JP2007011003A - 画像形成装置およびプロセスユニット - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルトおよびクリーニングユニットの保守に際しての作業を大幅に簡略化することができる画像形成装置およびプロセスユニットを提供する。
【解決手段】クリーニングユニット３０の作用部４０をプロセスユニット１０１の挿入および離脱に伴ってそのプロセスユニット１０１と共に移動する構成とし、クリーニングユニット３０の駆動部５０をプロセスユニット１０１の移動にかかわらず本体１に留まる構成としている。
【選択図】図４

Description

この発明は、装置本体への挿入および装置本体からの離脱が自在なプロセスユニットを備えた画像形成装置およびプロセスユニットに関する。

画像形成装置たとえば複写機は、像担持体を有するプロセスユニットを備え、上記像担持体の表面に付着した現像材等を、クリーニングユニット内に保持され、像担持体の表面に接触するブレードにより除去する。

カラー複写機の場合、像担持体として、感光体ドラムおよび中間転写ベルトを有している。中間転写ベルトの対する良好なクリーニング性能を保持するためには、中間転写ベルトとクリーニングユニットとの位置関係（中間転写ベルトに対するブレードの当接圧力を含む）が重要であり、中間転写ベルトおよびクリーニングユニットを一体化してプロセスユニットに搭載することが望ましい(例えば、特許文献１，２，３，４，５)。
特開平０９−２３６９９３号公報 特開２０００−１７２０８６号公報 特開２０００−８１７９９号公報 特開２０００−８１８００号公報 特開２００４−２９２１２号公報

中間転写ベルトおよびクリーニングユニットを一体化すると、中間転写ベルトを保守する場合に、中間転写ベルトとクリーニングユニットとを装置本体内で分離し、分離した中間転写ベルトを装置本体から引き出す作業が必要となる。中間転写ベルトとクリーニングユニットとを装置本体内で分離する作業は、非常に作業性が悪く、多くの時間を要してしまう。

中間転写ベルトの保守が完了した後は、プロセスユニットを装置本体に挿入し、挿入した中間転写ベルトをクリーニングユニットに結合する作業も必要となる。この作業にも、多くの手間と時間を要してしまう。

クリーニングユニットを保守する場合にも、同様の作業が必要となる。

しかも、クリーニングユニットは、中間転写ベルトに接触してその中間転写ベルトをクリーニングする作用部と、この作用部を中間転写ベルトに対し接触および離間させるための駆動部とにより、構成されている。このため、クリーニングユニットを保守する場合、作用部と駆動部とを分離したり結合するなどの作業も加わることとなり、ますます作業性が悪い。

この発明の目的は、中間転写ベルトおよびクリーニングユニットの保守に際しての作業を大幅に簡略化することができる画像形成装置およびプロセスユニットを提供することである。

請求項１に係る発明の画像形成装置は、像担持体を有し、装置本体への挿入および装置本体からの離脱が自在なプロセスユニットと、上記像担持体に接触してその像担持体をクリーニングする作用部、およびこの作用部を上記像担持体に対し接触および離間させるための駆動部を有するクリーニングユニットと、を備えている。上記作用部は、上記プロセスユニットの挿入および離脱に伴ってそのプロセスユニットと共に移動する。上記駆動部は、上記プロセスユニットの移動にかかわらず上記装置本体に留まり、上記プロセスユニットの挿入に伴って上記作用部と係合し、上記プロセスユニットの離脱に伴って前記作用部から離れる。

請求項４に係る発明のプロセスユニットは、感光体ドラムと、中間転写ベルトが掛け渡された複数のローラと、上記中間転写ベルト上のトナーを除去するクリーニング部材を内包するクリーニングユニットと、上記感光体ドラムおよび前記複数のローラを支持するフレームと、からなる。上記クリーニングユニットは、前記フレームに対して支点を中心に回動可能に支持され、スプリングにより前記クリーニング部材が前記中間転写ベルトに接触する方向に偏倚力が与えられる。また、上記クリーニングユニットは、その長手方向端部に傾斜面を有する。

