現像ローラーにバイアスを印加して感光体ドラムとの間に電界を発生させることで、トナーを感光体ドラムへ移動させる。この構成において所定の画質を得るためには、現像ローラーと感光体ドラムとの距離が設計通りの距離となるように位置決めする必要がある。しかし、感光体ドラムと現像装置を本体ハウジングに固定する方法では、寸法精度や組立精度の影響を受けてしまう。そこで、従来、現像装置を位置決めする技術が検討されている。例えば、特許文献１では、感光体ドラムと間隔を介して対向するスリーブと、スリーブと同軸上に配置され、感光体ドラムに接触するコロと、を備える現像ローラーと、回転可能に支持された現像装置を付勢することでコロを感光体ドラムに押圧する押圧部材と、を備える画像形成装置が提案されている。

特開２０１８－１５５７７７号公報

しかし、特許文献１の構成では、感光体ドラムが装着されていない場合に、現像装置が、感光体ドラムが装着された場合の所定位置よりも感光体ドラム側に押し出されるため、感光体ドラムを装着するときに現像装置が感光体ドラムの進路を塞いでしまうおそれがある。現像装置を押し戻せば感光体ドラムの進路を空けることができるが、作業者は、安全のために感光体ドラムを両手で保持する必要があるため、現像装置を押し戻すことができない。

本発明は、上記事情を考慮し、ドラムユニットを装着するときに現像ユニットがドラムユニットの進路を塞がないようにすることのできる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムを支持するドラムフレームと、を備え、着脱可能なドラムユニットと、トナーを保持する現像ローラーと、前記現像ローラーを支持する現像ハウジングと、を備え、前記現像ハウジングが前記ドラムユニットに対して接近又は離間可能に支持される現像ユニットと、前記現像ハウジングを前記ドラムフレームに向かって付勢する付勢部と、を備え、ドラムユニットは、前記現像ハウジングの移動方向と交差し、且つ、前記現像ローラーの軸と交差する所定の着脱方向に着脱可能であり、前記ドラムユニットが装着されていない場合には、前記現像ユニットは、前記ドラムユニットが装着された場合の前記現像ユニットの所定位置よりも前記ドラムユニット側に位置し、前記ドラムユニットが装着される場合には、前記所定の着脱方向に移動する前記ドラムフレームが前記付勢部による付勢に抵抗して前記現像ハウジングを押し退けることで前記現像ユニットを前記所定位置に移動させることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置において、前記ドラムフレームは、前記感光体ドラムの両端部よりも軸方向の外側に、前記現像ユニット側に膨出した曲面部を備え、前記現像ハウジングは、前記曲面部に対向する対向部を備え、前記ドラムユニットが装着される場合には、前記曲面部が前記対向部を押し退けるように構成されていてもよい。

本発明に係る画像形成装置において、前記曲面部及び前記対向部は、前記ドラムユニットの装着により前記現像ユニットが前記所定位置に移動した場合に互いに嵌合する嵌合部を備えていてもよい。

本発明に係る画像形成装置において、前記曲面部は、前記感光体ドラムよりも大きな径の円弧状に形成されていてもよい。

本発明に係る画像形成装置において、前記現像ハウジングは、揺動軸を中心として揺動可能に支持されていてもよい。

本発明によれば、ドラムユニットを装着するときに現像ユニットがドラムユニットの進路を塞がないようにすることができる。

本発明の一実施形態に係る複合機の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る複合機の内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るドラムユニットと現像ユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る現像ユニットが所定位置に位置する様子を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る現像ユニットが所定位置よりもドラムユニット側に位置する様子を示す正面図である。 ドラムユニットを装着する前のドラムユニットと現像ユニットの正面図である。 ドラムユニットが現像ユニットを押し退ける様子を示す正面図である。 ドラムユニットを装着した後のドラムユニットと現像ユニットの正面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る複合機１００について説明する。複合機１００は、プリンター１（画像形成装置の一例）と画像読取装置９１と原稿送り装置９２を備える。プリンター１は、作像装置６と定着装置７を備える。

