JP2017219598A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムユニットを確実にプロセスフレームに位置決めできるプロセスユニットを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム５１を回転軸５６を中心として回転可能に支持するドラムユニット２２と、ドラムユニット２２が所定の位置Ｓ２に着脱されるプロセスフレーム２１と、ドラムユニット２２を所定の位置Ｓ２に位置決めするロック部材２３と、ドラムユニット２２が装着された後でプロセスフレーム２１に装着される中間転写ユニット２５と、を備える。ロック部材２３は、回転軸５６の一端部が挿通される支持部６１と、プロセスフレーム２１と中間転写ユニット２５との間においてプロセスフレーム２１に係合する係合部６２と、係合部６２と中間転写ユニット２５との間に設けられて、中間転写ユニット２５に干渉することでプロセスフレーム２１からの係合部６２の離脱を規制する規制部６３と、を有している。
【選択図】図９

Description

本発明は、感光体ドラムを支持するドラムユニットが着脱可能に設けられるプロセスユニットを備える画像形成装置に関する。

プリンターや複写機等の画像形成装置には、感光体ドラムが回転可能に支持されたドラムユニットと、現像装置が支持された現像ユニットと、中間転写ベルトが回転可能に支持された中間転写ユニットと、が一体化されたプロセスユニットが装置本体に着脱される構造を有しているものがある。

特許文献１には、ドラムユニットと、現像ユニットと、中間転写ユニットと、を２枚の連結部材間に位置決めして支持するように構成されたプロセスユニットを備える画像形成装置が記載されている。各ユニットには、所定の位置に位置決め突起がそれぞれ形成され、２枚の連結部材には各位置決め突起に係合する位置決め孔がそれぞれ形成されている。このような位置決め突起と位置決め孔とによって、各ユニットとが相対的に位置決めされるようになっている。

ただし、この画像形成装置では、各ユニットのメンテナンスや交換の際に、プロセスユニットを分解する作業が必要になり、作業性が悪いという問題がある。

また、特許文献２には、ドラムユニットと現像ユニットとが、四角筒状のプロセスフレームに着脱可能に支持されたプロセスユニットを備える画像形成装置が記載されている。

特開２０１５−１５７３８１号公報 特開２０１６−４１１３号公報

ところで、特許文献２に記載されているように、プロセスフレームにドラムユニットを装着する場合、ドラムユニットに支持されている感光体ドラムの回転軸の両端部をそれぞれ支持するロック部材を設けて、このロック部材をフレームに係合するように構成される場合がある。

このような構成では、画像形成装置の小型化が進んで、回転軸の軸方向における感光体ドラムとフレームとの間隔が狭くなった場合、ロック部材とフレームとが互いに係合する寸法も小さくなる。すると、ロック部材がフレームから外れやすくなってしまい、ドラムユニットが安定に位置決めできなくなるという問題が発生する。

本発明は上記事情を考慮して、ドラムユニットを確実にプロセスフレームに位置決めできるプロセスユニットを備え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、本発明の画像形成装置は、感光体ドラムを回転軸を中心として回転可能に支持するドラムユニットと、該ドラムユニットが所定の位置に着脱されるプロセスフレームと、前記ドラムユニットを前記所定の位置に位置決めするロック部材と、前記ドラムユニットが装着された後で前記プロセスフレームに装着される中間転写ユニットと、を備え、前記ロック部材は、前記回転軸の一端部が挿通される支持部と、前記プロセスフレームと前記中間転写ユニットとの間において前記プロセスフレームに係合する係合部と、該係合部と前記中間転写ユニットとの間に設けられて、該中間転写ユニットに干渉することで前記プロセスフレームからの前記係合部の離脱を規制する規制部と、を有していることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、プロセスフレームから離間する方向に係合部が動かされると、規制部が中間転写ユニットと干渉して、係合部の動きが規制されるので、プロセスフレームからのロック部材の離脱を防止できる。したがって、ロック部材によってドラムユニットをプロセスフレームに対して確実に位置決めできる。

本発明の画像形成装置において、前記ロック部材は、前記中間転写ユニットを前記プロセスフレームに案内する案内部を有していることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、ドラムユニットがロック部材によってプロセスフレームに装着された後で、中間転写ユニットをプロセスフレームに位置決めしやすい。

