JP6308363B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、現像器を収容する現像器筐体に付勢部材を設けて、その付勢部材で現像ロールと感光体の回転軸どうしを結ぶ方向に現像器を付勢する構成を備えた画像形成装置が開示されている。

特開２０１３−１３４３５６号公報

本発明は、補給トナーのこぼれの防止と現像ロールの感光体に向けての付勢とを両立させた画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１は、
用紙上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置であって、
装置筐体、
回転しながら表面にトナー像の形成を受ける感光体、
上向きに開いたトナー受入口が前記感光体の回転軸方向の一端側に形成され内部にトナーを収容するトナー収容室が形成された現像器筐体と、該トナー収容室内のトナーを前記感光体に対面した現像位置に搬送する現像ロールと、該現像ロールが前記感光体に接離する向きに揺動自在に前記現像器筐体を支持する支持フレームとを有し、スライド自在であって装着方向へのスライドにより装着されて前記現像ロールが前記感光体に隣接し、逆方向へのスライドにより引き出される現像ユニット、
補給トナーを収容し前記現像ユニットよりも上方に配置されたトナー容器、
前記トナー容器内の補給トナーを前記トナー受入口に導くトナー補給路が形成され、該トナー補給路を、前記現像ユニットの前記逆方向へのスライドにより閉鎖し前記装着方向へのスライドにより開放するシャッタが設けられたトナー補給部材、
前記感光体との間に前記現像ロールを挟んだ位置であって該感光体の回転軸方向の前記一端側とは反対側である他端側に配置され、該現像ロールを該感光体に向けて付勢する第１の付勢部材、および
前記感光体の回転軸方向の前記一端側に配置され、前記現像器筐体を下から押し上げる向きに付勢することにより、前記トナー受入口を前記トナー補給部材に押し当てるとともに前記現像ロールを前記感光体に向けて付勢する第２の付勢部材を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項２は、
前記第１の付勢部材が、前記支持フレームに反力を与えて前記現像器筐体を付勢する、前記現像ユニットに組み込まれた部材であり、
前記第２の付勢部材が、前記装置筐体に反力を与えて前記現像器筐体を付勢する部材であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。

請求項１および請求項２の画像形成装置によれば、補給トナーのこぼれの防止と現像ロールの感光体に向けての付勢との両立が図られる。

本発明の一実施形態としての画像形成装置の外観斜視図である。 図１に外観を示す画像形成装置の内部構成を示した模式図である。 装着筐体内にプリンタの主要構成要素を組み込んだ状態を示した斜視図である。 現像ユニットのうちの１台を途中まで引き出した状態を示した斜視図である。 装置筐体の内部を示した斜視図である。 感光体ユニットと現像ユニットが組み込まれた状態の装置筐体であって、その装置筐体の一部を断面して内側を示した斜視図である。 図６に破線で示す円Ｒ１の部分の拡大斜視図である。 図６に破線で示す円Ｒ２の部分を、図６よりも視線をさらに上に移動させ見下ろすようにして示した拡大斜視図である。 感光体ユニット、現像ユニット、およびトナー補給部材のひと組を、装置前面側から見たときの斜視図である。 感光体ユニット、現像ユニット、およびトナー補給部材のひと組を、装置背面側から見たときの斜視図である。 図９，図１０に示す感光体ユニット、現像ユニット、およびトナー補給部材等のひと組の背面図である。 現像器筐体のトナー受入口とトナー補給部材の下端部分の拡大斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての画像形成装置の外観斜視図である。

この画像形成装置１は、スキャナ１０とプリンタ２０を備えている。

図２は、図１に外観を示す画像形成装置の内部構成を示した模式図である。

プリンタ２０は、ほぼ横に１列に配列された４つの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋを有する。これらの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋでは、それぞれ、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色トナーによるトナー像が形成される。ここでは、これらの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに共通の説明については、トナーの色の区別を表わす、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を省略し、像形成部５０と表記する。像形成部以外の他の構成要素についても同様である。

各像形成部５０には、感光体５１が備えられている。この感光体５１は、駆動力を受けて矢印Ａ方向に回転しながら、その表面に静電潜像が形成され、さらに現像によりトナー像が形成される。

各像形成部５０に備えられている各感光体５１の周りには、帯電器５２、露光器５３、現像器８１、１次転写器６２、およびクリーナ５５が備えられている。ここで、１次転写器６２は、感光体５１との間に、後述する中間転写ベルト６１を挟んだ位置に置かれている。この１次転写器６２は、像形成部５０ではなく、後述する中間転写部６０に備えられている要素である。

