JP5495116B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
作像ユニットのユニット枠体と画像形成装置本体の位置決め部材とは、互いに着脱される関係にある別体の部材である。そのため、前面側ユニット枠体によって位置決めされる各モジュールの前面側の位置と、画像形成装置本体の位置決め部材によって位置決めされる各モジュールの後面側の位置との間において、高い位置決め精度を得ることが難しい。したがって、これらの間で生じる位置誤差によって作像ユニット上の作像用モジュールにねじれが生じやすく、感光体モジュールに搭載された感光体の表面と、作像用モジュールの表面作用部材(クリーニング部材や現像剤担持体など)との間の適切な位置関係が崩れ、その表面作用部材による所望の作用が適切に得られないという問題が発生する。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記少なくとも1つの作像用モジュールに設けられる上記作像用装置は、上記潜像担持体の表面に付着する不要な付着物を除去するクリーニング部材を上記表面作用部材として備えたクリーニング装置であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、上記作像用モジュール固定手段による上記少なくとも1つの作像用モジュールの固定が解除された状態でも該作像用モジュールの表面作用部材が上記作用位置に位置するように該作像用モジュールを仮位置決めする仮位置決め手段を有し、該仮位置決め手段は、該作像用モジュールの把持部に対し、上記従基準回転軸を中心とする該作像用モジュールの回転方向へ所定以上の力が加わることで上記仮位置決めが解除される構成を有することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記作像ユニットに支持されている複数の交換モジュールのうちの一部の交換モジュールは、他の交換モジュールを上記ユニット枠体に支持させた状態で交換可能な構成であり、残りの交換モジュールは、他の交換モジュールを上記ユニット枠体から取り出した後でなければ交換できない構成であり、それぞれの交換モジュールについて予め決められた交換寿命が、上記残りの交換モジュールよりも上記一部の交換モジュールの方が短くなるように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、上記作像ユニットに支持されているすべての交換モジュールの交換寿命の最小公倍数が、該すべての交換モジュールの交換寿命の中で最も長いものと同じになるように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記潜像担持体の表面に形成された潜像にトナーを付着させる現像処理を行う現像装置を有し、該現像装置については、上記作像ユニットの上記ユニット枠体に固定配置したことを特徴とするものである。
また、本発明において、画像形成装置本体に対する作像ユニットの位置決めは、潜像担持体モジュールの潜像担持体回転軸方向両端部を画像形成装置本体に固定することで行うので、当該作像用モジュールが画像形成装置本体に固定されることはない。よって、当該作像用モジュールのユニット枠体に対する位置決めには、その作像用モジュールの両端部が固定される単一のユニット枠体のみで達成され、画像形成装置本体側の部材による影響を受けない。したがって、作像用モジュールにおける一方の端部と他方の端部とを別体の部材で位置決めする場合に比べて、各端部間における相対的な高い位置決め精度を得ることができる。よって、作像用モジュールのねじれが生じにくく、潜像担持体表面と表面作用部材との適切な位置関係が得やすい。
更に、本発明においては、作像用モジュールのユニット枠体に対する固定に関し、少なくとも作像用モジュールをセット位置から露出位置へスライド移動させる際に後方側となる端部(後面側端部)の固定については、作像ユニットのスライド移動に連動してその固定及び解除が行われる。よって、画像形成装置本体に対して作像ユニットを引き出す又は押し込む作業を行うだけで、作像用モジュールについての少なくとも当該後面側端部の固定及び解除を達成することができる。したがって、少なくとも当該後面側端部についての位置決め作業については、作像ユニットの引き出し又は押し込みの作業とは別個に行う必要がなくなり、作業工程を簡略化できる。
まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成及び動作について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置は、4つの作像ユニット100Y,100M,100C,100Kが並列に配置された画像形成部1を有している、各作像ユニット100Y,100M,100C,100Kは、潜像担持体であるドラム状の感光体21Y,21M,21C,21Kを備えた潜像担持体モジュールである感光体モジュール20Y,20M,20C,20Kと、帯電装置を備えた帯電モジュール30Y,30M,30C,30Kと、2成分現像方式の現像装置40Y,40M,40C,40Kと、ドラムクリーニング装置を備えたクリーニングモジュール50Y,50M,50C,50Kとを共通のユニット枠体で支持したものである。これらの作像ユニット100Y,100M,100C,100Kは、それぞれ個別に、画像形成装置本体に対して脱着可能な構成になっている。
なお、4つの作像ユニット100Y,100M,100C,100Kは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外はほぼ同様の構成になっているので、以下の説明では、色分け符号であるY、M、C、Kを省略して、1つの作像ユニットについて説明する。
図2に示すように、感光体21は、図中反時計回り方向に回転しながら、その表面を帯電モジュール30の帯電ローラ31により帯電される。本実施形態の帯電装置は、図示しない電源から所定の帯電バイアスが印加された帯電部材としての帯電ローラ31を感光体21の表面に接触又は近接して配置することにより、感光体21の表面を一様に帯電する接触・近接帯電方式の帯電装置であるが、これに限られない。帯電モジュール30の詳しい説明については後述する。
