JP4761128B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、露光用のスキャナユニットを備えた画像形成装置に関する。

レーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、感光体（像担持体）に光を照射することで露光を行うスキャナユニットを備えている（例えば特許文献１参照）。従来、このような画像形成装置は、例えば、左右一対の側壁を有する本体フレームを備えており、その一対の側壁間における上部に水平に支持されたスキャナ支持プレート上に、前述のスキャナユニットが設置され、さらにそのスキャナユニットの上面を樹脂製の外装カバーで覆う構成となっていた。
特開平８−１０１５４６号公報

ところで、上述のような画像形成装置が、凹凸のある面上に載置された場合には、本体フレームに歪みが発生することがある。本体フレームが歪むと、スキャナ支持プレートにその歪みが伝わって捻れなどの変形を起こし、その結果スキャナユニットの筐体が変形して、印字ずれを生じるなど画像品質を低下させるおそれがある。この対策として、本体フレームの強度を増加させることが考えられるが、本体フレームに単に部品を追加したのでは、装置が大型化してしまう。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、フレームの強度を向上させるとともに、画像品質を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。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る画像形成装置は、露光を行うスキャナユニットと、前記スキャナユニットを支持したスキャナ支持プレートと、前記スキャナ支持プレートの左右両端部を支持する一対の側部フレームと、前記一対の側部フレーム間において、前記スキャナユニットの前側又は後側に架設されたビーム構造体と、前記一対の側部フレーム間において、前記スキャナ支持プレートに対し前記スキャナユニットを挟んで対向し、かつ前記スキャナ支持プレート及び前記スキャナユニットに対して非接触乃至は非固定の状態で架設された板状の補強プレートと、を備え、前記ビーム構造体は、前記スキャナ支持プレート及び前記スキャナユニットに対して非接触乃至は非固定であるところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、複数の像担持体を備え、前記スキャナユニットは、前記複数の像担持体のそれぞれに露光用の光線を照射するところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
一対の側部フレーム間において、スキャナユニットの前側又は後側にビーム構造体を架設するとともに、スキャナ支持プレートに対しスキャナユニットを挟んで対向する補強プレートを架設することで、装置の大型化を招くことなく、スキャナユニット回りの強度を向上させることができる。さらに、補強プレートは、スキャナ支持プレート及びスキャナユニットに対して非接触乃至は非固定であるから、補強プレートが歪んだ場合でも、その歪みがスキャナ支持プレート及びスキャナユニットに伝わりにくい。従って、スキャナユニットの変形が防止され、画像品質を確保することができる。

更に、ビーム構造体がスキャナ支持プレート及びスキャナユニットに対して非接触乃至は非固定であるから、ビーム構造体が歪んだ場合に、その歪みがスキャナ支持プレート及びスキャナユニットに伝わりにくい。従って、スキャナユニットの変形が防止され、画像品質を確保することができる。

＜請求項２の発明＞
複数の像担持体のそれぞれに光線を照射するスキャナユニットを備えたカラータイプの画像形成装置においては、スキャナユニットに対して特に高い位置精度が要求されるが、本発明を適用することにより、スキャナユニットの変形が防止されるため、色ずれによる画像品質の低下を防止することができる。

次に本発明の一実施形態を図１から図６を参照して説明する。
（レーザプリンタの全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置としてのレーザプリンタ１の概略構成を示す側断面図であり、図２は、プロセス部２５を引き出す途中の状態におけるレーザプリンタ１の側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における右側を前方とする。

このレーザプリンタ１は、直接転写タンデム方式のカラーレーザプリンタであって、図１に示すように、略箱型の本体ケーシング２を備えている。本体ケーシング２の前面には、着脱口２Ａが開口されるとともに、この着脱口２Ａは開閉可能な前面カバー３により覆われており、この前面カバー３を開放することにより、図２に示すように、プロセス部２５を本体ケーシング２内から着脱口２Ａを介して前方へ引き出すことが可能となる。また、本体ケーシング２の上面には、画像形成後の被記録媒体としての用紙４が積載される排紙トレイ５が形成されている。

本体ケーシング２の下部には、画像を形成するための用紙４が積載される給紙トレイ７が前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ７内には、バネ８の付勢により用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な用紙押圧板９が設けられている。また、給紙トレイ７の前端上方位置には、ピックアップローラ１０と、図示しないバネの付勢によりこのピックアップローラ１０に圧接する分離パッド１１とが設けられている。さらにピックアップローラ１０の斜め前上方には一対の給紙ローラ１２が設けられ、その上方に一対のレジストローラ１３が設けられている。