帯電器５２は、感光体５１の表面を一様に帯電する。

露光器５３は、一様に帯電された感光体５１に、画像信号に基づいて変調された露光光を照射して、感光体５１上に静電潜像を形成する。

現像器８１は、感光体５１上に形成された静電潜像を、各像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに応じた色のトナーで現像して、感光体５１上にトナー像を形成する。

１次転写器６２は、感光体５１上に形成されたトナー像を、後述する中間転写ベルト６１上に転写する。

クリーナ５５は、転写後の感光体５１上の残留トナー等を感光体５１上から取り除く。

ここで、本実施形態の画像形成装置１では、各像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋのそれぞれにおいて、感光体５１、帯電器５２、およびクリーナ５５が１つのユニットを構成している。ここでは、このユニットを感光体ユニット７０と称する。この感光体ユニット７０は、本発明にいう感光体ユニットの一例に相当する。この感光体ユニット７０は、この画像形成装置１の骨組みである装置筐体９０に対しスライドにより着脱自在に装着される。

また、現像器８１も、各像形成部ト５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋごとに１つのユニットを構成している。ここでは、このユニットを現像ユニット８０と称する。現像ユニット８０も、この画像形成装置１の装置筐体９０に対し、スライドにより着脱自在に装着される。

露光器５３は、各像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０それぞれにおいて、装置筐体９０に固定されている。

４つの像形成部５０の上部には、中間転写部６０が配置されている。そして、この中間転写部６０には、中間転写ベルト６１が備えられている。この中間転写ベルト６１は、駆動ロール６３ａ、従動ロール６３ｂ、張架ロール６３ｃ等の複数のロールに支持されている。そして、この中間転写ベルト６１は、駆動ロール６３ａに駆動されて、４つの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに備えられている４つの感光体５１に沿う経路を含む循環経路上を、矢印Ｂ方向に循環移動する。

各感光体５１上のトナー像は１次転写器６２の作用により、中間転写ベルト６１上に順次重なるように転写される。そして、中間転写ベルト６１上に転写されたトナー像は、その中間転写ベルト６１により、２次転写位置Ｔ２に搬送される。この２次転写位置Ｔ２には２次転写器７１が備えられており、中間転写ベルト６１上のトナー像は、その２次転写
器７１の作用により、その２次転写位置Ｔ２に搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐの搬送については後述する。用紙Ｐへのトナー像の転写後の中間転写ベルト６１上に残存するトナー等は、クリーナ６４により、その中間転写ベルト６１から取り除かれる。

また、感光体ユニット７０や現像ユニット８０の装着や取り出しの際は、操作レバー６５（図３参照）の操作により、中間転写ベルト６１が４つ全ての感光体５１から離間され、中間転写ベルト６１との擦れによる傷の発生が防止されている。

中間転写部６０の上部には、各色のトナーが収容されたトナーカートリッジ２３が備えられている。現像器８１内のトナーが現像により消費されると、対応する色のトナーを収容したトナーカートリッジ２３から現像器８１にトナーが補充される。トナーカートリッジ２３は着脱自在に構成されており、空になると取り出されて、新たなトナーカートリッジ２３が装着される。

用紙トレイ２１からは、ピックアップロール２４により用紙Ｐが１枚取り出され、搬送ロール２５により、搬送路２０１上を矢印Ｃ方向に、タイミング調整ロール２６まで搬送される。このタイミング調整ロール２６まで搬送されてきた用紙Ｐは、そのタイミング調整ロール２６により、中間転写ベルト６１上のトナー像が２次転写位置Ｔ２に到達するタイミングに合わせて２次転写位置Ｔ２に到達するように、その２次転写位置に向かって送り出される。タイミング調整ロール２６により送り出された用紙Ｐは、２次転写位置Ｔ２において、２次転写器７１の作用により、中間転写ベルト６１からトナー像の転写を受ける。トナー像の転写を受けた用紙Ｐは、さらに矢印Ｄ方向に搬送されて定着器７２を通過する。用紙Ｐ上のトナー像は、この定着器７２により加熱および加圧を受けて用紙Ｐ上に定着される。これにより、用紙Ｐ上には、定着されたトナー像からなる画像がプリントされる。定着器７２によりトナー像の定着を受けた用紙は、搬送ロール２７によりさらに搬送され、排紙ロール２８により、排紙口２９から排紙トレイ２２上に送り出される。