ただし、本実施形態の現像装置は、これに限られることはない。
本実施形態において、作像ユニット100を画像形成装置本体から水平方向へ引き出す際、作業者は、まず、画像形成装置本体の外壁を構成する図示しない開閉扉を開状態にする。この開閉扉は、作像ユニット100が画像形成装置本体内部にセットされるセット位置から、その作像ユニット100に支持された交換モジュール20,30,50の交換作業が可能な交換作業位置まで、その作像ユニット100をスライド移動させる際に先頭側(以下、「前面側」という。)となる当該作像ユニット100の先頭端面(前面)と対向する位置に配置されている。
図4は、セット位置にセットされている状態の作像ユニット100を前面側から見た正面図である。
図5は、図4における作像ユニット100の前面カバー104を取り外した状態の正面図である。
本実施形態においては、現像装置40の攪拌搬送路44の現像剤搬送方向上流側端部の上面でトナー補給口61aが開口している。このトナー補給口61aは、図5に示すように、前面側のユニット枠体101よりも前面側に配置されている。このトナー補給口61aには、鉛直方向に延びるユニット側トナー搬送路61の下端が接続されている。ユニット側トナー搬送路61の上端であるトナー受口61bは、作像ユニット100がセット位置にあるとき、画像形成装置本体側に設けられた本体側トナー搬送路62の排出口62aと係合する。本実施形態において、このトナー受口61bと排出口62aとが係合する箇所、すなわち、ユニット側トナー搬送路61と本体側トナー搬送路62との連結箇所は、作像ユニット100の進路から退避した箇所に配置されている。これにより、本体側トナー搬送路62は、作像ユニット100の進路から退避した箇所に位置するので、この本体側トナー搬送路62によって作像ユニット100のスライド移動が妨げられることはない。
図7は、作像ユニット100が交換可能位置に位置するときの連結箇所を示す拡大斜視図である。
本実施形態では、本体側トナー搬送路62の排出口62aが下向きに開口しているため、作像ユニット100が交換可能位置へ引き出されてユニット側トナー搬送路61のトナー受口61bが排出口62aから離れると、その排出口62aからトナーがこぼれてしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、作像ユニット100の引き出し動作及び押し込み動作に連動して開閉する排出口62aのシャッター63が設けられている。このシャッター63は、図示しないスプリング等の付勢手段により、前面側へ付勢されている。作像ユニット100がセット位置に向けてスライド移動してくると、その作像ユニット100のユニット側トナー搬送路61のトナー受口61bがシャッター63に接触する。そして、作像ユニット100がセット位置に向けて更に押し込まれると、その押し込み力によってトナー受口61bがシャッター63を上記付勢手段の付勢力に抗して後面側へ押し込む。これにより、排出口62aを塞いでいた閉状態のシャッター63が後面側にスライド移動して開状態になる。そして、作像ユニット100がセット位置にセットされた状態では、図6に示すように、ユニット側トナー搬送路61のトナー受口61bが本体側トナー搬送路62の排出口62aと係合するとともに、シャッター63はトナー受口61bによって押し込まれた状態(開状態)のまま維持される。
一方、作像ユニット100がセット位置から交換可能位置に向けてスライド移動すると、シャッター63を開状態に維持していた押し込み力が解除され、シャッター63は上記付勢手段の付勢力により前面側へスライド移動する。これにより、シャッター63は排出口62aを塞ぐ閉状態となり、排出口62aからのトナーのこぼれが防止される。
図8は、すべての交換モジュール20,30,50を取り出した状態の作像ユニット100を示す斜視図である。
図9は、セット位置にセットされた状態の作像ユニット100を感光体軸方向に沿って切断したときの断面図である。
本実施形態において、作像ユニット100に搭載されている交換モジュール20,30,50及びその他の装置(現像装置40等)は、作像ユニット100の共通のユニット枠体101によって一体的に支持されている。共通のユニット枠体101の前面側部分には、その前面側に金属製の前面板102が取り付けられ、これによりユニット枠体101の前面側部分についての強度及び位置決め精度を高めている。なお、共通のユニット枠体101の後面側部分については、作像ユニット100がセット位置にセットされた際に、作像ユニット100の後面側部分に設けられる各種駆動系の連結部と画像形成装置本体側の被連結部とが複数箇所で連結されることで、強度及び位置決め精度が高まるようになっている。
図10は、作像ユニット100から帯電モジュール30を取り外すときの様子を示す説明図である。
図11(a)及び(b)は、帯電モジュール30のロック機構の動作を示す説明図である。
作像ユニット100から帯電モジュール30を取り外す場合、作業者は、まず、作像ユニット100の前面側部分に設けられている帯電モジュール用のロック部材131の摘み131aを摘んで、ロック部材131を図11(a)に示すロック状態から図11(b)に示す解除状態へ回動させる。ロック部材131が解除状態になると、帯電モジュール30の前面側部分30aの上規制が無くなるので、帯電モジュール30の前面側部分30aを、図10に示すように上方へ持ち上げることが可能となる。
図13は、帯電モジュール30を下方から見たときの斜視図である。
