JP7255378B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム（像担持体）の寿命により、例えば所定の印刷枚数に達したときに、感光体ドラムを含むドラムユニット（像担持体ユニット）を交換する場合がある。また、ドラムユニットに隣接して配置される現像装置も、メンテナンスや交換が必要になる場合もある。このため、ドラムユニット及び現像装置それぞれを個別に、画像形成装置本体に対して着脱可能な構成とすることがある。このような画像形成装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１で開示された従来の画像形成装置は、像担持体ユニット及び現像装置の前面側に設けられた開閉部材であって、閉鎖することで像担持体ユニット及び現像装置をユニット支持フレームに装着して像担持体の位置決めを行い、開放することで像担持体の位置決め状態を解除するリテーナーを備える。また、この画像形成装置は、リテーナーによる像担持体の位置決め時に、現像装置を現像剤担持体が像担持体に接触または近接する現像位置に配置し、像担持体の位置決め解除時に、現像装置を現像剤担持体が像担持体から離間する離間位置に配置する現像装置移動機構を備える。これにより、画像形成装置本体からの像担持体ユニット及び現像装置の着脱操作を円滑に、且つ確実に行うことが可能である。

特開２０１６－１４８５４号公報

特許文献１で開示された従来の画像形成装置の現像装置は、詳細に言えば、ユニット支持フレームに支持された現像ホルダーに連結される。現像ホルダーは、揺動支点においてユニット支持フレームに揺動可能に支持されている。そして、この従来の画像形成装置は、揺動支点の軸線方向長さが、現像ホルダーに設けられ、現像装置に動力を伝達する駆動歯車の回転中心から揺動支点の回転中心までの距離よりも短い。これにより、現像装置の装着時に、揺動支点における僅かなガタツキに起因して駆動歯車の倒れが起こり、駆動歯車に噛み合い不良が生じる虞があるという課題があった。その結果、駆動歯車に回転ムラや摩耗が生じ、画像にジッタが発生することが懸念された。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、駆動歯車の噛み合い不良を抑制することができ、現像装置に好適に動力を伝達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。

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体ユニットと、現像装置と、ユニット支持フレームと、現像ホルダーと、を備える。像担持体ユニットは、像担持体を有する。現像装置は、像担持体上にトナーを供給する現像剤担持体を有し、像担持体ユニットに隣接して配置される。ユニット支持フレームは、像担持体ユニット及び現像装置を個別に着脱可能に支持する。現像ホルダーは、ユニット支持フレームに設けられ、像担持体に対して現像剤担持体を接近または離間する方向に揺動可能に現像装置を保持する。現像ホルダーは、駆動歯車と、一対の揺動軸部と、を備える。駆動歯車は、現像装置に動力を伝達する。一対の揺動軸部は、現像剤担持体の軸線方向と平行に延びる回転軸線を有し、ユニット支持フレームに対して回転可能に支持される。一対の揺動軸部の軸線方向の距離は、駆動歯車の回転中心から揺動軸部の回転中心までの距離よりも長い。

本発明の構成によれば、一対の揺動軸部の軸線方向の距離が、駆動歯車の回転中心から揺動軸部の回転中心までの距離よりも長いので、現像装置をユニット支持フレームの現像ホルダーに装着したときに、駆動歯車の倒れを抑制することができる。したがって、駆動歯車の噛み合い不良を抑制することができ、現像装置に好適に動力を伝達することが可能である。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す概略断面正面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の画像形成部周辺を示す断面正面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置のドラムユニットの斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像装置の斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の４つの画像形成部の配置構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置のユニット支持フレームの斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像ホルダーの斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像ホルダーの側面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像装置が装着されたユニット支持フレームの側面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像装置が装着されたユニット支持フレームの断面正面図であって、現像ローラーが感光体ドラムから離間した状態を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像装置が装着されたユニット支持フレームの断面正面図であって、現像ローラーが感光体ドラムに接近した状態を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像装置が装着されたユニット支持フレーム及び冷却ユニットの断面側面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の冷却ユニットの外観斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の冷却ユニットの内部を示す斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像装置移動機構周辺を示す斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像装置移動機構周辺を示す部分断面正面図であって、現像ローラーが感光体ドラムから離間した状態を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の現像装置移動機構周辺を示す部分断面正面図であって、現像ローラーが感光体ドラムに接近した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