図３は、装着筐体内にプリンタの主要構成要素を組み込んだ状態を示した斜視図である。ここでは、内部構造を示すために手前側のカバー等を取り除いて示している。

また、図４は、現像ユニットのうちの１台を途中まで引き出した状態を示した斜視図である。

また図５は、装置筐体の内部を示した斜視図である。

さらに図６は、感光体ユニットと現像ユニットが組み込まれた状態の装置筐体であって、その装置筐体の一部を断面して内側を示した斜視図である。

これら図３〜図６では、装置筐体９０が、左下が手前側、右上が奥側となる向きに示されている。

図５に示すように、図２等に示す４つの像形成部５０のそれぞれに対応して、前後に延びる４本の案内レール９１が備えられている。前述したように、各像形成部５０には、感光体ユニット７０と現像ユニット８０が備えられており、これら感光体ユニット７０と現像ユニット８０は案内レール９１に案内されながら前後方向にスライドし、奥向きへのスライドによって装置筐体９０内に装着され、手前側へのスライドによって、現像ユニット８０Ｙについて図４に示すように、装置筐体９０から引き出される。装置筐体９０からの引出しは、部品交換等のメンテナンス用である。このスライドの際、中間転写ベルト６１（図２参照）と摺れて傷がつくことがないように、操作レバー６５を回すことにより中間転写ベルト６１を感光体５１から離間させてからスライド操作が行われる。これら像形成部５０の手前側には、不図示の、排トナータンクが置かれ、操作レバー６５がその排トナータンクの手前側に立ちはだかり、排トナータンクの取外しや感光体ユニット７０や現像ユニット８０の引出しができない状態となっている。中間転写ベルト６１が感光体５１から離れる向きに操作レバー６５を回すと排トナータンクを取外すことができ、これにより感光体ユニット７０や現像ユニット８０を引き出すことができる状態となる。したがって感光体ユニット７０や現像ユニット８０の引き出しの際には、中間転写ベルト６１が感光体５１から離間していることが保証されている。

また、現像ユニット８０にも操作レバー８２が備えられている。この操作レバー８２は、感光体ユニット７０の前に立ちはだかる位置にある。現像ユニット８０には、感光体５１に向けて付勢されている現像ロール８１２（図８に示す現像ロール８１２Ｍを参照）が備えられていて、この操作レバー８２を感光体ユニット５０の前面から退避するように回すと、現像ロール８１２が感光体５１から離間し、感光体ユニット７０を手前側に引き出すことができる。現像ユニット８０は、感光体ユニット７０が引き抜かれた後に引き抜かれる。装着時には、先ず現像ユニット８０が装着され、次に感光体ユニット７０が装着されて、操作レバー８２が感光体ユニット７０の前面に立ちはだかる向きに操作される。

ここで、図５に示すように、各案内レール９１の奥側には、奥側の支持板９２から手前側に向かって突き出た駆動軸９３とカップリング９４が備えられている。駆動軸９３は、感光体ユニット７０のスライド経路上に延びており、感光体ユニット７０の装着時に感光体５１に差し込まれて感光体５１に回転駆動力を伝える役割を担っている。またカップリング９４は、現像ユニット８０のスライド経路上に突出しており、現像ユニット７０の装着時に現像ユニット７０と結合して現像ユニット７０に駆動力を伝える役割を担っている。

図７は、図６に破線で示す円Ｒ１の部分の拡大斜視図である。

ここで図７（Ａ）は、カバー部材８３１が装着されている状態、図７（Ｂ）はそのカバー部材８３１が取り外された状態を示している。

現像ユニット８０は、図６に示すように、現像器８１と、その現像器８１を揺動自在に支持する支持フレーム８３とを備えている。カバー部材８３１は、支持フレーム８３の一部を成す部材である。このカバー部材８３１の内部には、図７（Ｂ）に示すように、ばね部材８４が備えられている。このばね部材８４は、本発明にいう第１の付勢部材の一例に相当する。

現像器８１には、現像器筐体８１１と現像ロール８１２（図８参照）が備えられている。現像器筐体８１１には、トナーを収容するトナー収容室８１１ａがその内部に形成されている。現像ロール８１２は、現像器筐体８１１に支持されて回転し、トナー収容室８１１ａ内のトナーを感光体５１に対面した現像位置に搬送する部材である。この現像ロール８１２は、感光体ユニット７０および現像ユニット８０が装置筐体９０内に装着された状態において、感光体５１とほぼ横並びの位置にある。このばね部材８４Ｙは、現像器筐体８１１の、現像ロール８１２の横を、現像器筐体８１１ごと感光体５１に向いて付勢している部材である。