最初に、プリンター１の全体の構成について説明する。図１は、複合機１００の外観を示す斜視図である。図２は、複合機１００の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図２における紙面手前側を複合機１００の正面側（前側）とし、左右の向きは複合機１００を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

プリンター１は、直方体状の本体ハウジング３を備える。本体ハウジング３の下部には、シートＳが収容される給紙カセット４と、給紙カセット４からシートＳを送り出す給紙ローラー５が設けられている。給紙カセット４の上方には、電子写真方式にてトナー像を形成する作像装置６と、トナー像をシートＳに定着する定着装置７が設けられている。本体ハウジング３の上部には、トナー像が定着されたシートＳを排出する排出ローラー対８と、排出されたシートＳが積載される排出トレイ９が設けられている。

作像装置６は、光の照射により電位が変化する感光体ドラム１１、放電により感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置１２、画像データに応じたレーザー光を出射する露光装置１３、感光体ドラム１１にトナーを供給する現像ユニット１４、転写バイアスを発生する一次転写ローラー１５Ａ、感光体ドラム１１のトナー像が転写される中間転写ベルト１５Ｂ、転写バイアスを発生する二次転写ローラー１５Ｃ及び感光体ドラム１１に残留したトナーを除去するクリーニング装置１６を備える。現像ユニット１４には、現像ユニット１４にトナーを供給するトナーコンテナ２０が接続されている。

本体ハウジング３の内部には、給紙ローラー５から作像装置６、定着装置７を経て排出ローラー対８に至る搬送路１０が設けられている。搬送路１０には、シートＳを搬送する複数の搬送ローラー対１７が設けられている。作像装置６よりも搬送方向上流側には、レジストローラー対１８が設けられている。

プリンター１の各部は、制御部２によって制御される。制御部２は、プロセッサーとメモリーとを備える。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。メモリーは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の記憶媒体を含む。プロセッサーは、メモリーに記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで各種処理を実施する。なお、制御部２は、ソフトウェアを用いない集積回路によって実現されてもよい。

次に、プリンター１の画像形成動作の概要について説明する。外部のコンピューター等からプリンター１に印刷ジョブが入力されると、給紙ローラー５が給紙カセット４から搬送路１０にシートＳを送り出し、回転が停止されたレジストローラー対１８がシートＳの斜行を補正し、レジストローラー対１８が所定のタイミングで作像装置６にシートＳを送り出す。作像装置６においては、帯電装置１２が感光体ドラム１１を所定の電位に帯電させ、露光装置１３が感光体ドラム１１に潜像を書き込み、現像ユニット１４がトナーコンテナ２０から供給されたトナーを用いて潜像を現像することでトナー像を形成し、一次転写ローラー１５Ａがトナー像を中間転写ベルト１５Ｂに転写し、二次転写ローラーがトナー像をシートＳに転写する。続いて、定着装置７がシートＳを挟持して搬送しながらトナー像を溶融させることでトナー像をシートＳに定着させ、排出ローラー対８が排出トレイ９にシートＳを排出する。クリーニング装置１６は、感光体ドラム１１に残留したトナーを除去する。

次に、ドラムユニット２１と現像ユニット１４について詳細に説明する。図３は、ドラムユニット２１と現像ユニット１４の斜視図である。図４Ａは、現像ユニット１４が所定位置に位置する様子を示す正面図である。図４Ｂは、現像ユニット１４が所定位置よりもドラムユニット２１側に位置する様子を示す正面図である。図５は、ドラムユニット２１を装着する前のドラムユニット２１と現像ユニット１４の正面図である。