図１は、実施形態の画像形成装置１の構成を示す概略断面正面図である。図２は、画像形成装置１の画像形成部２０周辺を示す断面正面図である。なお、以下の説明では、図１の上下方向、左右方向及び紙面奥行き方向が、画像形成装置１の上下方向、左右方向及び前後方向であることとする。これらの方向の定義が、画像形成装置１の使用時の向き及び位置関係を限定するものではない。

本実施形態の画像形成装置１の一例としては、中間転写ベルト３１を用いてトナー像を用紙Ｐに転写するタンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置１は、例えばプリント（印刷）、スキャン（画像読取）、ファクシミリ送信等の機能を備えたいわゆる複合機であって良い。

画像形成装置１は、図１及び図２に示すように、その本体２に設けられた、給紙部３、用紙搬送部４、露光部５、画像形成部２０、転写部３０、定着部６、用紙排出部７及び制御部８を含む。

給紙部３は、複数枚の用紙Ｐを収容し、印刷時に用紙Ｐを１枚ずつ分離して送り出す。用紙搬送部４は、給紙部３から送り出された用紙Ｐを二次転写部３３及び定着部６へと搬送し、さらに定着後の用紙Ｐを用紙排出口４ａから用紙排出部７に排出する。両面印刷が行われる場合、用紙搬送部４は、第一面の定着後の用紙Ｐを分岐部４ｂによって反転搬送部４ｃに振り分け、用紙Ｐを再度、二次転写部３３及び定着部６へと搬送する。露光部５は、画像データに基づき制御されたレーザー光を画像形成部２０に向かって照射する。

画像形成部２０は、イエロー用の画像形成部２０Ｙ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ及びブラック用の画像形成部２０Ｂを含む。これらの４つの画像形成部２０は、基本的な構成が同じである。これにより、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、各色を表す「Ｙ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｂ」の識別記号は省略することがある。

画像形成部２０は、所定の方向（図１及び図２における時計回り）に回転可能に支持された感光体ドラム（像担持体）２１を備える。画像形成部２０は、さらに感光体ドラム２１の周囲に、その回転方向に沿って帯電部２２、現像装置４０及びドラムクリーニング部２３を備える。なお、現像装置４０とドラムクリーニング部２３との間に一次転写部３２が配置される。

帯電部２２は、例えば帯電ローラーによって感光体ドラム２１の外周面を所定電位に帯電させる。そして、露光部５から照射されたレーザー光によって感光体ドラム２１の外周面に原稿画像の静電潜像が形成される。現像装置４０は、この静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。４つの画像形成部２０それぞれは、異なる色のトナー像を形成する。

転写部３０は、中間転写ベルト３１、一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂ、二次転写部３３及びベルトクリーニング部３４を備える。中間転写ベルト３１は、所定の方向（図１における反時計回り）に回転可能に支持され、４つの画像形成部２０それぞれで形成されたトナー像が順次重ねて一次転写される中間転写体である。４つの画像形成部２０は、中間転写ベルト３１の回転方向上流側から下流側に向けて一列に並んだいわゆるタンデム方式にして配置される。

一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂは、各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂの上方に配置される。二次転写部３３は、用紙搬送部４の、定着部６よりも用紙搬送方向上流側であって、転写部３０の、各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂよりも中間転写ベルト３１の回転方向下流側に配置される。ベルトクリーニング部３４は、各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂよりも中間転写ベルト３１の回転方向上流側に配置される。

トナー像は、各色の一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂで中間転写ベルト３１の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト３１の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が連続して重ねて中間転写ベルト３１に転写されることにより、中間転写ベルト３１の外周面にはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。ドラムクリーニング部２３は、一次転写後に感光体ドラム２１の外周面に残留するトナー等を除去してクリーニングする。

中間転写ベルト３１の外周面のカラートナー像は、用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、二次転写部３３に形成される二次転写ニップ部で転写される。ベルトクリーニング部３４は、二次転写後に中間転写ベルト３１の外周面に残留するトナー等を除去してクリーニングする。

