JP4661916B2

JP4661916B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4661916B2
Application number: JP2008191615A
Authority: JP
Inventors: 靖田丸
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: US20110286766A1; US9098061B2; US20100021201A1; US20120148296A1; US8718513B2; JP2010032573A; US9354594B2; US8135306B2; US20140205320A1; US20150338822A1; US8014699B2

Description

本発明は、複数のプロセスユニットと、これらのプロセスユニットを一体的に支持する支持フレームとを備えた画像形成装置に関する。

従来より、画像形成装置として、感光体および現像剤収容室を有する複数のプロセスユニットが一方向に並列された状態で支持フレームに一体的に支持され、その支持フレームが筐体に対して一方向に着脱できるように構成されたものが知られている（特許文献１参照）。そして、この技術において、支持フレームは、感光体を露光する露光部材の下に潜り込むように装着されており、これにより、支持フレームで支持される複数のプロセスユニットのすべてが上下方向において露光部材と対向するようになっている。

特開２００６−２９２９８２号公報

しかしながら、上述の技術であると、各プロセスユニットと露光部材とが干渉しないように、各プロセスユニットが露光部材の下に潜り込むことができる大きさに形成されているので、現像剤収容室の大きさを十分に確保することができないといった問題があった。

そこで、本発明は、各プロセスユニットと露光部材とが干渉することなく、現像剤収容室の大きさを十分に確保することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体および現像剤収容室を有するとともに、並列された複数のプロセスユニットと、前記プロセスユニットの並列方向における一方側に開口部が形成された筐体と、前記複数のプロセスユニットを一体的に着脱可能に支持するとともに、前記開口部から前記並列方向に引き出し可能に構成された支持フレームと、前記筐体の前記開口部を開閉するカバーと、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向する偏向器と、前記出射されたレーザ光を結像する光学素子とを有し、前記各感光体を露光するとともに、前記並列方向と直交する方向において前記現像剤収容室と対向して配置される露光部材とを備え、前記複数のプロセスユニットのうち、前記並列方向の最も前記一方側に配置されたプロセスユニットの現像剤収容室は、前記並列方向から見て前記露光部材と重なるように、他のプロセスユニットよりも前記露光部材側へ突出して前記カバーと前記露光部材との間の空間に配置され、当該最も前記一方側に配置されたプロセスユニットのうち少なくとも現像剤収容室の前記空間に配置される部分が、前記支持フレームが前記筐体内に配置された状態において前記開口部から着脱可能となるように構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、並列方向の最も一方側のプロセスユニットが、プロセスユニットの並列方向から見て露光部材と重なるように、他のプロセスユニットよりも露光部材側へ突出するように構成されるので、最も一方側のプロセスユニットの現像剤収容室の大きさを十分に確保することができる。また、最も一方側のプロセスユニットを露光部材側へ突出するように構成しても、最も一方側のプロセスユニットを筐体の開口部（露光部材とは反対側）から着脱できるので、最も一方側のプロセスユニットと露光部材との干渉を防ぐことができる。

本発明によれば、並列方向の最も一方側のプロセスユニットが並列方向から見て露光部材と重なるように他のプロセスユニットよりも露光部材側へ突出するように構成されるので、各プロセスユニットと露光部材とが干渉することなく、現像剤収容室の大きさを十分に確保することができる。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本発明の一実施形態に係るカラーレーザプリンタを示す側断面図である。以下の説明においては、まず、図１により一実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタの全体構成を説明し、その後、プロセスユニットの詳細構造を説明する。

＜カラーレーザプリンタの全体構成＞
図１に示すように、一実施形態に係るカラーレーザプリンタ１は、筐体２内に用紙Ｐを供給する給紙部３と、この給紙部３から給紙された用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成部４とを主に備えている。

なお、以下の説明において、特に断りがないかぎり図１に示した上下方向を上下、図１における左側を前（手前）、右側を後（奥）、紙面の奥側を左、紙面の手前側を右として、各方向を示す。ここでの方向は、カラーレーザプリンタ１の手前側に立った者から見た方向を基準として規定してある。

給紙部３は、筐体２に着脱自在に装着される給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１から用紙Ｐを画像形成部４へ搬送する用紙供給機構３２とを備えている。そして、給紙部３では、給紙トレイ３１内の用紙Ｐが、用紙供給機構３２によって一枚ずつ上方の画像形成部４へ搬送される。