本実施形態における帯電モジュール30において、帯電ローラ31及びこれをクリーニングするクリーニングローラ32は、これらの回転軸の両端を支持する共通の回転軸支持部33a,33bを介して、モジュール枠体34に取り付けられている。帯電ローラ31の後面側における回転軸上には被駆動ギヤ35が固定されており、作像ユニット100が画像形成装置本体内部のセット位置にセットされたときに、被駆動ギヤ35の下方に位置する図示しない駆動ギヤと噛み合うことになる。そして、この駆動ギヤからの駆動力が被駆動ギヤ35に伝達されることで、帯電ローラ31が回転駆動する。クリーニングローラ32は、回転軸支持部33a,33bに対して回転自在に取り付けられており、帯電ローラ31の回転に連れ回り回転する。
図14は、帯電モジュール30の後面側部分30bを下方から見たときの拡大斜視図である。
図15は、帯電モジュール30の後面側部分30bが取り付けられる作像ユニット100の後面側部分を上方から見たときの斜視図である。
図16(a)及び(b)は、帯電モジュール30の後面側部分30bを作像ユニット100に取り付ける動作を説明するための断面図である。
帯電モジュール30の後面側部分30bには、高さ方向及び横方向の位置決めを行うための後側位置決め部材38が設けられている。この後側位置決め部材38は、帯電モジュール30の後面側部分30bを作像ユニット100に取り付ける際に作像ユニット100のユニット枠体101の後面側部分に設けられた仮位置決め用台座132に載置されることで帯電モジュール30の後面側部分30bを仮位置決めする仮位置決め部38aと、仮位置決め部38aの下方に設けられた帯電モジュール長手方向外側に突出する突出部38bと、ユニット枠体101の後面側部分に設けられた下規制部133に当接することで帯電モジュール30の後面側部分30bの高さ方向を位置決めする底面部38cと、底面部38cに設けられた窪み38dとを備えている。この窪み38dは、図14に示すように、帯電モジュール長手方向外側から内側に向けて窪んでおり、ユニット枠体101の後面側部分に設けられた位置決め突起134がこの窪み38dに嵌合することで、帯電モジュール30の後面側部分30bにおける横方向の位置決めがなされる。
一方、図16(b)に示す状態においては、後側位置決め部材38の底面部38cに設けられた窪み38dにユニット枠体101の位置決め突起134が嵌合した状態になる。これにより、帯電モジュール30の後面側部分30bにおける横方向の位置決めがなされる。
図18は、帯電モジュール30の前面側部分30aが取り付けられる作像ユニット100の前面側部分を上方から見たときの斜視図である。
図19は、帯電モジュール30の前面側部分30aを作像ユニット100に取り付ける動作を説明するための断面図である。
図20は、帯電モジュール30の前面側部分30aを作像ユニット100に取り付けた状態の断面図である。
帯電モジュール30の前面側部分30aには、前後方向、横方向及び高さ方向の位置決めを行うための前側位置決め部材39が設けられている。この前側位置決め部材39は、作像ユニット100のユニット枠体101の前面側部分に設けられた位置決め用台座137に載置される底面部39aと、底面部39aに設けられた位置決め用開口39bと、作像ユニット100の前面側部分に設けられたロック機構のロック部材131が当接する被ロック部39cとを備えている。位置決め用開口39bは、ユニット枠体101の前面側部分に設けられた位置決め突起138がこの位置決め用開口39bに嵌合することで、帯電モジュール30の前面側部分30aにおける横方向の位置決めがなされる。
また、底面部39aがユニット枠体101の位置決め用台座137上に載置されると、図20に示すように、前側位置決め部材39の前面側に突起した突起部39dが、ユニット枠体101の隙間を介して、ユニット枠体101の前面側に取り付けられた前面板102に当接する。これにより、帯電モジュール30の前面側部分30aが前方向へ移動することが規制される。また、底面部39aがユニット枠体101の位置決め用台座137上に載置されると、図20に示すように、前側位置決め部材39に設けられた位置決め用開口39bの前面側内壁がユニット枠体101に設けられた位置決め突起138に当接する。これにより、帯電モジュール30の前面側部分30aが後方向へ移動することが規制される。
この結果、底面部39aがユニット枠体101の位置決め用台座137上に載置されて、帯電モジュール30の位置決め用開口39bにユニット枠体101の位置決め突起138が嵌合した状態になると、帯電モジュール30の前面側部分30aは、横方向及び前後方向の位置決めがなされることになる。
図24は、作像ユニット100から取り外した状態のクリーニングモジュール50を示す斜視図である。
本実施形態のクリーニングモジュール50は、感光体21の表面に向けて開口するモジュール開口からクリーニングブレード51及び潤滑剤塗布ブラシ52を露出させた状態でこれらをモジュール枠体の前面側部分50a及び後面側部分50bで支持している。モジュール開口の下端には下シール部材55が設けられており、モジュール開口の上端には均しブレード53が設けられている。したがって、下シール部材55、クリーニングブレード51、潤滑剤塗布ブラシ52、均しブレード53は、感光体表面移動方向上流側(鉛直方向下側)から順に、感光体21の表面に接触して対向する。本実施形態のクリーニングモジュール50は、感光体表面上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング部と、感光体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とに大別できる。
そこで、本実施形態では、潤滑剤供給部の筐体内部の余剰潤滑剤を潤滑剤供給部の筐体内部から排出するために、図2に示すように余剰潤滑剤搬送スクリュー56bが設けられている。この余剰潤滑剤搬送スクリュー56bは、スクリュー軸に螺旋状の羽根部が固定されたもので、余剰潤滑剤をスクリュー軸の軸線方向に沿って前面側へ搬送する。