定着部６は、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱、加圧してトナー像を用紙Ｐに定着させる。

制御部８は、不図示のＣＰＵ、画像処理部、記憶部、その他の不図示の電子回路及び電子部品を含む。ＣＰＵは、記憶部に記憶された制御用のプログラムやデータに基づき、画像形成装置１に設けられた各構成要素の動作を制御して画像形成装置１の機能に係る処理を行う。給紙部３、用紙搬送部４、露光部５、画像形成部２０、転写部３０及び定着部６それぞれは、制御部８から個別に指令を受け、連動して用紙Ｐへの印刷を行う。記憶部は、例えば不図示のプログラムＲＯＭ（Read Only Memory）、データＲＯＭなどといった不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性の記憶装置との組み合わせで構成される。

続いて、画像形成部２０とその周辺の構成について説明する。図３は、画像形成装置１のドラムユニット５０の斜視図である。図４は、画像形成装置１の現像装置４０の斜視図である。なお、各色の画像形成部２０は基本的な構成が同じであるので、特に限定する必要がある場合を除き、構成要素について各色を表す識別記号の記載と、説明とを省略することがある。

画像形成部２０は、前述のように、図２に示す感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置４０及びドラムクリーニング部２３を備える。これらの構成要素のうち、感光体ドラム２１、帯電部２２及びドラムクリーニング部２３はユニット化され、ドラムユニット（像担持体ユニット）５０として構成される。すなわち、画像形成部２０は、ドラムユニット５０と、現像装置４０とを有する。

ドラムユニット５０は、画像形成装置１の本体２に対して着脱可能である。ドラムユニット５０は、図２及び図３に示すように、その筐体部５１に設けられた、感光体ドラム２１、帯電部２２及びドラムクリーニング部２３を有する。

感光体ドラム２１は、回転中心軸であるドラム軸２１１を有する円筒形状であり、回転軸線を水平にして配置される。感光体ドラム２１は、ドラム軸２１１を介し、ドラムユニット５０の筐体部５１に設けられた不図示の軸受部によって回転可能に支持される。

帯電部２２は、帯電ローラー２２１及び帯電クリーニングローラー２２２を有する。帯電ローラー２２１は、感光体ドラム２１の外周面に接触し、感光体ドラム２１の外周面に所定の帯電バイアスを印加する。帯電クリーニングローラー２２２は、帯電ローラー２２１の外周面に接触し、帯電ローラー２２１の外周面をクリーニングする。

ドラムクリーニング部２３は、クリーニングローラー２３１、クリーニングブレード２３２及び回収スパイラル２３３を有する。クリーニングローラー２３１は、感光体ドラム２１の外周面に所定の圧力で接触する。クリーニングローラー２３１は、不図示のモーターによって、感光体ドラム２１との接触領域が感光体ドラム２１と同方向に移動する向きに回転する。クリーニングブレード２３２は、クリーニングローラー２３１のドラム回転方向下流側に配置される。クリーニングブレード２３２は、感光体ドラム２１の外周面に所定の圧力で接触する。クリーニングローラー２３１及びクリーニングブレード２３２は、一次転写後に感光体ドラム２１の外周面に残留するトナー等を除去してクリーニングする。回収スパイラル２３３は、感光体ドラム２１の外周面から除去された廃トナー等を、ドラムクリーニング部２３の外部に設けられた不図示の廃トナー回収容器へ搬送する。

ドラムクリーニング部２３は、さらに廃トナー排出部２３４を有する。廃トナー排出部２３４は、ドラムクリーニング部２３の背面部に配置され、後方に向かって突出する。感光体ドラム２１の外周面から除去された廃トナー等は、回収スパイラル２３３の回転によって廃トナー排出部２３４から排出され、不図示の廃トナー回収容器まで搬送される。

現像装置４０は、画像形成装置１の本体２に対して着脱可能である。現像装置４０は、ドラムユニット５０に隣接して配置される。現像装置４０は、図２及び図４に示すように、現像容器４１、仕切り部４２、攪拌搬送室４３、供給搬送室４４、攪拌搬送部材４５、供給搬送部材４６、現像ローラー（現像剤担持体）４７及び規制ブレード４８を有する。