給紙トレイ７の最上位の用紙４は、用紙押圧板９によってピックアップローラ１０に向かって押圧され、ピックアップローラ１０の回転によって、ピックアップローラ１０と分離パッド１１との間に挟まれたときに１枚ごとに分離される。そして、ピックアップローラ１０及び分離バッド１１の間から送り出された用紙４は、給紙ローラ１２によって、レジストローラ１３へ送られる。レジストローラ１３では、その用紙４を所定のタイミングで、後方のベルトユニット１５上へ送り出す。

ベルトユニット１５は、本体ケーシング２に対して着脱可能とされており、前後に離間して配置された一対のベルト支持ローラ１６，１７間に水平に架設される搬送ベルト１８を備えている。搬送ベルト１８は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる無端状のベルトであり、後側のベルト支持ローラ１７が回転駆動されることにより図１の反時計回り方向に循環移動し、その上面に載せた用紙４を後方へ搬送する。搬送ベルト１８の内側には、後述する画像形成ユニット２６が有する各感光ドラム３１と対向配置される４つの転写ローラ１９が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光ドラム３１と対応する転写ローラ１９との間に搬送ベルト１８を挟んだ状態となっている。転写時には、この転写ローラ１９と感光ドラム３１との間に転写バイアスが印加される。

ベルトユニット１５の下側には、搬送ベルト１８に付着したトナーや紙粉等を除去するためのクリーニングローラ２１が設けられている。クリーニングローラ２１は、金属製の軸部材の周囲にシリコンからなる発泡材が設けられた構成であって、ベルトユニット１５に設けられた金属製のバックアップローラ２２と搬送ベルト１８を挟んで対向している。クリーニングローラ２１とバックアップローラ２２との間には、所定のバイアスが印加され、それにより搬送ベルト１８上のトナー等がクリーニングローラ２１側へ電気的に吸引されるようになっている。また、クリーニングローラ２１には、その表面に付着したトナー等を除去する金属製の回収ローラ２３が当接しており、さらにその回収ローラ２３にはその表面に付着したトナー等を掻き落とすためのブレード２４が当接している。

本体ケーシング２内における上部には、スキャナユニット２７が設けられ、その下側にプロセス部２５が設けられ、さらにそのプロセス部２５の下側に前述のベルトユニット１５が配置されている。

スキャナユニット２７は、詳細には示さないが、偏平な箱形の筐体５０内に、４つのレーザ発光部、１つのポリゴンミラー、スキャナモータ、複数のレンズおよび反射鏡を備え、さらに筐体５０の下面に４つの照射レンズ５１を備えている。そして、４つのレーザ発光部から出射された所定の画像データに基づく各色毎のレーザ光Ｌが、各レンズや反射鏡を介して、スキャナモータにより回転駆動される１つのポリゴンミラーに対し互いに異なる入射角で入射し、さらにそこで反射されたレーザ光Ｌが各照射レンズ５１から外部に出射され、感光ドラム３１の表面上に高速走査にて照射される。

プロセス部２５は、マゼンタ，イエロー，シアン，ブラックの各色に対応した４つの画像形成ユニット２６を備えており、これらの画像形成ユニット２６が前後に並んで配置されている。各画像形成ユニット２６は、像担持体としての感光ドラム３１、スコロトロン型帯電器３２及び現像装置としての現像カートリッジ３４等を備えて構成されている。また、プロセス部２５は、前後に並んだ４つのカートリッジ装着部３０を有する枠状のプロセスフレーム２９を備えている。各カートリッジ装着部３０にはそれぞれ現像カートリッジ３４が装着され、プロセスフレーム２９を着脱口２Ａから前方に引き出した状態で、各現像カートリッジ３４がカートリッジ装着部３０に対して着脱できるようになっている。また、プロセスフレーム２９には、各カートリッジ装着部３０の下端位置に、各画像形成ユニット２６の感光ドラム３１が保持され、さらにその感光ドラム３１に隣接してスコロトロン型帯電器３２が保持されている。

感光ドラム３１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。

スコロトロン型帯電器３２は、感光ドラム３１の後側斜め上方において、感光ドラム３１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光ドラム３１と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３２は、タングステン等の帯電用ワイヤ（図示せず）からコロナ放電を発生させることにより、感光ドラム３１の表面を一様に正極性に帯電させる。

現像カートリッジ３４は、略箱形をなし、その内部には、上部にトナー収容室３８が設けられ、その下側に供給ローラ３９、現像ローラ４０および層厚規制ブレード４１が設けられている。各トナー収容室３８には、現像剤として、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の正帯電性の非磁性１成分のトナーがそれぞれ収容されている。また、各トナー収容室３８には、トナーを撹拌するためのアジテータ４２が設けられている。