本実施形態のクリーニングモジュール50は、クリーニング部で発生した転写残トナーと、潤滑剤供給部で発生した余剰潤滑剤とを、クリーニングモジュール50の外部にある画像形成装置本体側に設置された図示しない廃トナーボトルへ搬送する必要がある。クリーニングモジュール50は、作像ユニット100上に設けられ、画像形成装置本体に対して着脱されるものであるため、転写残トナー及び余剰潤滑剤を搬送する搬送路については、作像ユニット100の装着時に作像ユニット100側の搬送路と画像形成装置本体の搬送路とを連結させなければならず、そのためこれらの搬送路間の位置決めが必要である。よって、このような搬送路の連結箇所が多いと、位置決めを行う必要がある箇所が増える結果、製造コストが高くなる。また、作像ユニット100の着脱時に搬送路の連結箇所において搬送路内に残留している転写残トナーや潤滑剤がこぼれる危険性が高く、搬送路の連結箇所が多いほどこの危険性は高くなる。
そこで、本実施形態においては、下搬送路50c及び上搬送路50dとが合流する連結通路50eは、画像領域の感光体回転軸方向外側の箇所である連結通路50eで連結している。これにより、このような不具合の発生を抑制している。
排出部50fには、排出口50gを開閉するためのシャッター50hが備わっている。このシャッター50hは、作像ユニット100がセット位置にセットされていない状態では、スプリング50iの付勢力によって後面側へ付勢され、排出口50gを閉塞する閉状態に維持される。一方、作像ユニット100がセット位置にセットされた状態では、図25に示すように、クリーニングモジュール50における後面側部分50bの排出部50fが画像形成装置本体の廃トナー搬送路210の上方に配置された被連結部211の内部に挿入された状態になる。作像ユニット100がセット位置に向けてスライド移動する際、排出部50fのシャッター50hの後面側の端面が画像形成装置本体における被連結部211の前面側の端面に当接して移動が阻止される。これにより、作像ユニット100とともに後面側へ移動する排出部50fに対し、シャッター50hは、スプリング50iの付勢力に抗して前面側へ相対的に移動し、作像ユニット100がセット位置にセットされた状態では、図25に示すように、排出口50gを開口させる開状態に維持される。このとき、排出口50gは、画像形成装置本体の廃トナー搬送路210に設けられた受け入れ口に対面し、排出口50gから落下した廃トナーが廃トナー搬送路210内へ収容可能となる。
本実施形態では、作像ユニット100を画像形成装置本体から引き出した状態において、作像ユニット100の後面側部分に設けられた後側主基準ピン153は、スプリング155の付勢力によって後面側に向けて変位した状態に維持される。これにより、後側主基準ピン153は、その後面側端部が作像ユニット100の後面側部分から後方へ突出し、前面側端部はクリーニングモジュール50の後面側部分50bに設けられた後側主基準部材58aの嵌合孔から退避した箇所に位置する。よって、クリーニングモジュール50の後側主基準部材58aは、作像ユニット100を画像形成装置本体から引き出した状態においては、常に、作像ユニット100に対するロックが解除された解除状態になっている。
一方、作像ユニット100を画像形成装置本体内部のセット位置に向けてスライド移動させると、作像ユニット100の後側主基準ピン153の後面側端部が画像形成装置本体の本体フレーム230に接触し、これにより後側主基準ピン153の後面側への移動が阻止される。その結果、作像ユニット100が更に後面側へスライド移動することで、後側主基準ピン153が作像ユニット100に対して前面側へ移動し、その後側主基準ピン153の前面側端部がクリーニングモジュール50の後側主基準部材58aの嵌合孔に入り込む。そして、作像ユニット100がセット位置にセットされた状態では、図27に示すように、作像ユニット100の後側主基準ピン153がクリーニングモジュール50の後側主基準部材58aの嵌合孔に入り込んでロック状態になるとともに、クリーニングモジュール50の後面側部分50bにおける位置決めがなされる。
図29(a)は、クリーニングモジュール50がロック状態であるときのロック操作レバー151の姿勢を示す説明図であり、図29(b)は、クリーニングモジュール50のロックが解除された解除状態であるときのロック操作レバー151の姿勢を示す説明図である。
作像ユニット100を画像形成装置本体から交換可能位置まで引き出すと、上述したように、作像ユニット100に対するクリーニングモジュール50の後面側部分のロックが解除された状態となるので、あとはクリーニングモジュール50の前面側部分のロックを解除すれば、クリーニングモジュール50を作像ユニット100から取り出すことが可能となる。作像ユニット100からクリーニングモジュール50を取り外す場合、作業者は、まず、作像ユニット100の前面側部分に設けられているクリーニングモジュール用のロック操作レバー151を摘んで、ロック操作レバー151を図29(a)に示すロック状態から図29(b)に示す解除状態へ回す。
図30は、クリーニングモジュール50を取り外した状態の作像ユニット100における前面側部分の内壁側から見たときの斜視図である。
図31は、クリーニングモジュール50を取り外した状態の作像ユニット100における後面側部分の内壁側から見たときの斜視図である。
なお、図30及び図31では、クリーニングモジュール50が作像ユニット100から取り外された状態ではあるが、説明のため、前側主基準ピン152及び後側主基準ピン153が見えるように、これらの主基準ピン152,153がロック状態の箇所に位置している様子を図示している。
また、クリーニングモジュール50の後側従基準部材58bは、図31に示すように、作像ユニット100の後面側部分における内壁に設けられた従基準ガイド上壁157の下端に設けられた後側従基準凹部157aに嵌り込んだ状態になる。これにより、後側従基準部材58bは、後側従基準凹部157aによって従基準ガイド上壁157に沿った方向以外の方向への移動が規制された状態になる。その結果、クリーニングモジュール50の後面側部分50bが主基準部材58aを中心とした回転方向へ移動することが規制される。