現像容器４１は、現像装置４０から感光体ドラム２１の外周面に供給する現像剤として、例えばトナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する。現像容器４１は、感光体ドラム２１の回転軸線方向（図２の紙面奥行き方向、以下、軸線方向と呼ぶ）に延びる細長い形状であって、その長手方向を水平にして配置される。

現像容器４１は、図４に示す現像剤補給口４１１及び現像剤排出部４１２を有する。現像剤補給口４１１及び現像剤排出部４１２は、現像容器４１の背面部に配置され、後方に向かって突出する。現像剤補給口４１１は、後述する攪拌搬送室４３に連通する。現像剤補給口４１１は、現像装置４０が本体２に装着されたときに、後述する現像ホルダー７０の現像剤補給路７１３に接続される。現像装置４０は、現像剤補給路７１３及び現像剤補給口４１１を介して、本体２に配置された不図示の現像剤コンテナから現像剤の補給を受ける。現像剤排出部４１２は、後述する供給搬送室４４に連通する。現像装置４０は、現像容器４１の内部で余剰となった現像剤を、現像剤排出部４１２から現像容器４１の外部に排出する。

現像容器４１は、また図４に示す入力歯車４１３を備える。入力歯車４１３は、現像容器４１の、現像ローラー４７の軸線方向の後端側に配置される。入力歯車４１３は、現像ローラー４７の軸線方向と平行に延びる軸線回りに回転可能に設けられる。入力歯車４１３の同軸上には、入力歯車４１３の回転に従って回転する不図示の入力従動ギアが設けられる。また、現像ローラー４７の同軸上には、入力従動ギアと噛み合う不図示の現像ギアが設けられる。入力歯車４１３が回転すると、入力従動ギア及び現像ギアを介して、現像ローラー４７が回転する。

現像容器４１は、さらに図２及び図４に示す現像支軸部４１４を備える。現像支軸部４１４は、現像ローラー４７の軸線方向と交差する方向（左右方向）において、現像容器４１の感光体ドラム２１側に配置される。現像支軸部４１４は、現像容器４１の前側の、現像ローラー４７の下側に配置される。現像支軸部４１４は、現像ローラー４７の軸線方向に延びる。現像支軸部４１４は、後述するユニット支持フレーム６０に対して回転可能である。

仕切り部４２は、現像容器４１の内部の下部に設けられる。仕切り部４２は、現像容器４１の下部の、軸線方向と交差する方向（図２の左右方向）の略中央部に設けられ、軸線方向及び上下方向に延びる。仕切り部４２は、現像容器４１の内部を、軸線方向と交差する方向において区分する。仕切り部４２は、軸線方向の両端部それぞれに配置された不図示の現像剤連通口を備える。

攪拌搬送室４３及び供給搬送室４４は、現像容器４１の内部に設けられる。攪拌搬送室４３及び供給搬送室４４は、現像容器４１の内部が仕切り部４２によって区分されることで形成される。供給搬送室４４は、現像容器４１の内部の、現像ローラー４７の配置領域の下方に隣接して配置される。攪拌搬送室４３は、現像容器４１の内部の、供給搬送室４４よりも現像ローラー４７から離隔した領域に配置される。攪拌搬送室４３は、現像剤補給口４１１から現像剤の補給を受ける。

攪拌搬送部材４５は、攪拌搬送室４３の内部に配置される。供給搬送部材４６は、供給搬送室４４の内部に配置される。攪拌搬送部材４５及び供給搬送部材４６は、感光体ドラム２１と平行に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器４１に支持される。攪拌搬送部材４５及び供給搬送部材４６は、その軸線回りに回転することで、回転軸線方向に沿って現像剤を攪拌しながら搬送する。

攪拌搬送部材４５及び供給搬送部材４６の回転により、現像剤は、仕切り部４２の軸線方向両端に設けられた現像剤連通口を通って、攪拌搬送室４３と、供給搬送室４４との間を循環する。攪拌搬送室４３及び供給搬送室４４において、外部から補給されたトナー（正帯電トナー）が磁性キャリアと混合されて攪拌され、帯電される。