供給ローラ３９は、金属製のローラ軸を導電性の発泡材料で被覆することにより構成されており、現像ローラ４０は、金属製のローラ軸を導電性のゴム材料で被覆することにより構成されている。トナー収容室３８から放出されたトナーは、供給ローラ３９の回転により現像ローラ４０に供給され、供給ローラ３９と現像ローラ４０との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ４０上に供給されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴って、層厚規制ブレード４１と現像ローラ４０との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ４０上に担持される。

感光ドラム３１の表面は、その回転時、まずスコロトロン型帯電器３２により一様に正帯電される。その後、スキャナユニット２７からのレーザ光Ｌの高速走査により露光されて、用紙４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ４０の回転により、現像ローラ４０上に担持され正帯電されているトナーが、感光ドラム３１に対向して接触するときに、感光ドラム３１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム３１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。

その後、各感光ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト１８によって搬送される用紙４が、感光ドラム３１と転写ローラ１９との間の各転写位置を通る間に、転写ローラ１９に印加される負極性の転写バイアスによって、用紙４に順次転写される。こうしてトナー像が転写された用紙４は、次いで定着器４３に搬送される。

定着器４３は、本体ケーシング２内における搬送ベルト１８の後方に配置されている。この定着器４３は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ４４と、加熱ローラ４４の下方において、加熱ローラ４４を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ４５とを備えている。この定着器４３では、４色のトナー像を坦持した用紙４を、加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５によって狭持搬送しながら加熱することにより、トナー像を用紙４に定着させる。そして、熱定着された用紙４は、定着器４３の斜め後上方に配置された搬送ローラ４６により本体ケーシング２の上部に設けられた排紙ローラ４７へ搬送され、この排紙ローラ４７により前述の排紙トレイ５上に排出される。

（スキャナユニットの支持構造）
次にスキャナユニット２７の支持構造について詳細に説明する。図３は、本体フレーム５５の斜視図、図４は、本体フレーム５５から上面プレート６２Ｂ，７１を外した状態の斜視図、図５は、本体フレーム５５の正断面図、図６は、本体フレーム５５の側断面図である。

既述した本体ケーシング２は、本体フレーム５５と、その本体フレーム５５の外面の一部に覆い付けられた樹脂製の外装カバー（図示せず）とから構成されている。本体フレーム５５は、図３，図５等に示すように、全体として前後に開放した直方体状をなし、左右一対の側部フレーム５６を備えている。各側部フレーム５６は、合成樹脂製の樹脂側壁部５７と、樹脂側壁部５７の上部に内面側から重ね付けられた板金製の板金側壁部５８とから構成されている。本体フレーム５５の底部には、両側部フレーム５６間における前端寄り位置に金属製の底部ビーム５９が架設され、その後方に金属製の底部プレート６０が架設されている。

また、本体フレーム５５の上部には、両側部フレーム５６間における前端寄り位置に金属製のフロントビーム６２（本発明の「ビーム構造体」に相当）が架設されている。フロントビーム６２は、断面コの字状の角柱部６２Ａと角柱部６２Ａの上面を覆うと共に角柱部６２Ａから後方に延出した平板状の上面プレート６２Ｂとを備えており、角柱部６２Ａは、両端部が側部フレーム５６上部の内側面にねじ止めされ、上面プレート６２Ｂは、両端部が両側部フレーム５６の上端面５６Ａにねじ止めされている。また、両側部フレーム５６間における後端部に断面略Ｌ字状をなす金属製のリアビーム６３（本発明の「ビーム構造体」に相当）が架設されており、そのリアビーム６３の左右両端部が側部フレーム５６の上端面５６Ａ等にねじ止めされている。

また、本体フレーム５５の上部には、両側部フレーム５６間におけるフロントビーム６２とリアビーム６３との間に、金属製のスキャナ支持プレート６７が水平に架設されている。このスキャナ支持プレート６７は、長方形状をなすとともにその四辺部を上向きに折り曲げてあり、そのうち左右両端部が両側部フレーム５６の内側面に固定されている。スキャナ支持プレート６７の上面には、スキャナユニット２７の筐体５０が載置され、ねじ止めにより固定されている。また、スキャナ支持プレート６７には、スキャナユニット２７の各照射レンズ５１に対応する位置に、レーザ光Ｌを通過させるためのスリット７０が左右方向に沿って形成されている。前述のフロントビーム６２は、このスキャナユニット２７の筐体５０に対して前方に配置されるとともに、筐体５０及びスキャナ支持プレート６７に対して非接触の状態で配置されている。また、前述のリアビーム６３は、スキャナユニット２７の筐体５０に対して斜め後上方に配置され、やはり筐体５０及びスキャナ支持プレート６７に対して非接触の状態で配置されている。なお、フロントビーム６２及びリアビーム６３は、筐体５０及びスキャナ支持プレート６７に対して非接触でなくとも、非固定の状態、すなわち、接触した状態にあっても固定されていなければ、ほぼ同様の効果が期待できる。