図８は、図６に破線で示す円Ｒ２の部分を、図６よりも視線をさらに上に移動させ見下ろすようにして示した拡大斜視図である。

この図８では現像ユニット８０Ｙに関しては、現像器筐体８１１Ｙが示されており、現像ユニット８０Ｍに関しては、現像器筐体の上カバー部分を取り外して現像器８１Ｍの内部構造が示されている。

現像器８１を構成する現像器筐体８１１には、トナーカートリッジ２３（図２参照）からの補給トナーを受け入れるトナー受入口８１５が形成されている。このトナー受入口８１５から、現像器筐体８１１内に形成されているトナー収容室８１１ａに受け入れられたトナーは、そのトナー収容室８１１ａ内に配置されているオーガ８１４により攪拌されながら前後方向に循環搬送される。そしてそのトナー収容室８１１ａ内のトナーが、現像ロール８１２により感光体５１に対面した現像位置に搬送され、前述の通り、感光体５１上の静電潜像がトナーで現像される。ここで現像ロール８１２の長手方向両端部には、円環状のスペーサ８１３が設けられている。現像ロール８１２は、上述のばね部材８４（図７（Ｂ）参照）および後述するもう１つのばね部材８５（図１１参照）とにより現像器筐体８１１ごと感光体５１に向けて付勢され、スペーサ８１３が感光体５１に突き当てられる。これにより、感光体５１と現像ロール８１２の間隔が回転中においても一定となり、安定した現像が行なわれる。

図９，図１０は、感光体ユニット、現像ユニット、およびトナー補給部材のひと組を、互いに異なる向きから見て示した斜視図である。ここで、図９は装置前面側から見たときの斜視図、図１０は装置背面側から見たときの斜視図である。ただし、これらの図において、現像ユニット８０を構成する支持フレーム８３を構成するカバー部材８３１（図７（Ａ）参照）は取り外されている。

図２に示すトナーカートリッジ２３には、各色ごとの補給トナーが収容されている。トナー補給部材９５は筒状の部材であって、トナーカートリッジ２３内の補給トナーを現像器筐体８１１に設けられたトナー受入口８１５（図８参照）に導くトナー補給路９５１が形成されている。トナーカートリッジ２３内の補給トナーは、トナー補給部材９５に形成されているトナー補給路９５１を通り、トナー受入口８１５から、現像器８１の現像器筐体８１１内のトナー収容室８１１ａ（図８参照）に供給される。

ここで、これらの図９，図１０には、装置手前側の部分（装置前面に近い部分）に備えられたばね部材８４（図７（Ｂ）を合わせて参照）のほか、現像ユニット８０の奥側の部分（装置背面に近い部分）に備えられたもう１本のばね部材８５が示されている。このばね部材８５は、本発明にいう第２の付勢部材の一例に相当する。

装置手前側の部分に備えられたばね部材８４は、前述の通り、現像ユニット８０を構成する支持フレーム８３に反力を与えて現像器筐体８１１を感光体５１に向けて横向きに付勢する、現像ユニット８０に組み込まれた部材である。これに対し、装置奥側の部分に備えられたもう１本のばね部材８５は、装置筐体９０（例えば図１参照）に支持されており、その装置筐体９０に反力を与えて現像器筐体８１１を上に向けて付勢する部材である。

図１１は、図９，図１０に示す感光体ユニット、現像ユニット、およびトナー補給部材等のひと組の背面図である。

現像ユニット８０は、前述の通り、支持フレーム８３と、その支持フレーム８３に揺動自在に支持された現像器８１とを備えている。そしてその現像器８１は、トナー収容室８１１ａ（図８参照）が形成された現像器筐体８１１と、その現像器筐体８１１に回転自在に支持された現像ロール８１２を備えている。この現像ロール８１２は感光体ユニット７０を構成する感光体５１のほぼ横に並んだ位置に配置されている。

ここで、現像器８１は、支持フレーム８３に、軸８１６を中心に揺動するように支持されている。この軸８１６は、現像ロール８１２よりも下方に設けられていて、現像器８１がこの軸を中心に回転すると、現像ロール８１２は感光体５１に接離する向きに移動する。ばね部材８５は、図１３の左右方向に関し、軸８１６よりも感光体ユニット７０から離れた側（図１３の左側）において現像器筐体８１１を押し上げる向きに付勢している。これにより、１つには、現像器筐体８１１に設けられているトナー受入口８１５（図８参照）がトナー補給部材９５に押し当てられて、トナーのこぼれが防止されている。また、もう１つには、ばね部材８５の押し上げによって現像器筐体８１１が軸８１６を中心に回転し、現像ロール８１２との間隙が一定となるように、スペーサ８１３（図８参照）が感光体５１に突き当てられている。