本発明の画像形成装置において、前記ロック部材の前記支持部には、前記回転軸を前記ドラムユニットの装着方向に向けて付勢する付勢部材が設けられており、前記プロセスフレームには、前記回転軸を前記付勢部材の付勢方向への移動を規制する位置決め部が形成されていることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、ドラムユニットをロック部材でプロセスフレームに装着することで、回転軸が位置決め部に係止されると共に装着方向とは反対側の方向への移動が規制されるので、回転軸を安定して位置決めすることができる。

本発明によれば、プロセスフレームからのロック部材の離脱を防止できるので、ロック部材によってドラムユニットをプロセスフレームに対して確実に位置決めできる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターのプロセスユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターのプロセスフレームを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、ドラムユニット装着区画に装着されたドラムユニットを示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、ドラムユニット装着区画に装着されたドラムユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターのプロセスフレームの位置決め突部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターのドラムユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターのロック部材を示す斜視図であり、図８（Ａ）は外側から見た斜視図、図８（Ｂ）は内側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、プロセスフレームに係合したロック部材を示す側断面図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に画像形成装置について説明する。

まず、図１を参照して、画像形成装置としてのカラープリンター１の全体の構成について説明する。図１はカラープリンターの概略を示す模式図である。以下の説明において、図１の紙面左側をカラープリンター１の前側（正面側）とし、左右方向は、カラープリンター１を前側から見た方向を基準とする。

カラープリンター１の装置本体２には、用紙Ｐが収容される給紙カセット３と、着脱可能に設けられてフルカラーのトナー像を用紙に形成する画像形成部４と、トナー像を用紙に定着する定着装置５と、トナー像が定着された用紙を排紙トレイ６に排出する排紙装置７と、が備えられている。用紙Ｐは、給紙カセット３から送り出され、画像形成部４においてフルカラーのトナー像が転写された後、定着装置５においてトナー像が定着され、排紙装置７から排紙トレイ６に排紙される。

画像形成部４は、露光装置９と、プロセスユニット１０と、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のトナーがそれぞれ収容されるトナー容器１１と、を備えている。

次に、図２〜図６を参照してプロセスユニットについて説明する。図２はプロセスユニットの斜視図（現像ユニットとドラムユニットは図示省略）、図３はプロセスフレームの斜視図、図４はドラムユニット装着区画に装着されたドラムユニットを示す正面図、図５はドラムユニット装着区画に装着されたドラムユニットを示す斜視図、図６は位置決め突部の斜視図である。

図２に示されるように、プロセスユニット１０は、プロセスフレーム２１と、４色のトナーごとに設けられてプロセスフレーム２１に着脱されるドラムユニット２２（図１参照、図２には図示省略）と、ドラムユニット２２をプロセスフレーム２１に位置決めする一対のロック部材２３（図４、図５参照、図２には図示省略）と、４色のトナーごとに設けられてプロセスフレーム２１に着脱される現像ユニット２４（図１参照、図２には図示省略）と、各ドラムユニット２２及び各現像ユニット２４の上方においてプロセスフレーム２１に着脱される中間転写ユニット２５と、を備えている。

図３に示されるように、プロセスフレーム２１は、前後方向に対向する前側板３１及び後側板３２と、左右方向に対向する左側板３３及び右側板３４と、を有する四角筒状の枠部材である。プロセスフレーム２１には、４つの装着区画Ｓが、前後方向に並んで形成されている。装着区画Ｓのそれぞれには、現像ユニット２４が装着される現像ユニット装着区画Ｓ１と、ドラムユニット２２が装着されるドラムユニット装着区画Ｓ２とが、前後に並んで形成されている。

各ドラムユニット装着区画Ｓ２において、左側板３３には、上縁から下方に向かって切り欠かれたフランジ受け部３８が形成されている。フランジ受け部３８は矩形状であり、下端部は、下方に向けて先細の逆台形状に形成されている。また、左側板３３の外側の面には、上縁に沿って左係合プレート３９が固定されている。

図４及び図５に示されるように、ドラムユニット装着区画Ｓ２において、右側板３４には、内側に凹んだ矩形状の凹部４１と、凹部４１よりも後方において上縁から下方に向かって切り欠かれた切り欠き４２と、が形成されている。切り欠き４２には、下縁の前端部から下方に向かって切り欠かれた前側位置決め凹部４３と、下縁の後端部から下方に向かって切り欠かれた後側位置決め凹部４４と、が形成されている。前側位置決め凹部４３には、下縁から下方に向けて切り欠かれた軸受凹部４３ａが形成されている。軸受凹部４３ａの下端部は、下方に向けて先細の逆台形状に形成されている。この軸受凹部４３ａは、後述する感光体ドラム５１の回転軸５６の位置決め部として形成されている。また、右側板３４には、上縁に沿って右係合プレート４５が固定されている。