さらに、本体フレーム５５の上面には、両側部フレーム５６間に金属製の上面プレート７１（本発明の「補強プレート」に相当）が架設されている。この上面プレート７１は、全体として長方形の板状をなし、その左右両端部が側部フレーム５６の上端面５６Ａに載せられねじ止めされている。また、上面プレート７１の後部中央には、排紙トレイ５の形状に倣うように後端下がりに傾斜した傾斜部７１Ａが形成されている。前述のフロントビーム６２が有する上面プレート６２Ｂの略後半部と上面プレート７１とは、スキャナ支持プレート６７に対してスキャナユニット２７を挟んで対向し、スキャナユニット２７の上方を覆っている。また、両上面プレート６２Ｂ，７１は、スキャナユニット２７の筐体５０の上面から僅かに離間しており、即ちスキャナユニット２７及びスキャナ支持プレート６７に対して非固定の状態で配置されている。すなわち、上面プレート６２Ｂ，７１は、スキャナユニット２７及びスキャナ支持プレート６７に対して、非接触であることが望ましいが、接触していても固定されていない状態（非固定の状態）であればよい。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、一対の側部フレーム５６間において、スキャナユニット２７の前側及び後側にフロントビーム６２及びリアビーム６３を架設するとともに、スキャナ支持プレート６７に対しスキャナユニット２７を挟んで対向する上面プレート６２Ｂを架設することで、装置の大型化を招くことなく、スキャナユニット２７回りの強度を向上させることができる。さらに、上面プレート７１は、スキャナ支持プレート６７及びスキャナユニット２７に対して非固定であるから、上面プレート７１が歪んだ場合でも、その歪みがスキャナ支持プレート６７及びスキャナユニット２７に伝わりにくい。従って、スキャナユニット２７の変形が防止され、画像品質を確保することができる。

また、フロントビーム６２及びリアビーム６３がスキャナ支持プレート６７及びスキャナユニット２７に対して非接触であるから、フロントビーム６２又はリアビーム６３が歪んだ場合に、その歪みがスキャナ支持プレート６７及びスキャナユニット２７に伝わりにくい。従って、スキャナユニット２７の変形が防止され、画像品質を確保することができる。

また、本実施形態のように、複数の感光ドラム３１のそれぞれに光線を照射するスキャナユニット２７を備えたカラータイプのレーザプリンタ１においては、スキャナユニット２７に対して特に高い位置精度が要求されるが、本発明を適用することにより、スキャナユニット２７の変形が防止されるため、色ずれによる画像品質の低下を防止することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、複数の像担持体に対して露光を行うカラーの画像形成装置を例示したが、本発明は、単一の像担持体を有するモノクロの画像形成装置にも適用することができる。

本発明の一実施形態におけるレーザプリンタの概略構成を示す側断面図 プロセス部を引き出す途中の状態を示すレーザプリンタの側断面図 本体フレームの斜視図 本体フレームから上面プレートを外した状態の斜視図 本体フレームの正断面図 本体フレームの側断面図

１…レーザプリンタ（画像形成装置）
２７…スキャナユニット
３１…感光ドラム（像担持体）
５５…本体フレーム
５６…側部フレーム
６２…フロントビーム（ビーム構造体）
６３…リアビーム（ビーム構造体）
６７…スキャナ支持プレート
７１…上面プレート（補強プレート）

Claims (2)

1. 露光を行うスキャナユニットと、
   前記スキャナユニットを支持したスキャナ支持プレートと、
   前記スキャナ支持プレートの左右両端部を支持する一対の側部フレームと、
   前記一対の側部フレーム間において、前記スキャナユニットの前側又は後側に架設されたビーム構造体と、
   前記一対の側部フレーム間において、前記スキャナ支持プレートに対し前記スキャナユニットを挟んで対向し、かつ前記スキャナ支持プレート及び前記スキャナユニットに対して非接触乃至は非固定の状態で架設された板状の補強プレートと、を備え、
   前記ビーム構造体は、前記スキャナ支持プレート及び前記スキャナユニットに対して非接触乃至は非固定であることを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の像担持体を備え、
   前記スキャナユニットは、前記複数の像担持体のそれぞれに露光用の光線を照射することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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