プリンター１は、感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を支持するドラムフレーム２２と、を備え、着脱可能なドラムユニット２１と、トナーを保持する現像ローラー３１と、現像ローラー３１を支持する現像ハウジング３２と、を備え、現像ハウジング３２がドラムユニット２１に対して接近又は離間可能に支持される現像ユニット１４と、現像ハウジング３２をドラムフレーム２２に向かって付勢する付勢部４３と、を備え、ドラムユニット２１は、現像ハウジング３２の移動方向と交差し、且つ、現像ローラー３１の軸と交差する所定の着脱方向に着脱可能であり、ドラムユニット２１が装着されていない場合には、現像ユニット１４は、ドラムユニット２１が装着された場合の現像ユニット１４の所定位置よりもドラムユニット２１側に位置し、ドラムユニット２１が装着される場合には、所定の着脱方向に移動するドラムフレーム２２が付勢部４３による付勢に抵抗して現像ハウジング３２を押し退けることで現像ユニット１４を所定位置に移動させる。詳細は、以下のとおりである。

［ドラムユニット］
ドラムユニット２１（図３、５参照）は、感光体ドラム１１と帯電装置１２とクリーニング装置１６をドラムフレーム２２により一体化したものである。ドラムフレーム２２は、感光体ドラム１１の両端部よりも軸方向の外側に、現像ユニット１４側に膨出した曲面部２３を備えている。曲面部２３は、感光体ドラム１１よりも大きな径の円弧状に形成されている。曲面部２３は、後述する現像ユニット１４の嵌合部３４と嵌合する嵌合部２４を備えている。嵌合部２４は、軸方向から見て感光体ドラム１１側に凹んだ凹形に形成されている。また、嵌合部２４は、軸方向から見て感光体ドラム１１側がすぼまった凹形に形成されている。

［現像ユニット］
現像ユニット１４は、現像材と、現像材を撹拌するスクリュー（図示省略）と、現像材を保持する現像ローラー３１と、現像材とスクリューと現像ローラー３１を収容する現像ハウジング３２と、を備える。現像材は、トナーと磁性キャリアとを含む。現像ローラー３１は、回転するスリーブを備え、スリーブの内部には磁石が設けられている（図示省略）。現像ローラー３１は、磁力によって現像材を吸着し、スリーブの表面に磁気ブラシを形成する。現像ローラー３１の一部は、現像ハウジング３２から露出されている。現像ハウジング３２は、ドラムフレーム２２の曲面部２３に対向する対向部３３を備える。対向部３３は、曲面部２３に対応する円弧状に形成されている。

対向部３３は、前述のドラムユニット２１の嵌合部２４と嵌合する嵌合部３４を備えている。嵌合部３４は、軸方向から見て感光体ドラム１１側に突出した凸形に形成されている。また、嵌合部３４は、軸方向から見て感光体ドラム１１側がすぼまった凸形に形成されている。嵌合部２４と嵌合部３４は、ドラムユニット２１の装着により現像ユニット１４が所定位置に移動した場合に互いに嵌合する。

［支持部、付勢部］
支持部４１は、現像ハウジング３２の前後両端部に対向し、現像ハウジング３２を、現像ローラー３１の下方に設けられた揺動軸４２を中心として揺動可能に支持する。支持部４１は、揺動軸４２によって現像ハウジング３２に連結されることで現像ユニット１４と一体化されている。現像ユニット１４は上下方向に本体ハウジング３に着脱可能である。具体的には、支持部４１は、軸方向の外側に突出した被固定部４１ａ、４１ｂを備え、本体ハウジング３は、被固定部４１ａ、４１ｂに対応する凹形の固定部（図示省略）を備える。被固定部４１ａ、４１ｂが固定部に上方から挿入されることで、支持部４１が本体ハウジング３に固定される。