作業者がロック操作レバー151を解除状態まで回し、クリーニングモジュール50の前面側部分50aの作像ユニット100に対するロックが解除されても、この状態では、クリーニングモジュール50の従基準部材57b,58bが作像ユニット100の従基準凹部156a,157aに嵌り込んで支持されている。よって、クリーニングモジュール50が作像ユニット100から落下してしまうことはない。本実施形態では、クリーニングモジュール50の主基準部材57a,58aのロックが解除された状態において、従基準部材57b,58bを中心にクリーニングモジュール50を図32(a)の矢印で示す方向へ約10°程度回動させないと、クリーニングモジュール50を図32(b)に示すように作像ユニット100から引き抜いて取り外せないようになっている。
そこで、本実施形態では、クリーニングブレード51、潤滑剤塗布ブラシ52、均しブレード53に付着している転写残トナーや潤滑剤が、クリーニングモジュールのクリーニング部及び潤滑剤供給部の各筐体内部に落下するような付着物落下防止姿勢で、クリーニングモジュール50が作像ユニット100から取り外されるように構成されている。
図33(b)は、クリーニングモジュール50がセット位置から約10°回転して付着物落下防止姿勢になった状態の説明図である。
本実施形態において、クリーニングモジュールが作像ユニット100にセットされているとき、図33(a)に示すように、クリーニングブレード51及び潤滑剤塗布ブラシ52の横方向位置は、クリーニングモジュール50のモジュール開口の下端部(下シール部材55の上端)の横方向位置よりも感光体21の表面とは反対側(クリーニングモジュール50側)に位置している。よって、これに付着している転写残トナーや潤滑剤は、モジュール開口からクリーニングモジュール50の筐体内部に落下させることができる。しかしながら、均しブレード53については、図33(a)に示すように、その横方向位置Eがクリーニングモジュール50のモジュール開口の下端部(下シール部材55の上端)の横方向位置の真上もしくは感光体21側に位置する。すなわち、均しブレード53については、クリーニングモジュール50がセットさ位置に位置する姿勢では、その横方向位置Eがクリーニングモジュール50のモジュール筐体内部から外れる位置に存在する。そのため、セット位置の姿勢のままクリーニングモジュール50を作像ユニット100から取り外すように構成すると、均しブレード53に付着している転写残トナーや潤滑剤がクリーニングモジュール50のモジュール筐体内部に落下できず、上述した不具合を引き起こす。
また、クリーニングブレード51及び潤滑剤塗布ブラシ52であっても、その横方向位置は下シール部材55に対してモジュール筐体内部側に僅かにずれた位置である。そのため、セット位置の姿勢のままクリーニングモジュール50を作像ユニット100から取り外すように構成すると、クリーニングブレード51及び潤滑剤塗布ブラシ52に付着している転写残トナーや潤滑剤も、モジュール筐体内部から外れた位置に落下してしまい、上述した不具合を引き起こすおそれがある。
図34(b)は、クリーニングモジュール50が付着物落下防止姿勢である状態を説明するための説明図である。
図35(a)及び(b)は、クリーニングモジュール50を付着物落下防止姿勢のまま作像ユニット100から斜め上方へ取り外されている途中の様子を説明するための説明図である。
すなわち、クリーニングモジュール50の前面側部分50a及び後面側部分50bには、図24及び図26に示すように、それぞれボス57c,58cが設けられている。クリーニングモジュール50がセット位置にあるとき、図34(a)に示すように、前側ボス57cは、ユニット枠体101に設けられた図30に示す前側従基準ガイド溝156のボス用凹部156b内に入り込む。また、後側ボス58cは、クリーニングモジュール50がセット位置にあるとき、ユニット枠体101に設けられた図31に示す従基準ガイド上壁157のボス用凹部157b内に入り込む。したがって、クリーニングモジュール50がセット位置の姿勢のままでは、ボス57c,58cがボス用凹部156b,157bに引っ掛かって、クリーニングモジュール50を引き抜くことができない。一方、従基準部材57b,58bを中心にクリーニングモジュール50を約10°回転して図34(b)に示す付着物落下防止姿勢にすると、クリーニングモジュール50のボス57c,58cはユニット枠体101のボス用凹部156b,157bから抜き出た状態になる。これにより、クリーニングモジュール50のボス57c,58c及び従基準部材57b,58bは前側従基準ガイド溝156及び従基準ガイド上壁157に沿って移動できるようになる。したがって、図35(a)及び(b)に示すように、クリーニングモジュール50を前側従基準ガイド溝156及び従基準ガイド上壁157に沿って作像ユニット100から引き抜いて取り外すことができる。
本実施形態では、クリーニングモジュール50が作像ユニット100内のセット位置に位置するときにクリーニングモジュール50の後側主基準部材58aを仮位置決めするフック部材159が作像ユニット100のユニット枠体101に設けられている。なお、図示はしないが、クリーニングモジュール50の前面側部分にも前側主基準部材57aを仮位置決めする同様のフック部材が作像ユニット100のユニット枠体101に設けられている。フック部材159は、ユニット枠体101に固定された固定端から感光体側から離れる方向へ略水平に延びるアーム部と、そのアーム部先端で下方に曲がったストッパ部とから構成された略L字状の部材である。クリーニングモジュール50がセット位置に位置するとき、クリーニングモジュール50の後側主基準部材58aがフック部材159のストッパ部に引っ掛かった状態になる。このとき、クリーニングモジュール50の前側主基準部材57aも図示しないフック部材のストッパ部に引っ掛かった状態になる。そのため、作業者がクリーニングモジュール50を手で支持しない状態でクリーニングモジュール50のロックを解除しても、クリーニングモジュール50は、フック部材159によってセット位置に保持される。よって、クリーニングモジュール50のロック解除時に上述した衝撃が加わるのを防止することができる。