現像ローラー４７は、現像容器４１の内部の、供給搬送部材４６の上方に配置される。現像ローラー４７は、感光体ドラム２１と平行に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器４１に支持される。現像ローラー４７は、図２において反時計回りに回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された現像ローラー側磁極とを有する（ともに不図示）。現像ローラー４７には、所定の直流電圧（以下、ＶｓｌｖＤＣと呼ぶ）及び交流電圧（以下、ＶｓｌｖＡＣと呼ぶ）のバイアスが印加される。現像ローラー４７の外周面の一部は、現像容器４１から露出し、感光体ドラム２１と対向する。現像ローラー４７は、感光体ドラム２１との対向領域において感光体ドラム２１の外周面に供給するトナーを担持する。

規制ブレード４８は、現像ローラー４７に近接して対向し、その先端と現像ローラー４７の外周面との間に所定の間隔を設けて配置される。規制ブレード４８は、現像ローラー４７と感光体ドラム２１との対向領域の、現像ローラー４７の回転方向上流側に配置される。規制ブレード４８は、現像ローラー４７の軸線方向（図２の紙面奥行き方向）の全域にわたって延びる。規制ブレード４８は、現像ローラー４７の外周面に担持される現像剤の層厚を規制する。

現像剤は、攪拌搬送室４３及び供給搬送室４４において攪拌搬送部材４５及び供給搬送部材４６により攪拌、循環されて帯電され、供給搬送部材４６によって現像ローラー４７に渡される。現像ローラー４７の外周面では、トナー及び磁性キャリアで構成される不図示の磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、規制ブレード４８によって層厚が規制された後、現像ローラー４７の回転によって現像ローラー４７と感光体ドラム２１との対向領域に搬送される。そして、現像ローラー４７に印加される所定のバイアス（ＶｓｌｖＤＣ及びＶｓｌｖＡＣ）と、感光体ドラム２１との間の電位差により、現像ローラー４７から感光体ドラム２１にトナーが飛び、感光体ドラム２１の外周面の静電潜像が現像される。

図５は、画像形成装置１の４つの画像形成部２０の配置構成を示す斜視図である。画像形成装置１は、図５に示すユニット支持フレーム６０を備える。

ユニット支持フレーム６０は、本体２の正面側フレーム２ａと、背面側フレーム２ｂとの間に配置される。ユニット支持フレーム６０は、４つの画像形成部２０それぞれの、ドラムユニット５０及び現像装置４０を個別に着脱可能に支持する。

正面側フレーム２ａの前方には、開閉カバー２ｃが配置される。開閉カバー２ｃは、下端部に設けられた、左右方向に水平に延びる不図示のヒンジ部を支点として、正面側フレーム２ａに対し上下方向に回転可能に支持される。開閉カバー２ｃは、正面側フレーム２ａに設けられた開口部２ｄを開閉する。ドラムユニット５０及び現像装置４０は、開閉カバー２ｃを開放し、開口部２ｄを通して画像形成装置１の正面側から出し入れすることができる。

図６は、画像形成装置１のユニット支持フレーム６０の斜視図である。ユニット支持フレーム６０は、図６に示すように、現像装置支持部６１、ドラムユニット支持部６２、現像ホルダー７０及び現像装置移動機構８０を備える。

現像装置支持部６１は、ユニット支持フレーム６０の、４つの現像装置４０それぞれの下方の領域である。現像装置支持部６１は、ホルダー接続部６１１を備える。

ホルダー接続部６１１は、現像ローラー４７の軸線方向と交差する方向（左右方向）において、現像装置支持部６１のドラムユニット５０側に配置される。ホルダー接続部６１１は、４つの現像装置４０それぞれに対して、現像装置４０の前側と後側との一対が配置される。

前側のホルダー接続部６１１は、例えば現像ローラー４７の軸線方向（前後方向）に延びる正面視円形の穴部６１１１を有する。後側のホルダー接続部６１１は、例えば現像ローラー４７の軸線方向（前後方向）に延びる円筒形状の軸部６１１２を有する。一対のホルダー接続部６１１の穴部６１１１及び軸部６１１２は、ともに同軸上に配置され、その軸線回りに回転可能に現像ホルダー７０が接続される。