画像形成部４は、露光部材の一例としてのスキャナ部５、４つのプロセスユニット６、転写部７および定着部８を備えている。

スキャナ部５は、図示しないレーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向する偏光器の一例としてのポリゴンミラー５１と、出射されたレーザ光を結像する光学素子の一例としての複数のレンズ５２，５３および反射鏡５４を備えている。スキャナ部５では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応したレーザ光を、各プロセスユニット６の各感光ドラム６１Ａに出射する。

各プロセスユニット６は、前後方向に並列された状態で、支持フレーム９に一体的に支持されている。具体的には、各プロセスユニット６は、支持フレーム９に対して着脱可能に構成されている。

支持フレーム９は、筐体２に対して前後方向に着脱可能に構成されており、各プロセスユニット６を囲う枠状に形成されている。具体的に、支持フレーム９は、各プロセスユニット６の左右に配置される一対のサイドフレーム９１（１つのみ図示）と、一対のサイドフレーム９１の後端を連結するリアフレーム９２と、一対のサイドフレーム９１の前端を連結するフロントフレーム９３とを有している。

ここで、フロントフレーム９３は、後述するように最も手前側のプロセスユニット６Ａを支持フレーム９から手前に取り外す際に邪魔にならないように（図５参照）、サイドフレーム９１の前端の下部に設けられている。そして、一対のサイドフレーム９１の手前側には、ユーザによって把持される取っ手９４が設けられている。

このように構成される支持フレーム９で支持した４つのプロセスユニット６のうち最も手前側（プロセスユニット６の並列方向の最も一方側）に配置されたプロセスユニット６Ａは、その他のプロセスユニット６Ｂとは異なる構造となっている。なお、以下の説明では、各プロセスユニット６Ａ，６Ｂの共通部分を先に説明し、異なる構造については、後で詳述することとする。

プロセスユニット６は、感光体ユニット６１と、現像ユニット６２とを主に備えて構成されている。

感光体ユニット６１は、感光体の一例としての感光ドラム６１Ａと、符号を省略して示す帯電器等を備えている。

現像ユニット６２は、現像剤の一例としてのトナーを収容する現像剤収容室６２Ａと、現像ローラ６２Ｂと、符号を省略して示す供給ローラおよび層厚規制ブレード等を備えている。そして、この現像ユニット６２は、感光体ユニット６１に対して着脱可能（分割可能）に構成されている。

このように構成されるプロセスユニット６では、帯電器によって帯電された感光ドラム６１Ａの表面が、スキャナ部５から出射されるレーザ光によって露光されることで、その露光部分の電位が変化して感光ドラム６１Ａ上に画像データに基づく静電潜像が形成される。さらに、現像剤収容室６２Ａ内のトナーが供給ローラを介して現像ローラ６２Ｂに搬送され、この現像ローラ６２Ｂからトナーが感光ドラム６１Ａ上の静電潜像に供給されることで、感光ドラム６１Ａ上にトナー像が担持される。

転写部７は、転写ローラ７１と、符号を省略して示す駆動ローラ、従動ローラおよび搬送ベルト等を備えている。

そして、このような転写部７では、搬送ベルトによって搬送される用紙Ｐが、感光ドラム６１Ａと転写ローラ７１間に供給されると、感光ドラム６１Ａ上のトナー像が転写ローラ７１に引き寄せられて、トナー像が用紙Ｐに転写される。

定着部８は、加熱ローラ８１および加圧ローラ８２を備えている。この定着部８では、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間で用紙Ｐを挟持しつつ送り出すことで、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着させる。そして、熱定着された用紙Ｐは、複数の搬送ローラ（符号省略）によって、筐体２上の排紙トレイ２１に搬送される。

＜最も手前側のプロセスユニット６Ａの構造＞
最も手前側のプロセスユニット６Ａは、現像剤カートリッジの一例としてのトナーカートリッジ６３をさらに備えている。トナーカートリッジ６３は、トナーが収容される現像剤収容室６３Ａを有しており、現像ユニット６２の上面に着脱可能（分割可能）となっている。なお、トナーカートリッジ６３の現像剤収容室６３Ａは、図示せぬシャッタで適宜開閉される穴を介して現像ユニット６２の現像剤収容室６２Ａと連通している。