図37(a)〜(c)は、作像ユニット100から感光体モジュール20を取り外すときの様子を示す説明図である。
作像ユニット100から感光体モジュール20を取り外す場合、作業者は、まず、上述した帯電モジュール30及びクリーニングモジュール50を作像ユニット100から取り外す必要がある。このような必要があることで、感光体モジュール20の交換作業の作業負担が増えることになるが、作像ユニット100上の交換モジュールの中でも、感光体モジュール20はより高い位置決め精度が要求される部品であるため、作像ユニット100に対してむやみに着脱されることを規制できる点では有益である。また、感光体モジュール20の感光体表面に傷が付くと画質への影響が大きいこと、他の交換モジュールに比べて高価な部品であること等も考慮すると、感光体モジュール20の交換作業の作業負担が増えてでも、感光体モジュール20が作像ユニット100に対してむやみに着脱されることを規制する方が優先されることが好ましい。
すなわち、本実施形態において、他の交換モジュールを作像ユニット100から取り外した後でなければ交換できない感光体モジュール20よりも、他の交換モジュールを作像ユニット100にセットした状態のまま交換できる帯電モジュール30及びクリーニングモジュール50の方が、交換寿命が短くなるように構成されている。具体的には、帯電モジュール30及びクリーニングモジュール50は、画像形成枚数に換算して30万枚の交換寿命であるのに対し、感光体モジュール20は、画像形成枚数に換算して120万枚の交換寿命である。なお、このような交換モジュール20,30,50の間における交換寿命の調整は、材料の選定、制御方法の工夫など、公知の方法によって適宜行うことができる。そして、本実施形態では、作像ユニット100上の全交換モジュール20,30,50の交換寿命(画像形成枚数換算。以下同じ。)の最小公倍数である120万枚は、全交換モジュール20,30,50の交換寿命の中で最も長い感光体モジュール20の交換寿命である120万枚と一致する。その結果、感光体モジュール20の交換時期は、寿命途中で故障等がない限り、他の交換モジュール30,50の交換時期と同じになる。本実施形態では、感光体モジュール20を交換するためには他の交換モジュール30,50を取り外さなければならないが、これらの交換時期を一致させることで、実質的な作業負担を軽減できる。
しかも、これらの交換時期が一致することで、一度の交換作業ですべての交換モジュール20,30,50を交換することができ、各交換モジュール20,30,50を別々の時期に交換する場合に比べて、トータルでの画像形成のダウンタイムを軽減できる。
また、本実施形態において、帯電モジュール30及びクリーニングモジュール50の交換寿命は互いに一致するように構成されている。これにより、帯電モジュール30及びクリーニングモジュール50は、寿命途中で故障等がない限り、その交換時期は同じになり、一度の交換作業で両方を交換することができる。よって、これらを別々の時期に交換する場合に比べて、トータルでの画像形成のダウンタイムを軽減できる。
なお、感光体モジュール20の後面側部分にも同様のロック機構が存在するが、以下の説明では、図40(a)〜(d)を参照して、感光体モジュール20の前面側部分についてのロック機構のみ説明する。
特に、本実施形態においては、感光体21の表面に付着する不要な付着物(転写残トナー等)を除去するクリーニング部材としてのクリーニングブレード51を備えたクリーニング装置であるクリーニング部を有する、モジュールのねじれによる影響が最も顕著であるクリーニングモジュール50についてのねじれを抑制することができるので、効果が高い。
また、本実施形態において、クリーニングモジュール用ロック機構が有する後側主基準ピン153は、作像ユニット100のスライド移動方向に沿って進退移動自在にユニット枠体101に支持され、上記固定位置ではクリーニングモジュール50に設けられた嵌合部である後側主基準部材58aの嵌合孔に嵌合し、上記解除位置ではこの嵌合孔との嵌合が解除されるものであり、クリーニングモジュール用ロック機構は、後側主基準ピン153を上記解除位置へ付勢する付勢手段としてのスプリング155を有し、作像ユニット100が上記セット位置にセットされた状態では、後側主基準ピン153の後面側端部が画像形成装置本体の固定部である本体フレーム230に当接することで、スプリング155の付勢力に抗して後側主基準ピン153が上記固定位置に位置するように構成されている。よって、本実施形態によれば、このような簡便な構成により、クリーニングモジュール50の後面側部分50bについての位置決め作業を省略でき、作業工程を簡略化できる。
また、本実施形態において、クリーニングモジュール用ロック機構は、後側主基準部材58aを通る後側主基準ピン153の進退移動方向に沿って延びる回転軸(主基準回転軸)を中心とするクリーニングモジュール50の回転を規制する回転規制部材として、クリーニングモジュール50側の従基準部材57b,58b及び作像ユニット100側の従基準凹部156a,157aを有し、クリーニングモジュール50の固定を解除した状態では従基準部材57b,58bを通る後側主基準部材58aの進退移動方向に沿って延びる従基準回転軸を中心にクリーニングモジュール50を回転可能に支持する構成となっている。従基準部材57b,58b及び従基準凹部156a,157aは、上記従基準回転軸を中心にクリーニングモジュール50が回転するとき、クリーニングモジュール50のクリーニングブレード51を感光体表面に対して画像形成動作時に所定の作用を施す当接位置(作用位置)から当該当接位置よりも感光体表面から遠ざかった離間位置へ移動させる箇所に配置されている。これにより、クリーニングブレード51を感光体表面からに対して画像形成動作時に所定の作用を施す当接位置(作用位置)から当該当接位置よりも感光体表面から遠ざかった離間位置へ移動させる箇所に配置されている。そして、クリーニングモジュール用ロック機構は、クリーニングモジュール50のクリーニングブレード51が上記当接位置に位置するときには作像ユニット100に対するクリーニングモジュール50の挿脱を規制するとともに、クリーニングブレード51が上記離間位置に位置するときには作像ユニット100からのクリーニングモジュール50の挿脱を可能とする構成となっている。これにより、クリーニングブレード51を感光体表面から十分に離間させた状態で、クリーニングモジュール50を作像ユニット100に対して挿脱することができる。その結果、クリーニングモジュール50の挿脱時にクリーニングブレード51によって感光体表面を傷つけたり、感光体表面でクリーニングブレード51を傷つけたりする事態の発生を抑制できる。