この発明の画像形成装置およびプロセスユニットは、中間転写ベルトおよびクリーニングユニットの保守に際しての作業が大幅に簡略化されて、作業性が大幅に向上する。

以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１において、１は画像形成装置たとえばデジタル複写機の本体で、この本体１内に像担持体たとえば感光体ドラム２が時計方向に回転自在に設けられている。この感光体ドラム２の周囲に、帯電ユニット３、黒色現像ユニット４、ロータリ式カラー現像ユニット５、一次転写ローラ６、クリーニングユニット７が順次に配設されている。上記帯電ユニット３は、感光体ドラム２の表面を帯電させる。そして、レーザユニット８から発せられるレーザビームＬが、帯電ユニット３と黒色現像ユニット４との間を通って感光体ドラム２の表面に照射される。このレーザビームＬの照射により、帯電された感光体ドラム２の表面が露光されて、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。

上記黒色現像ユニット４は、黒色（Ｋ）トナーをマグローラ４ａにより感光体ドラム２の表面に供給する。この供給により、感光体ドラム２上の静電潜像が黒色の可視像に現像される。この黒色現像ユニット４に黒色トナーを供給するために、大きな容量の黒色トナーボトル９が用意されている。

上記ロータリ式カラー現像ユニット５は、黄色現像部５Ｙ、マゼンタ色現像部５M、シアン色現像部５Ｃを有し、感光体ドラム２の近傍で時計方向に回転する。黄色現像部５Ｙは、感光体ドラム２の表面に対する接触および離間が可能なマグローラ５Ｙａを有し、マグローラ５Ｙａが感光体ドラム２の表面に接することにより、黄色（Ｙ）トナーを感光体ドラム２の表面に供給する。マゼンタ色現像部５Ｍは、感光体ドラム２の表面に対する接触および離間が可能なマグローラ５Ｍａを有し、マグローラ５Ｍａが感光体ドラム２の表面に接することにより、マゼンタ色（Ｍ）トナーを感光体ドラム２の表面に供給する。シアン色現像部５Ｃは、感光体ドラム２の表面に対する接触および離間が可能なマグローラ５Ｃａを有し、マグローラ５Ｃａが感光体ドラム２の表面に接することにより、シアン色（Ｃ）トナーを感光体ドラム２の表面に供給する。

感光体ドラム２は、必要な現像色に応じて１回転あるいは数回転しながら、上記黒色現像ユニット４およびロータリ式カラー現像ユニット５から各色のトナーを順次に受ける。これにより、感光体ドラム２上の静電潜像が、１色ないし４色のいずれかを重ね合わせた色の可視像に、現像される。

上記一次転写ローラ６は、感光体ドラム２との間を通る像担持体である中間転写ベルト１０に対し、感光体ドラム２上の可視像を転写する。クリーニングユニット７は、転写が済んだ感光体ドラム２の表面をクリーニングする。このクリーニングにより、感光体ドラム２の表面に残留するトナー等が除去される。

上記中間転写ベルト１０は、ドライブローラ１１、巻付けローラ１２、ドリブンローラ１３、およびテンションローラ１４に掛け渡され、ドライブローラ１１から動力を受けて、反時計方向に回転する。巻付けローラ１２は、中間転写ベルト１０を感光体ドラム２側に押し付ける働きをする。テンションローラ１４は、中間転写ベルト１０の張力を調整するためのものである。

上記ドリブンローラ１３上の中間転写ベルト１０と接するように、二次転写ローラ２０が設けられている。給紙カセット（図示しない）からレジストローラ２１，２１に供給される用紙が、そのレジストローラ２１，２１により、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２０との間に送り込まれる。このとき、二次転写ローラ２０により、中間転写ベルト１０上の可視像が用紙に転写される。転写が済んだ用紙は、定着ユニット２２に送られる。定着ユニット２２は、用紙に転写されている可視像を、熱により、用紙に定着させる。定着ユニット２２を経た用紙は、案内ゲート２３を経由して、本体１の上面の排紙トレイ２４に排出される。