さらに、図６に示されるように、プロセスフレーム２１の右後隅部には、中間転写ユニット２５を位置決めする位置決め突部４７が、上方に向けて突設されている。位置決め突部４７は四角筒状を有し、先端部４７ａは、上方に向かって先細のテーパ状に形成されている。

次に、図７を参照してドラムユニット２２について説明する。図７はドラムユニットの斜視図である。

ドラムユニット２２は、静電潜像が形成される感光体ドラム５１と、感光体ドラム５１を帯電する帯電装置５２と、感光体ドラム５１の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置５３と、を備えている。感光体ドラム５１の両端の開口部にはそれぞれフランジ部材５５が固定されている。両フランジ部材５５間には、回転軸５６が貫通しており、感光体ドラム５１は回転軸５６を中心として回転する。帯電装置５２とクリーニング装置５３とは、感光体ドラム５１の外周面に沿って、感光体ドラム５１の回転方向に沿って順に配置されている。クリーニング装置５３の右側の側面には、感光体ドラム５１の回転軸５６の軸方向と平行な方向に突出する位置決め突部５８が形成されている。

次に、図８を参照してロック部材２３について説明する。図８はロック部材の斜視図である。図８において、内方向は、感光体ドラムの回転軸の軸方向においてプロセスユニットの内側に向かう方向を示し、外方向はプロセスユニットの外側に向かう方向を示す。

ロック部材２３は、前述のように、ドラムユニット２２をプロセスフレーム２１に装着するための部材である。ロック部材２３は、下方の支持部６１と、上方の係合部６２と、係合部６２に設けられる規制部６３と、を有している。

支持部６１は、正面視Ｕ字状の筒形状を有し、感光体ドラム５１の回転軸５６の一端部が挿通可能な軸孔６５が形成されている。支持部６１の両側面には、軸孔６５の軸方向における一方（内方向）の端部から、互いに反対方向に張り出したフランジ部６６が形成されている。

係合部６２は、正面視矩形の板片状を有し、支持部６１の上面において、軸孔６５の軸方向における他方（外方向）の端部から上方に向けて延設されている。係合部６２の外側（軸方向他方側）の面には、互いに平行な上爪部６８と下爪部６９とが、上下に間隔を開けて形成されている。上爪部６８と下爪部６９との間の間隔は、プロセスフレーム２１の左右側板３３、３４の上縁に沿ってそれぞれ固定された左右係合プレート３９、４５の幅よりもやや広い。上爪部６８は矩形の板片状であり、上面と周囲の４つの側面との角には、それぞれテーパ面が形成されている。下爪部６９は、斜め下方向に傾斜した傾斜部と、傾斜面の先端から水平に延設する水平部と、を有している。上爪部６８と下爪部６９との間には、縦長の突部７０が形成されている。突部７０は、右係合プレート４５の内面に当接して規制部６３の姿勢を保持する。

規制部６３は、係合部６２の内側（軸方向一方側）の面の両側縁に沿って、内側に突出するように設けられる一対の縦リブ７２を有している。一対の縦リブ７２は、それぞれ縦長の矩形状であり、上角には、それぞれテーパ面７２ａが形成されている。各テーパ面７２ａは、中間転写ユニット２５をプロセスフレーム２１に対して位置決めするための案内部として作用する。

再度図１及び図２を参照して、現像ユニット２４と中間転写ユニット２５について説明する。図１に示されるように、現像ユニット２４は、感光体ドラム５１に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置を備えている。

中間転写ユニット２５は、無端状の中間転写ベルト８１と、中間転写ベルト８１の中空部に配置される４本の一次転写ローラー８２と、これらが支持されるフレーム８４と、を備えている。

フレーム８４は、図２に示されるように、左右方向に対向する一対の側板８６を有している。一対の側板８６の一端部の間には駆動ローラー８８が回転可能に支持され、他方の端部の間には従動ローラー８９が回転可能に支持されている。また、フレーム８４には、下面の右後隅部に、プロセスフレーム２１の位置決め突部４７（図６参照）に係合可能な位置決め凹部（図示省略）が形成されている。