付勢部４３は、例えば、コイルばねであり、現像ハウジング３２と本体ハウジング３との間に設けられている。付勢部４３は本体ハウジング３に設けられ、現像ハウジング３２をドラムフレーム２２に向かって付勢する。なお、付勢部４３は現像ユニット１４に設けられてもよい。図４Ａは、ドラムユニット２１が装着された場合の現像ユニット１４の所定位置を示している。一方、図４Ｂは、現像ユニット１４が所定位置よりもドラムユニット２１側に位置する様子を示している。

［案内部］
案内部４４は、ドラムフレーム２２の前後両端部に対向し、本体ハウジング３に固定されている。案内部４４は、上部が開口した凹部を備え、凹部にドラムフレーム２２の下端部が収容される。ドラムフレーム２２を案内部４４に沿って下降させることで、ドラムユニット２１が装着される。ドラムフレーム２２の下端部が案内部４４の凹部の底部に到達することで、ドラムユニット２１が位置決めされる。

次に、ドラムユニット２１の装着動作について説明する。図６は、ドラムユニット２１が現像ユニット１４を押し退ける様子を示す正面図である。図７は、ドラムユニット２１を装着した後のドラムユニット２１と現像ユニット１４の正面図である。

ドラムユニット２１を装着する前、現像ユニット１４は、図５に示されるように、所定位置よりもドラムユニット２１側に位置している。作業者が案内部４４に沿ってドラムユニット２１を下降させていくと、ドラムフレーム２２の曲面部２３が現像ハウジング３２の対向部３３に接触する。引き続きドラムユニット２１を下降させると、図６に示されるように、曲面部２３が付勢部４３による付勢に抵抗して対向部３３を左方に押し退ける。
ドラムフレーム２２の下端部が案内部４４の底部に到達すると、ドラムユニット２１の下降が停止し、図７に示されるように、ドラムユニット２１が位置決めされる。このとき、ドラムフレーム２２の嵌合部２４と現像ハウジング３２の嵌合部３４とが嵌合し、ドラムユニット２１が固定される。

一方、ドラムユニット２１を離脱させる場合には、ドラムユニット２１を上方に引き抜く。このとき、ドラムフレーム２２の嵌合部２４が現像ハウジング３２の嵌合部３４を押し上げることで、現像ハウジング３２が反時計回りに揺動し、嵌合部２４と嵌合部３４との嵌合が解除されるため、作業者が現像ユニット１４を左方に押し返さなくても、ドラムユニット２１を引き抜くことができる。また、嵌合部２４が軸方向から見て感光体ドラム１１側がすぼまった凹形に形成されており、嵌合部３４が軸方向から見て感光体ドラム１１側がすぼまった凸形に形成されているから、嵌合部２４と嵌合部３４がすぼまった形状でない場合と比べて、ドラムユニット２１を引き抜くときの抵抗が軽減される。

以上説明した本実施形態に係るプリンター１によれば、ドラムユニット２１は、現像ハウジング３２の移動方向と交差し、且つ、現像ローラー３１の軸と交差する所定の着脱方向に着脱可能であり、ドラムユニット２１が装着されていない場合には、現像ユニット１４は、ドラムユニット２１が装着された場合の現像ユニット１４の所定位置よりもドラムユニット２１側に位置し、ドラムユニット２１が装着される場合には、所定の着脱方向に移動するドラムフレーム２２が付勢部４３による付勢に抵抗して現像ハウジング３２を押し退けることで現像ユニット１４を所定位置に移動させるから、ドラムユニット２１を装着するときに現像ユニット１４がドラムユニット２１の進路を塞がないようにすることができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、ドラムユニット２１が装着される場合には、曲面部２３が対向部３３を押し退けるから、滑らかな動作でドラムユニット２１を装着することができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、曲面部２３及び対向部３３は、ドラムユニット２１の装着により現像ユニット１４が所定位置に移動した場合に互いに嵌合する嵌合部２４、３４を備えるから、現像ユニット１４に対するドラムユニット２１の位置決めを容易に行うことができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、曲面部２３は、感光体ドラム１１よりも大きな径の円弧状に形成されているから、感光体ドラム１１を保護することができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、現像ハウジング３２が揺動軸４２を中心として揺動可能に支持されるから、現像ハウジング３２を直線的に摺動可能に支持する構成と比べて、位置決めの精度を高めることができる。