なお、二次転写ローラ２０は、転写が必要なときだけドリブンローラ１３上の中間転写ベルト１０に接触し、転写が不要なときは中間転写ベルト１０から離間する。

一方、上記ドライブローラ１１の近傍に、クリーニングユニット３０が設けられている。クリーニングユニット３０は、クリーニング部材を内包するとともに、後述するプロセスユニット１０１のフレームに対し、支点（後述の支軸４２）を中心にして回動可能に支持されており、その回動によりドライブローラ１１上の中間転写ベルト１０に対する接触および離間が可能で、接触時に中間転写ベルト１０をクリーニングする。このクリーニングユニット３０の概要を図２および図３に示している。図２はクリーニング不要時の状態、図３はクリーニング時の状態である。

クリーニングユニット３０は、中間転写ベルト１０に接触して中間転写ベルト１０をクリーニングする作用部４０と、この作用部４０を中間転写ベルト１０に対し接触および離間させるための駆動部５０と、により構成されている。

作用部４０は、ホルダ４１と、このホルダ４１の下部を回動自在に支持する支軸４２と、上記ホルダ４１に保持されたクリーニング部材であるブレード４３と、このブレード４３が中間転写ベルト１０に接触するように上記ホルダ４１に中間転写ベルト１０側への偏倚力を与えるスプリング４４と、を有している。ホルダ４１およびブレード４３は、中間転写ベルト１０の幅方向に沿って設けられ、中間転写ベルト１０の幅寸法とほぼ同じ長さを有している。ブレード４３は、中間転写ベルト１０に接触しているときに、その中間転写ベルト１０上の付着物を掻き落とすように除去する。

駆動部５０は、後述するモータ５５の動力が伝達されるシャフト５１と、このシャフト５１に設けられた偏心状の第１カム５２と、この第１カム５２と上記ホルダ４１の上面部との間に介在する第２カム５３と、この第２カム５３を回動自在に支持する支軸５４とを有している。

そして、駆動部５０は、クリーニング時、第１カム５２を図２のように下向きに回動し、これに伴う第２カム５３の回動によりホルダ４１をスプリング５５の偏倚力に抗しながら押圧して、ブレード４３を中間転写ベルト１０から離間させる。また、駆動部５０は、クリーニング不要時、第１カム５２を図３のように横向きに回動し、これに伴う第２第２カム５３の回動により、ホルダ４１をスプリング５５の偏倚力により中間転写ベルト１０側に動かして、ブレード４３を中間転写ベルト１０に接触させる。

このクリーニングユニット３０によるクリーニングは、中間転写ベルト１０に転写された１色あるいは複数色の可視像が用紙に転写された後で、行われる。

また、図４に示すように、感光体ドラム２、中間転写ベルト１０、上記ローラ１１，１２，１３，１４、およびその周辺機構（感光体ドラム２やローラ１１，１２，１３，１４を支持するフレームを含む）により、プロセスユニット１０１が構成されている。このプロセスユニット１０１は、付属のレール機構により、本体１のフロントフレーム１０２に形成されている開口１０２ａを通して、本体１外に引き出したり、本体１内に挿入することができる。

上記作用部４０は、プロセスユニット１０１に付属されており、プロセスユニット１０１が本体１内に挿入および離脱されるのに伴い、プロセスユニット１０１と共に移動する。駆動部５０は、プロセスユニット１０１とは別体であり、プロセスユニット１０１の移動にかかわらず、本体１に留まる。

本体１のリアフレーム１０３と上記フロントフレーム１０２との間に、感光体ドラム２の軸方向に沿って、補強部材１０４が設けられている。この補強部材１０４の奥部に、ブラケット１０５が設けられている。補強部材１０４の略中途部にも、ブラケット１０６が設けられている。このブラケット１０５，１０６の相互間に、感光体ドラム２の軸方向に沿うように、上記シャフト５１が挿通されている。