そして、トナーカートリッジ６３は、現像ユニット６２の上面の手前側に装着されることで、スキャナ部５の手前に配置されるようになっている。そのため、最も手前側のプロセスユニット６Ａにおける現像剤収容室６２Ａ，６３Ａは、前後方向から見てスキャナ部５と重なるように、他のプロセスユニット６Ｂよりも上方（スキャナ部５側）に突出するように構成されている。

より具体的には、奥側の３つのプロセスユニット６Ｂのすべてと、最も手前側のプロセスユニット６Ａの一部が、スキャナ部５の下に潜り込むように構成されている。これにより、奥側の３つの現像ユニット６２の各現像剤収容室６２Ａと、最も手前側の現像ユニット６２の現像剤収容室６２Ａの後側部分が、上下方向（並列方向と直交する方向）でスキャナ部５と対向して配置される。そして、上下方向でスキャナ部５と対向しない最も手前側の現像ユニット６２の現像剤収容室６２Ａの前側部分に、トナーカートリッジ６３が接続されることで、トナーカートリッジ６３がスキャナ部５の手前に配置される。

そして、他のプロセスユニット６Ｂよりも大きく形成される最も手前側のプロセスユニット６Ａの現像剤収容室６２Ａ，６３Ａには、最も使用頻度の高い黒色（ブラック）のトナーが収容され、他の３つのプロセスユニット６Ｂには、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーがそれぞれ収容されている。

＜筐体の手前側の構造＞
続いて、筐体２の手前側の構造について説明する。参照する図面において、図２は筐体の手前側の構造を示す側断面図である。

筐体２の手前側（プロセスユニット６の並列方向の一方側）には、図２に示すように、最も手前側のプロセスユニット６Ａを手前および手前側上方に臨ませる開口部２Ａが形成されている。そして、この開口部２Ａは、アッパーカバー２２とフロントカバー２３とによって開閉されるようになっている。

アッパーカバー２２は、筐体２の角部を構成する断面視Ｖ字状のカバーであり、その後部が筐体２に回動可能に支持されている。そして、このアッパーカバー２２の前部が持ち上げられることで、開口部２Ａの上側部分が開放されて、トナーカートリッジ６３が外部（手前側上方）に臨むようになっている。これにより、トナーカートリッジ６３が、現像ユニット６２から分割された状態で筐体２の開口部２Ａの上側部分から着脱可能となっている。そして、アッパーカバー２２は、フロントカバー２３よりも小さく形成されている。

フロントカバー２３は、筐体２のフロントパネルを兼ねる平板状のカバーであり、その下部が筐体２に回動可能に支持されている。そして、アッパーカバー２２の前部を前述のように上方に持ち上げるとともに、フロントカバー２３の上部を手前に引いて倒すことで、開口部２Ａが開放されて、最も手前側のプロセスユニット６Ａが外部（手前側）に臨むようになっている。これにより、トナーカートリッジ６３が装着されている最も手前側の現像ユニット６２が、感光体ユニット６１から分割された状態で筐体２の開口部２Ａから着脱可能になるとともに、最も手前側のプロセスユニット６Ａが、他のプロセスユニット６Ｂとは別に筐体２の開口部２Ａから着脱可能となっている。

＜トナーカートリッジ等の交換作業＞
次に、トナーカートリッジ６３等の交換作業について説明する。参照する図面において、図３はトナーカートリッジの交換作業を示す側断面図であり、図４は最も手前側の現像ユニットの交換作業を示す側断面図である。また、図５は最も手前側のプロセスユニットの交換作業を示す側断面図であり、図６は奥側の３つのプロセスユニットのいずれかの交換作業を示す側断面図である。

最も手前側のプロセスユニット６Ａ内の黒色トナーが無くなった場合には、図３に示すように、アッパーカバー２２のみを開けることで、フロントカバー２３の先端とアッパーカバー２２の基端との間に小さな開口部（開口部２Ａの上側部分）を形成させる。その後は、トナーカートリッジ６３を現像ユニット６２から取り外し、この現像ユニット６２を小さな開口部から手前側上方に取り出す。これにより、フロントカバー２３を開けずにアッパーカバー２２のみを開けるだけで、使用頻度の高い黒色トナーを収容したトナーカートリッジ６３のみを交換して、最も手前側の現像ユニット６２へ黒色トナーを補充することができる。