中間転写ベルト８１は、駆動ローラー８８と従動ローラー８９との間に巻き回されて、駆動ローラー８８が回転することで循環走行する。４本の一次転写ローラー８２は、中間転写ベルト８１の下面に沿うように、前後方向に所定の間隔を開けて一対の側板に回転可能に支持されている。また、二次転写ローラー８３が、中間転写ベルト８１を介して駆動ローラー８８に対向するように、装置本体２に支持されている。

このプロセスユニット１０においては、ドラムユニット２２の感光体ドラム５１が帯電装置５２で帯電された後、露光装置９によって画像データに対応する露光が行われて、感光体ドラム５１に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ユニット２４の現像装置によってトナー像に現像される。トナー像は、中間転写ユニット２５の一次転写ローラー８２によって、感光体ドラム５１から中間転写ベルト８１に転写される。４つのドラムユニット２２と４つの現像ユニット２４とで現像されたトナー像が中間転写ベルト８１に転写されることで、中間転写ベルト８１にフルカラーのトナー像が形成される。フルカラーのトナー像は、二次転写ローラー８３によって中間転写ベルト８１から用紙に転写される。また、感光体ドラム５１に残留したトナーは、クリーニング装置５３で除去される。フルカラーのトナー像が転写された用紙は定着装置５に搬送されて定着され、排紙装置７から排紙トレイ６に排出される。

上記構成を有するプロセスユニット１０において、ロック部材２３を用いてドラムユニット２２をプロセスフレーム２１に装着し、その後、中間転写ユニット２５をプロセスフレーム２１に装着する手順について、図４〜図８、図９を参照して説明する。図９はロック部材と係合プレートとの係合を示す断面図である。現像ユニット２４をプロセスフレーム２１に装着する手順の詳細については説明を省略する。

まず、一対のロック部材２３を用いてドラムユニット２２をプロセスフレーム２１に装着する。この際、図７に示されるように、一対のロック部材２３を、係合部６２に設けられる上爪部６８と下爪部６９とが外側を向くように保持する。そして、支持部６１の軸孔６５に、感光体ドラム５１の回転軸５６の両端部をそれぞれ挿通して、各フランジ部６６を、ドラムユニット２２のフランジ部材５５の外側の面に当接させる。そして、ロック部材２３の係合部６２の下爪部６９と、回転軸５６の端部に形成された切り欠き部との間に付勢部材としてのコイルばね９１を介装する。コイルばね９１は、下爪部６９に対して回転軸５６を下方に向けて付勢する。

その後、ロック部材２３の係合部６２をそれぞれ指で挟んで支持し、ドラムユニット２２を、プロセスフレーム２１の装着区画Ｓのドラムユニット装着区画Ｓ２に上方から嵌め込む。ロック部材２３のフランジ部６６は、回転軸５６の両側でドラムユニット２２のフランジ部材５５の外周面に当接しているので、ロック部材２３の振れが抑制される。やがて、感光体ドラム５１の左側のフランジ部材５５は、左側板３３のフランジ受け部３８（図３参照）に嵌め込まれ、フランジ部材５５の外周面がフランジ受け部３８のテーパ状に形成された下端部の両側縁に当接する。

一方、図４及び図５に示されるように、感光体ドラム５１の回転軸５６の右端部は、右側板３４の切り欠き４２を通って、前側位置決め凹部４３の軸受凹部４３ａに嵌め込まれる。また、クリーニング装置５３の右端部に設けられた位置決め突部５８は、右側板３４の切り欠き４２を通って、後側位置決め凹部４４に位置決めされる。

そして、ロック部材２３の係合部６２の上爪部６８と下爪部６９との間に、左右係合プレート３９、４５がそれぞれ入り込み、下爪部６９が左右係合プレート３９、４５の下縁に係止されて、ロック部材２３は上下方向への移動が規制される。これにより、コイルばね９１によって回転軸５６が下方に付勢されて、軸受凹部４３ａの下端に達することで回転軸５６の下方への移動が規制される。また、軸受凹部４３ａの下端部は逆台形状であるので、下端部の下縁と両側縁に回転軸５６の外周面が当接することで、回転軸５６が前後方向及び上下方向において位置決めされる。これにより、ドラムユニット２２が位置決めされる。