また、本実施形態においては、クリーニングモジュール用ロック機構によるクリーニングモジュール50の固定が解除された状態でもクリーニングモジュール50のクリーニングブレード51が上記当接位置に位置するようにクリーニングモジュール50を仮位置決めする仮位置決め手段としてのフック部材159を有しており、このフック部材159は、クリーニングモジュール50の把持部に対し、上記従基準回転軸を中心とするクリーニングモジュール50の回転方向へ所定以上の力が加わることで上記仮位置決めが解除されるように構成されている。これにより、クリーニングモジュール用ロック機構によるクリーニングモジュール50の固定解除と同時に、クリーニングブレード51が上記解除位置へ位置する姿勢に向けてクリーニングモジュール50が姿勢変化することを防ぐことができる。その結果、当該姿勢変化によってクリーニングモジュール50に衝撃が加わり、転写残トナーや潤滑剤を舞い上がらせるなどの不具合の発生を抑制できる。
また、本実施形態では、作像ユニット100に支持されている複数の交換モジュール20,30,50のうちの一部の交換モジュールである帯電モジュール30及びクリーニングモジュール50は、他の交換モジュールをユニット枠体101に支持させた状態で交換可能な構成であり、残りの交換モジュールである感光体モジュール20は、他の交換モジュールをユニット枠体101から取り出した後でなければ交換できない構成である。そして、それぞれの交換モジュール20,30,50について予め決められた交換寿命が、感光体モジュール20よりも帯電モジュール30及びクリーニングモジュール50の方が短くなるように構成されている。これにより、交換頻度の高い帯電モジュール30及びクリーニングモジュール50については、交換作業が不要な感光体モジュール20を取り外さないまま交換作業を行うことができるので、交換モジュール20,30,50についてのトータルでの交換作業の負担が軽減される。
また、本実施形態においては、作像ユニット100に支持されているすべての交換モジュール20,30,50の交換寿命の最小公倍数である120万枚が、すべての交換モジュール20,30,50の交換寿命の中で最も長い感光体モジュール20の交換寿命である120万枚と同じになるように構成されている。これにより、感光体モジュール20の交換時期は、寿命途中で故障等がない限り、他の交換モジュール30,50の交換時期と同じになる。本実施形態では、感光体モジュール20を交換するためには他の交換モジュール30,50を取り外さなければならないが、これらの交換時期を一致させることで、実質的な作業負担を軽減できる。しかも、これらの交換時期が一致することで、一度の交換作業ですべての交換モジュール20,30,50を交換することができ、各交換モジュール20,30,50を別々の時期に交換する場合に比べて、トータルでの画像形成のダウンタイムを軽減できる。
また、本実施形態においては、感光体21の表面に形成された潜像にトナーを付着させる現像処理を行う現像装置40については、作像ユニット100のユニット枠体101に固定配置している。感光体21の表面と現像剤担持体である現像ローラ45との間の現像ギャップの誤差は画質に顕著に影響するため、これらの相対位置関係については、感光体表面に対して所定の作用を施す他の表面作用部材(クリーニングブレード51や帯電ローラ31など)と比較して、より高い位置決め精度が求められる。本実施形態のように現像装置40を作像ユニット100のユニット枠体101に固定配置することで、現像装置40を作像ユニット100のユニット枠体101に対して着脱可能に配置する場合に比べて、感光体表面と現像ローラ45との間の位置決め精度を高くできる。よって、現像ギャップの誤差による画質低下を抑制できる。
また、上述した実施形態では、複数の作像ユニット100Y,100M,100C,100Kを備えた画像形成装置を例に挙げているが、作像ユニットを1つだけ備えた画像形成装置でも同様である。
20 感光体モジュール(交換モジュール)
21 感光体
22 モジュール筐体
23 連結部
24 誤セット防止突起
30 帯電モジュール(交換モジュール)
31 帯電ローラ
34 モジュール枠体
38,39 位置決め部材
40 現像装置
42 ドクタブレード
43 攪拌スクリュー
44 攪拌搬送路
45 現像ローラ
46 回収スクリュー
47 回収搬送路
48 供給スクリュー
49 供給搬送路
50 クリーニングモジュール(交換モジュール)
51 クリーニングブレード
52 潤滑剤塗布ブラシ
53 均しブレード
54 固形潤滑剤
55 下シール部材
56a 廃トナー搬送スクリュー
56b 余剰潤滑剤搬送スクリュー
57a,58a 主基準部材
57b,58b 従基準部材
57c,58c ボス
61 ユニット側トナー搬送路
62 本体側トナー搬送路
100 作像ユニット
101 ユニット枠体
102 前面板
103 取手
105 スライドレール
106 ロック解除操作レバー
121 被連結部
131 ロック部材
132 仮位置決め用台座
133 下規制部
134,138 位置決め突起
135,139 仮位置決め用壁部
136 位置決め用開口
137 位置決め用台座
151 ロック操作レバー
152,153 主基準ピン
156 従基準ガイド溝
157 従基準ガイド上壁
158 回転阻止部
159 フック部材
210 廃トナー搬送路
211 被連結部
221 感光体駆動軸