また、最も手前側の現像ユニット６２内の構成部品（現像ローラ６２Ｂ等）の劣化に伴って最も手前側の現像ユニット６２を交換する場合には、図４に示すように、まず、アッパーカバー２２およびフロントカバー２３を開ける。その後は、最も手前側の現像ユニット６２を感光体ユニット６１から取り外して、最も手前側の現像ユニット６２とトナーカートリッジ６３とを手前に一体に取り出す。これにより、トナーカートリッジ６３が一体に装着されている最も手前側の現像ユニット６２のみを交換することができる。

さらに、最も手前側の感光体ユニット６１の構成部品（感光ドラム６１Ａ等）の劣化に伴って最も手前側の感光体ユニット６１を交換する場合には、図５に示すように、まず、アッパーカバー２２およびフロントカバー２３を開ける。その後は、最も手前側のプロセスユニット６Ａを支持フレーム９から取り外し、手前に取り出す。これにより、奥側の３つのプロセスユニット６Ｂを支持フレーム９に残したまま、最も手前側の感光体ユニット６１（プロセスユニット６Ａ）のみを交換することができる。

また、奥側の３つのプロセスユニット６Ｂ内のトナーや構成部品を交換する場合には、図６に示すように、アッパーカバー２２およびフロントカバー２３を開けて、筐体２の開口部２Ａから支持フレーム９を手前に引き出す。その後は、交換したいプロセスユニット６Ｂ（または現像ユニット６２）を前述と同様にして取り外すことで、プロセスユニット６Ｂ内のトナーや構成部品の交換を行うことができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
最も手前側のプロセスユニット６Ａが前後方向から見てスキャナ部５と重なるように他のプロセスユニット６Ｂよりも上方へ突出するように構成されるので、各プロセスユニット６Ｂとスキャナ部５とが干渉することなく、現像剤収容室６２Ａ，６３Ａの大きさを十分に確保することができる。

最も手前側のプロセスユニット６Ａの現像剤収容室６２Ａ，６３Ａに使用頻度の高い黒色のトナーが収容されるので、モノクロ印字を多用することができ、実情に即したカラーレーザプリンタ１を提供することができる。

最も手前側のプロセスユニット６Ａが他のプロセスユニット６Ｂとは別に筐体２の開口部２Ａから着脱可能に構成されているので、使用頻度の高い黒色トナーを収容した最も手前側のプロセスユニット６Ａのみを交換することができる。

最も手前側の現像ユニット６２が感光体ユニット６１から分割された状態で筐体２の開口部２Ａから着脱可能に構成されているので、寿命が切れていない感光体ユニット６１を筐体２内に残したまま、最も手前側の現像ユニット６２のみを交換することができる。

トナーカートリッジ６３が現像ユニット６２から分割された状態で筐体２の開口部２Ａから着脱可能に構成されているので、寿命が切れていない現像ユニット６２を筐体２内に残したまま、使用頻度の高い黒色トナーを収容したトナーカートリッジ６３のみを交換することができる。

複数のプロセスユニット６を一体的に支持するとともに、筐体２の開口部２Ａから着脱可能に構成された支持フレーム９を設けたので、各プロセスユニット６をまとめて筐体２外に取り出して、任意のプロセスユニット６の交換を容易に行うことができる。

最も手前側の現像ユニット６２の上面の前側部分（上下方向でスキャナ部５と対向しない部分）にトナーカートリッジ６３を着脱可能に設けたので、アッパーカバー２２を開けた際に手前側上方に臨む現像ユニット６２の上面の前側部分に対して容易にトナーカートリッジ６３を着脱でき、トナーの交換作業を容易にすることができる。具体的には、現像ユニット６２の上部を上方に延ばすことで現像剤収容室６２Ａを大きくする構造（現像ユニット６２とトナーカートリッジ６３とを一体に形成する構造）では、交換時にスキャナ部５の下に配置された感光体ユニット６１に現像ユニット６２を位置合わせする必要があり、その交換作業が煩雑となるが、本実施形態のように現像ユニット６２とは別のトナーカートリッジ６３を設けることで、そのような煩雑な作業が不要となる。