次に、現像ユニット２４を、プロセスフレーム２１の装着区画Ｓの現像ユニット装着部Ｓ１に装着する。

最後に、中間転写ユニット２５を、ドラムユニット２２と現像ユニット２４の上方からプロセスフレーム２１に装着する。この際、中間転写ユニット２５の一対の側板８６の下縁が、左右係合プレート３９、４５に係合したロック部材２３の規制部６３に当接すると、左右側板８６は、一対の縦リブ７２のテーパ面７２ａ（図８参照）に沿って、左右係合プレート３９、４５の内側へ向けて斜め下方に案内される。これにより、中間転写ユニット２５のフレーム８４に設けられた位置決め凹部が、プロセスフレーム２１の位置決め突部４７（図６参照）に係合しやすくなる。

そして、図９に示されるように、左右係合プレート３９、４５に係合したロック部材２３の係合部６２と、中間転写ユニット２５の側板８６との間に、ロック部材２３の規制部６３が介在することになる。規制部６３と側板８６との間の隙間はごく狭いので、上下の爪部６８、６９が左右係合プレート３９、４５から離間するように係合部６２が動かされても、規制部６３の一対の縦リブ７２が側板８６に当接して係合部６２の動きが規制される。なお、中間転写ユニット２５をプロセスフレーム２１に装着する際に、一対の側板８６の下縁が、ロック部材２３の規制部６３に当接して、左右係合プレート３９、４５から離間する方向に係合部６２が動かされても、係合部６２は一対の側板８６に干渉するので左右係合プレート３９、４５から離間しない。

上記説明したように本発明のカラープリンター１においては、ドラムユニット２２を位置決めするロック部材２３に規制部６３を設けたので、プロセスフレーム２１から離間する方向に係合部６２が動かされると、規制部６３が中間転写ユニット２５と干渉して、係合部６２の動きが規制される。したがって、プロセスフレーム２１からのロック部材２３の離脱を防止でき、ロック部材２３によってドラムユニット２２をプロセスフレーム２１に確実に位置決めできる。

また、中間転写ユニット２５をドラムユニット２２の上方からプロセスフレーム２１に装着すると、中間転写ユニット２５の一対の側板８６の下縁が、一対の縦リブ７２のテーパ面７２ａに沿って、左右係合プレート３９、４５の内側へ向けて斜め下方に案内される。これにより、中間転写ユニット２５のフレーム８４に設けられた位置決め凹部を、プロセスフレーム２１の位置決め突部４７に容易に係合させることができる。

また、ロック部材２３を用いてドラムユニット２２をプロセスフレーム２１に装着すると、感光体ドラム５１の回転軸５６がコイルばね９１で付勢されて軸受凹部４３ａに係止される。さらに、回転軸５６が軸受凹部４３ａに係止されると、コイルばね９１とロック部材２３とによって上方への移動が規制される。したがって、回転軸５６を安定して位置決めすることができる。

なお、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、この態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ カラープリンター（画像形成装置）
２１ プロセスフレーム
２２ ドラムユニット
２３ ロック部材
２５ 中間転写ユニット
４３ａ 軸受凹部（位置決め部）
４７ 位置決め突部
５１ 感光体ドラム
５６ 回転軸
６１ 支持部
６２ 係合部
６３ 規制部
７２ａ テーパ面（案内部）
９１ コイルばね（付勢部材）

Claims (3)

1. 感光体ドラムを回転軸を中心として回転可能に支持するドラムユニットと、
   該ドラムユニットが所定の位置に着脱されるプロセスフレームと、
   前記ドラムユニットを前記所定の位置に位置決めするロック部材と、
   前記ドラムユニットが装着された後で前記プロセスフレームに装着される中間転写ユニットと、を備え、
   前記ロック部材は、
   前記回転軸の一端部が挿通される支持部と、
   前記プロセスフレームと前記中間転写ユニットとの間において前記プロセスフレームに係合する係合部と、
   該係合部と前記中間転写ユニットとの間に設けられて、該中間転写ユニットに干渉することで前記プロセスフレームからの前記係合部の離脱を規制する規制部と、を有していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ロック部材は、前記中間転写ユニットを前記プロセスフレームに案内する案内部を有し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. 前記ロック部材の前記支持部には、前記回転軸を前記ドラムユニットの装着方向に向けて付勢する付勢部材が設けられており、
   前記プロセスフレームには、前記回転軸を前記付勢部材の付勢方向への移動を規制する位置決め部が形成さ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。

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