222 軸受
223 感光体駆動ジョイント
230 本体フレーム
Claims (6)
- 回転する潜像担持体の表面にトナー像を作像し、作像されたトナー像を該潜像担持体から被転写材上に転写することで画像形成を行う画像形成装置において、
上記潜像担持体を備えた潜像担持体モジュールと、該潜像担持体の表面に接触して又は所定のギャップをもって近接して該表面に対して所定の作用を施す表面作用部材を有する作像用装置を備えた少なくとも1つの作像用モジュールとを、それぞれ個別に交換可能な交換モジュールとして、単一のユニット枠体で一体的に支持する作像ユニットと、
該作像ユニットが画像形成装置本体内部にセットされるセット位置と、該作像ユニットが画像形成装置外部に露出する露出位置との間で、該作像ユニットを潜像担持体回転軸方向に沿ってスライド移動可能に支持するユニット支持手段と、
少なくとも上記作像ユニットが画像形成装置本体内部にセットされた状態で、上記潜像担持体モジュールの潜像担持体回転軸方向両端部を上記ユニット枠体に固定する潜像担持体モジュール固定手段と、
少なくとも上記作像ユニットが画像形成装置本体内部にセットされた状態で、上記少なくとも1つの作像用モジュールの潜像担持体回転軸方向両端部を上記ユニット枠体に固定する作像用モジュール固定手段とを備えており、
画像形成装置本体に対する上記作像ユニットの位置決めは、上記潜像担持体モジュールの潜像担持体回転軸方向両端部を画像形成装置本体に固定することで行い、
上記作像用モジュール固定手段は、上記少なくとも1つの作像用モジュールにおける潜像担持体回転軸方向端部のうち少なくとも上記作像ユニットを上記セット位置から上記露出位置へスライド移動させる際に後方側となる端部の上記ユニット枠体に対する固定については、該セット位置への該作像ユニットのスライド移動に連動して当該端部を上記ユニット枠体に固定する固定位置へ移動し、該露出位置への該作像ユニットのスライド移動に連動して該ユニット枠体に対する当該端部の固定を解除する解除位置へ移動する固定用移動部材により固定するものであり、
上記固定用移動部材は、上記作像ユニットのスライド移動方向に沿って進退移動自在に上記ユニット枠体に支持され、上記固定位置では上記少なくとも1つの作像用モジュールに設けられた嵌合部と嵌合し、上記解除位置では該嵌合部との嵌合が解除されるものであり、
上記作像用モジュール固定手段は、上記固定用移動部材を上記解除位置へ付勢する付勢手段と、上記嵌合部を通る上記固定用移動部材の進退移動方向に沿って延びる回転軸を中心とする上記少なくとも1つの作像用モジュールの回転を規制する回転規制部材とを有し、上記作像ユニットが上記セット位置にセットされた状態では、該作像ユニットが該セット位置へ移動するときに先頭側となる該固定用移動部材の先頭側端部が画像形成装置本体の固定部に当接することで、該付勢手段の付勢力に抗して該固定用移動部材が上記固定位置に位置するように構成され、かつ、該作像用モジュールの固定を解除した状態では該回転規制部材を通る該固定用移動部材の進退移動方向に沿って延びる従基準回転軸を中心に該作像用モジュールを回転可能に支持する構成となっており、
上記回転規制部材は、上記従基準回転軸を中心に該作像用モジュールが回転するとき、該作像用モジュールの表面作用部材を、上記潜像担持体の表面に対して画像形成動作時に所定の作用を施す作用位置から該作用位置よりも該潜像担持体の表面から遠ざかった離間位置へ移動させる箇所に配置されており、
上記作像用モジュール固定手段は、上記少なくとも1つの作像用モジュールの上記表面作用部材が上記作用位置に位置するときには上記作像ユニットに対する該作像用モジュールの挿脱を規制するとともに、該表面作用部材が該離間位置に位置するときには該作像ユニットに対する該作像用モジュールの挿脱を可能とする構成を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記少なくとも1つの作像用モジュールに設けられる上記作像用装置は、上記潜像担持体の表面に付着する不要な付着物を除去するクリーニング部材を上記表面作用部材として備えたクリーニング装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2の画像形成装置において、
上記作像用モジュール固定手段による上記少なくとも1つの作像用モジュールの固定が解除された状態でも該作像用モジュールの表面作用部材が上記作用位置に位置するように該作像用モジュールを仮位置決めする仮位置決め手段を有し、
該仮位置決め手段は、該作像用モジュールの把持部に対し、上記従基準回転軸を中心とする該作像用モジュールの回転方向へ所定以上の力が加わることで上記仮位置決めが解除される構成を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記作像ユニットに支持されている複数の交換モジュールのうちの一部の交換モジュールは、他の交換モジュールを上記ユニット枠体に支持させた状態で交換可能な構成であり、
残りの交換モジュールは、他の交換モジュールを上記ユニット枠体から取り出した後でなければ交換できない構成であり、
それぞれの交換モジュールについて予め決められた交換寿命が、上記残りの交換モジュールよりも上記一部の交換モジュールの方が短くなるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4の画像形成装置において、
上記作像ユニットに支持されているすべての交換モジュールの交換寿命の最小公倍数が、該すべての交換モジュールの交換寿命の中で最も長いものと同じになるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記潜像担持体の表面に形成された潜像にトナーを付着させる現像処理を行う現像装置を有し、
該現像装置については、上記作像ユニットの上記ユニット枠体に固定配置したことを特徴とする画像形成装置。
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