このように、本実施形態では、１本のばね部材８５で、補給トナーのこぼれの防止と現像ロール８１２の感光体５１への押し当てとの双方を実現している。これにより、これらの役割を別々の付勢部材に担わせた場合と比べ、部品点数の削減、構成の簡素化が図られている。

図１２は、現像器筐体のトナー受入口とトナー補給部材の下端部分の拡大斜視図である。ここには現像ユニット８０が少しだけ取り出し方向にスライドした状態が示されている。

トナー補給部材９５の下端部には、内部のトナー補給路９５１（図９参照）につながる開口９５２が形成されている。現像ユニット８０を取り外したときにその開口９５２からトナーがこぼれ出ないように、トナー補給部材９５には、シャッタ９６が設けられている。このシャッタ９６は、トナー補給部材９５のトナー補給路９５１（図９参照）を、現像ユニット８０の取出し方向へのスライドにより閉鎖し、その現像ユニット８０の装着方向へのスライドにより開放する部材である。ただし、この図１２には、取出し方向に移動させた状態の現像ユニット８０が示されているが、シャッタ９６に関しては、分かり易さのため、現像ユニット８０が装着された状態にあるときの、開放位置にあるシャッタ９６が示されている。このシャッタ９６は、現像ユニット８０が取り出されると、ばね部材９７の作用により開口９５２を塞ぐ位置に移動し、現像ユニット８０の装着方向への最後のスライドにより、この図１２に示す開放位置に移動する。

現像器筐体８１１を押し上げているばね部材８５は、現像ユニット８０が取り出される際、シャッタ９６が開口９５２を塞ぐまで現像器筐体８１１を押し上げ続けており、これにより開口９５２からのトナーのこぼれが防止される。

尚、ここでは、図１に示す形態のプリンタ２０に本発明を適用した例を示したが、現像ユニットが抜き差しされる形態の画像形成装置であれば本発明を適用することができる。

１ 画像形成装置
１０ スキャナ
２０ プリンタ
３０ ユーザインタフェース
５０ 像形成部
５１ 感光体
５２ 帯電器
５３ 露光器
５５，６４ クリーナ
６０ 中間転写部
６１ 中間転写ベルト
６５ 操作レバー
７０ 感光体ユニット
８０ 現像ユニット
８１ 現像器
８２ 操作レバー
８３ 支持フレーム
８４，８５ ばね部材
９０ 装着筐体
９１ 案内レール
９５ トナー補給部材
９６ シャッタ
８１１ 現像器筐体
８１１ａ トナー収容室
８１２ 現像ロール
８１３ スペーサ
８１４ オーガ
８１５ トナー受入口
８１６ 軸
８３１ カバー部材
９５１ トナー補給路
９５２ 開口

Claims (2)

1. 用紙上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置であって、
   装置筐体、
   回転しながら表面にトナー像の形成を受ける感光体、
   上向きに開いたトナー受入口が前記感光体の回転軸方向の一端側に形成され内部にトナーを収容するトナー収容室が形成された現像器筐体と、該トナー収容室内のトナーを前記感光体に対面した現像位置に搬送する現像ロールと、該現像ロールが前記感光体に接離する向きに揺動自在に前記現像器筐体を支持する支持フレームとを有し、スライド自在であって装着方向へのスライドにより装着されて前記現像ロールが前記感光体に隣接し、逆方向へのスライドにより引き出される現像ユニット、
   補給トナーを収容し前記現像ユニットよりも上方に配置されたトナー容器、
   前記トナー容器内の補給トナーを前記トナー受入口に導くトナー補給路が形成され、該トナー補給路を、前記現像ユニットの前記逆方向へのスライドにより閉鎖し前記装着方向へのスライドにより開放するシャッタが設けられたトナー補給部材、
   前記感光体との間に前記現像ロールを挟んだ位置であって該感光体の回転軸方向の前記一端側とは反対側である他端側に配置され、該現像ロールを該感光体に向けて付勢する第１の付勢部材、および
   前記感光体の回転軸方向の前記一端側に配置され、前記現像器筐体を下から押し上げる向きに付勢することにより、前記トナー受入口を前記トナー補給部材に押し当てるとともに前記現像ロールを前記感光体に向けて付勢する第２の付勢部材を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の付勢部材が、前記支持フレームに反力を与えて前記現像器筐体を付勢する、前記現像ユニットに組み込まれた部材であり、
   前記第２の付勢部材が、前記装置筐体に反力を与えて前記現像器筐体を付勢する部材であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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