上記ブラケット１０５には、さらに、モータ５５およびクラッチ５６が設けられている。モータ５５の動力は、クラッチ５６を介して、シャフト５１の一端に伝達される。上記第１カム５２は、シャフト５１の他端側（ブラケット１０６側）に設けられており、シャフト５１と共に回動する。

上記ブラケット１０６には、さらに、支軸５４を介して上記第２カム５３が設けられている。第２カム５３は、支軸５４を中心にして上下方向への変位が自由であり、図５に示すように、プロセスユニット１０１が本体１から離脱された場合に、自重で下方に変位して第１カム５２から離れる。

また、第２カム５３は、図６に示すように、プロセスユニット１０１が本体１に挿入されるのに伴い、下部の傾斜面５３ａが作用部４０のホルダ４１の端部に摺接しながら、上方に押し上げられるように変位して、ホルダ４１の上面部と第１カム５２との間に介在する。ホルダ４１の長手方向端部にも、第２カム５３の傾斜面５３ａと接する箇所に、傾斜面４１ａが形成されている。これら傾斜面５３ａ，４１ａの相互の摺接により、第２カム５３がスムーズに押し上げられる。なお、傾斜面４１ａについては、平面に限らず、曲面でもよい。

プロセスユニット１０１が完全に挿入されると、第２カム５３の下部の係止部５３ｂが、ホルダ４１の長手方向のほぼ中央部に係止する。第２カム５３の上部には、第１カム５２と係合する係合面５３ｃが形成されている。

図６では、第１カム５２が、下向きに回動した状態にある。この場合、プロセスユニット１０１が本体１に挿入されるのに伴い、第２カム５３によってホルダ４１が押圧されて、ブレード４３が中間転写ベルト１０から離間する。

第２カム５３の斜め上方（係合面５３ｂ側）からの外観を図７に示している。第２カム５３の斜め下方（傾斜面５３ａ側）からの外観を図８に示している。

以上のように、クリーニングユニット３０の作用部４０をプロセスユニット１０１の挿入および離脱に伴ってそのプロセスユニット１０１と共に移動する構成とし、クリーニングユニット３０の駆動部５０をプロセスユニット１０１の移動にかかわらず本体１に留まる構成としたことにより、中間転写ベルト１０の保守に際し、中間転写ベルト１０とクリーニングユニット３０とを本体１内で分離する作業が不要となる。クリーニングユニット３０の保守に際しても、中間転写ベルト１０とクリーニングユニット３０とを本体１内で分離する作業が不要となる。

保守の終了後は、プロセスユニット１０１を本体１内に挿入するだけで、作用部４０と駆動部５０との係合が自動的に完了する。

したがって、中間転写ベルト１０およびクリーニングユニット３０の保守に際しての作業を大幅に簡略化することができる。

作用部４０が中間転写ベルト１０に一体化されているので、ブレード４３と中間転写ベルト１０との位置関係、および中間転写ベルト１０に対するブレード４３の当接圧力を、それぞれ適正な状態に保持することができる。よって、常に、良好なクリーニング性能を保つことができる。

シャフト５１の第１カム５２に対してホルダ４１が直接的に触れない構成であり、しかも第１カム５２とホルダ４１との間に介在する第２カム５３がホルダ４１の移動に伴って上下に変位する構成であることにより、プリント中の故障などが原因で第１カム５２がどのような回動位置で停止しても、プロセスユニット１０１の常にスムーズな挿入が可能である。

仮に、１つの第１カム５２だけでホルダ４１を動かそうとすると、大きな形状の第１カム５２を採用しなければならない。大きな形状の第１カム５２を採用すると、第１カム５２を収めるためのスペースを本体１内に確保することが難しくなってしまう。これに対し、本実施形態では、２つのカム５２，５３の連動によってホルダ４１を動かすので、第１カム５２の大型化を招くことなく、中間転写ベルト１０に対するブレード４３の確実な接触および離間が可能である。