上記実施形態が以下のように変形されてもよい。

上記実施形態では、ドラムユニット２１が上方から装着される例が示されたが、ドラムユニット２１が側方から装着される構成に本発明が適用されてもよい。例えば、現像ローラー３１の左方に揺動軸４２が設けられ、付勢部４３が現像ハウジング３２を上方に付勢し、ドラムユニット２１が右方から装着される場合が当てはまる。この構成によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

上記実施形態では、支持部４１が現像ハウジング３２を揺動可能に支持する例が示されたが、支持部４１が現像ハウジング３２を直線的に摺動可能に支持するように構成されていてもよい。例えば、現像ハウジング３２が左右方向に摺動可能なレールが支持部４１に設けられ、現像ハウジング３２を右方に付勢する付勢部４３が設けられてもよい。この構成によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

上記実施形態では、曲面部２３の嵌合部２４が凹形に形成され、対向部３３の嵌合部３４が凸形に形成されている例が示されたが、曲面部２３の嵌合部２４が凸形に形成され、対向部３３の嵌合部３４が凹形に形成されていてもよい。

上記実施形態では、対向部３３が曲面部２３に対応する円弧状に形成されている例が示された、対向部３３は、直線状など、曲面部２３に対応しない形状に形成されていてもよい。

上記実施形態では、曲面部２３が円弧状に形成されている例が示されたが、曲面部２３は、多角形状など、円弧状でない形状に形成されていてもよい。

上記実施形態では、案内部４４がドラムユニット２１の着脱方向を限定する例が示されたが、案内部４４を備えずに、ドラムユニット２１の周囲に配置された部材との干渉のために自ずとドラムユニット２１の着脱方向が限定されるように構成されていてもよい。

１ プリンター（画像形成装置）
３ 本体ハウジング
１１ 感光体ドラム
１４ 現像ユニット
２１ ドラムユニット
２２ ドラムフレーム
２３ 曲面部
２４ 嵌合部
３１ 現像ローラー
３２ 現像ハウジング
３３ 対向部
３４ 嵌合部
４１ 支持部
４２ 揺動軸
４３ 付勢部
４４ 案内部

Claims (3)

1. 潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムを支持するドラムフレームと、を備え、着脱可能なドラムユニットと、
   トナーを保持する現像ローラーと、前記現像ローラーを支持する現像ハウジングと、を備え、前記現像ハウジングが前記ドラムユニットに対して接近又は離間可能に支持される現像ユニットと、
   前記現像ハウジングを前記ドラムフレームに向かって付勢する付勢部と、を備え、
   前記ドラムユニットは、
   前記現像ハウジングの移動方向と交差し、且つ、前記現像ローラーの軸と交差する所定の着脱方向に着脱可能であり、
   前記ドラムユニットが装着されていない場合には、前記現像ユニットは、前記ドラムユニットが装着された場合の前記現像ユニットの所定位置よりも前記ドラムユニット側に位置し、
   前記ドラムフレームは、前記感光体ドラムの両端部よりも軸方向の外側に、前記現像ユニット側に膨出した曲面部を備え、
   前記現像ハウジングは、前記曲面部に対向する対向部を備え、
   前記ドラムユニットが装着される場合には、前記曲面部が前記対向部を押し退けて前記現像ユニットを移動させ、
   前記曲面部及び前記対向部は、前記ドラムユニットの装着により前記現像ユニットが前記所定位置に移動した場合に互いに嵌合する嵌合部を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記曲面部は、前記感光体ドラムよりも大きな径の円弧状に形成さ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. 前記現像ハウジングは、揺動軸を中心として揺動可能に支持され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。

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