フロントカバー２３よりも小さなアッパーカバー２２を開けるだけでトナーカートリッジ６３を交換することができるので、頻繁に交換が必要な黒色トナーの交換作業を大きなフロントカバー２３を開けずに容易に行うことができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、現像ユニット６２の現像剤収容室６２Ａに別部材であるトナーカートリッジ６３の現像剤収容室６３Ａを連結することで、プロセスユニット６Ａの現像剤収容室を大きくしたが、本発明はこれに限定されず、現像ユニット６２の上部を上方に延ばすことで現像剤収容室６２Ａを大きくしてもよい。

前記実施形態では、支持フレーム９の着脱方向を前後方向としたが、本発明はこれに限定されず、例えば上下方向や左右方向であってもよい。

また、支持フレーム９は設けずに、各プロセスユニット６がそれぞれ筐体２に対して着脱可能となる構造であってもよい。ただし、この場合、例えば最も奥側のプロセスユニット６Ｂを交換する際には、手前側の３つのプロセスユニット６Ａ，６Ｂ，６Ｂを１つずつ筐体２から取り外す手間がかかるため、前記実施形態のように各プロセスユニット６を支持フレーム９で一体的に支持して筐体２から一体に取り外せる構造を採用するのが望ましい。

前記実施形態では、カラーレーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

前記実施形態では、感光体として感光ドラム６１Ａを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体を採用してもよい。

本発明の一実施形態に係るカラーレーザプリンタを示す側断面図である。筐体の手前側の構造を示す側断面図である。トナーカートリッジの交換作業を示す側断面図である。最も手前側の現像ユニットの交換作業を示す側断面図である。最も手前側のプロセスユニットの交換作業を示す側断面図である。奥側の３つのプロセスユニットのいずれかの交換作業を示す側断面図である。

符号の説明

１カラーレーザプリンタ
２筐体
２Ａ開口部
５スキャナ部
６プロセスユニット
６Ａプロセスユニット
６Ｂプロセスユニット
９支持フレーム
２２アッパーカバー
２３フロントカバー
５１ポリゴンミラー
５２レンズ
５４反射鏡
６１感光体ユニット
６１Ａ感光ドラム
６２現像ユニット
６２Ａ現像剤収容室
６２Ｂ現像ローラ
６３トナーカートリッジ
６３Ａ現像剤収容室

Claims

感光体および現像剤収容室を有するとともに、並列された複数のプロセスユニットと、
前記プロセスユニットの並列方向における一方側に開口部が形成された筐体と、
前記複数のプロセスユニットを一体的に着脱可能に支持するとともに、前記開口部から前記並列方向に引き出し可能に構成された支持フレームと、
前記筐体の前記開口部を開閉するカバーと、
レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向する偏向器と、前記出射されたレーザ光を結像する光学素子とを有し、前記各感光体を露光するとともに、前記並列方向と直交する方向において前記現像剤収容室と対向して配置される露光部材とを備え、
前記複数のプロセスユニットのうち、前記並列方向の最も前記一方側に配置されたプロセスユニットの現像剤収容室は、前記並列方向から見て前記露光部材と重なるように、他のプロセスユニットよりも前記露光部材側へ突出して前記カバーと前記露光部材との間の空間に配置され、
当該最も前記一方側に配置されたプロセスユニットのうち少なくとも現像剤収容室の前記空間に配置される部分が、前記支持フレームが前記筐体内に配置された状態において前記開口部から着脱可能となるように構成されたことを特徴とする画像形成装置。
前記並列方向の最も前記一方側のプロセスユニットの現像剤収容室は、黒の現像剤を収容することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記並列方向の最も前記一方側に配置されたプロセスユニットは、他のプロセスユニットとは別に前記筐体の開口部から着脱可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記並列方向の最も前記一方側に配置されたプロセスユニットは、前記感光体を有する感光体ユニットと、前記現像剤収容室および現像ローラを有する現像ユニットとに分割可能に構成され、
前記現像ユニットは前記感光体ユニットから分割された状態で前記筐体の開口部から着脱可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記並列方向の最も前記一方側に配置されたプロセスユニットは、前記感光体および現像ローラを有する現像ユニットと、現像剤収容室を有する現像剤カートリッジとに分割可能に構成され、
前記現像剤カートリッジは、前記現像ユニットから分割された状態で前記筐体の開口部から着脱可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記カバーは、前記開口部の一部を開閉する第１カバーと、前記開口部の他部を開閉する第２カバーとで構成され、
前記現像剤カートリッジは、前記第１カバーを閉じたまま前記第２カバーを開けることで開放される前記開口部の他部を通して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。