クリーニングユニット３０が作用部４０と駆動部５０とに分かれていて、その駆動部５０がプロセスユニット１０１から分離しているので、プロセスユニット１０１の大きさを小さく抑えることができる。したがって、プロセスユニット１０１を本体１から引き出すための開口１０２ａをできるだけ小さくすることができる。開口１０２ａをできるだけ小さくすることができるので、フロントフレーム１０２の強度を高めることができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

一実施形態の全体的な構成を示す図。 一実施形態のクリーニングユニットの非クリーニング時の状態を示す図。 一実施形態のクリーニングユニットのクリーニング時の状態を示す図。 一実施形態のプロセスユニットおよびその周辺部の構成を示す図。 一実施形態のクリーニングユニットの駆動部の構成を示す図。 一実施形態のクリーニングユニットの駆動部とホルダとの係合状態を示す図。 一実施形態のカムを斜め上方から見た図 一実施形態のカムを斜め下方から見た図

符号の説明

１…本体、２…感光体ドラム、３…帯電ユニット、４…黒色現像ユニット、５…ロータリ式カラー現像ユニット、５Ｙ…黄色現像部、５M…マゼンタ色現像部、５Ｃ…シアン色現像部、６…一次転写ローラ、７…クリーニングユニット、８…レーザユニット、９…黒色トナーボトル、１０…中間転写ベルト、１１…ドライブローラ、１２…巻付けローラ、１３…ドリブンローラ、１４…テンションローラ、２０…二次転写ローラ、２１…レジストローラ、２２…定着ユニット、２３…案内ゲート、３０…クリーニングユニット、４０…作用部、４１…ホルダ、４２…支軸、４３…ブレード（クリーニング部材）、４４…スプリング、５０…駆動部、５１…シャフト、５２…第１カム、５３…第２カム、５４…支軸、１０１…プロセスユニット、１０２…フロントフレーム、１０３…リアフレーム、１０４…補強部材、１０５，１０６…ブラケット

Claims (4)

1. 像担持体を有し、装置本体への挿入および装置本体からの離脱が自在なプロセスユニットと、前記像担持体に接触してその像担持体をクリーニングする作用部、およびこの作用部を前記像担持体に対し接触および離間させるための駆動部を有するクリーニングユニットと、を備え、
   前記作用部は、前記プロセスユニットの挿入および離脱に伴ってそのプロセスユニットと共に移動する、
   前記駆動部は、前記プロセスユニットの移動にかかわらず前記装置本体に留まり、前記プロセスユニットの挿入に伴って前記作用部と係合し、前記プロセスユニットの離脱に伴って前記作用部から離れる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記作用部は、前記像担持体に接触してその像担持体上の付着物を掻き落とすブレードと、このブレードを保持するホルダと、前記ブレードを前記像担持体に接触させるために前記ホルダに前記像担持体側への偏倚力を与えるスプリングと、を有している、
   前記駆動部は、モータと、このモータの動力が伝達されるシャフトと、このシャフトに設けられた第１カムと、前記プロセスユニットが前記装置本体に挿入されるのに伴い前記ホルダに摺接しながら変位して前記作用部と前記第１カムとの間に介在する第２カムとを有し、クリーニング時は前記ブレードが前記スプリングの偏倚力で前記像担持体に接触するように前記モータにより前記第１カムを回動し、クリーニング不要時は前記ブレードが前記スプリングの偏倚力に抗して前記像担持体から離間するように前記モータにより前記第１カムを回動する、
   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２カムは、前記ホルダと摺接する箇所に傾斜面を有する形状であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 感光体ドラムと、
   中間転写ベルトが掛け渡された複数のローラと、
   前記中間転写ベルト上のトナーを除去するクリーニング部材を内包するクリーニングユニットと、
   前記感光体ドラムおよび前記複数のローラを支持するフレームと、
   からなり、
   前記クリーニングユニットは、前記フレームに対して支点を中心に回動可能に支持され、スプリングにより前記クリーニング部材が前記中間転写ベルトに接触する方向に偏倚力が与えられ、
   前記クリーニングユニットは、その長手方向端部に傾斜面を有する、
   ことを特徴とするプロセスユニット。

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