ドラムユニット支持部６２は、ユニット支持フレーム６０の、４つのドラムユニット５０それぞれの下方の領域である。ドラムユニット支持部６２は、ドラムユニット５０の下方に配置された台座として構成される。ドラムユニット支持部６２は、ドラムユニット５０に沿って、感光体ドラム２１の軸線方向（前後方向）に延びる。ドラムユニット５０は、ドラムユニット支持部６２上に載置される。ドラムユニット支持部６２は、ドラムユニット５０の底部を支持する。

現像ホルダー７０は、現像装置支持部６１のホルダー接続部６１１に取り付けられる。すなわち、現像ホルダー７０は、ホルダー接続部６１１の穴部６１１１及び軸部６１１２の軸線回りに回転可能である。現像ホルダー７０は、現像装置４０を保持する。現像ホルダー７０の詳細な構成は後述する。

現像装置移動機構８０は、４つの現像装置４０それぞれに対して、現像装置４０の前側及び後側それぞれの下方に配置される。現像装置移動機構８０は、現像ローラー４７の軸線方向と交差する方向（左右方向）において、現像装置４０のドラムユニット５０側とは反対側の領域に配置される。

２つの現像装置移動機構８０はそれぞれ、接離カム８１を備える。ユニット支持フレーム６０の前側及び後側に配置された一対の接離カム８１は、現像ローラー４７と平行に延びるカム軸８２に取り付けられ、同方向に同時に回転する。接離カム８１は、現像容器４１の下面に接触する。接離カム８１は、現像装置４０に接触しながら回転して現像装置４０を上下方向に変位させ、感光体ドラム２１と現像ローラー４７との間隔を変更可能である。すなわち、現像装置移動機構８０は、現像装置４０を、後述する現像ホルダー７０の揺動軸部７３の軸線を中心として揺動させ、感光体ドラム２１に対して現像ローラー４７を接近または離間させる。

続いて、現像ホルダー７０及びその周辺の詳細な構成について説明する。図７は、画像形成装置１の現像ホルダー７０の斜視図である。図８は、画像形成装置１の現像ホルダー７０の側面図である。図９は、画像形成装置１の現像装置４０が装着されたユニット支持フレーム６０の側面図である。

現像ホルダー７０は、図７及び図８に示すように、後部接続部７１、底部支持部７２及び揺動軸部７３を備える。

後部接続部７１は、現像ホルダー７０の後部に配置され、現像装置４０がユニット支持フレーム６０に装着されたときに、現像容器４１の後方に位置する（図９参照）。後部接続部７１は、接続凹部７１１、接続ピン７１２、現像剤補給路７１３及び駆動歯車７１４を備える。

接続凹部７１１は、後部接続部７１の正面部において開口し、後方に向かって窪む。接続凹部７１１は、後部接続部７１の背面部において内側から外側に貫通する不図示の孔部を有する。接続凹部７１１は、現像装置４０がユニット支持フレーム６０に装着されたときに、現像装置４０の後端部を収容する。このとき、現像容器４１の現像剤排出部４１２が、接続凹部７１１の孔部に挿入され、後部接続部７１の後方に突出する（図９参照）。

接続ピン７１２は、後部接続部７１の正面部に設けられ、前方に向かって突出する。接続ピン７１２は、現像装置４０がユニット支持フレーム６０に装着されたときに、現像容器４１に設けられた不図示の穴部に挿入される。なお、接続ピンは、複数設けても良いし、現像装置４０側に設けても良い。

現像剤補給路７１３は、後部接続部７１の上部に設けられる。現像剤補給路７１３は、上下方向に延びる円筒形状であり、下端において接続凹部７１１の内部と連通する。現像剤補給路７１３の下端は、現像装置４０がユニット支持フレーム６０に装着されたときに、現像容器４１の現像剤補給口４１１に接続される。

駆動歯車７１４は、後部接続部７１の正面側の上部に設けられる。駆動歯車７１４は、現像装置４０がユニット支持フレーム６０に装着されたときに、現像装置４０の入力歯車４１３と噛み合う位置に配置される。駆動歯車７１４は、現像ローラー４７の軸線方向と平行に延びる軸線回りに回転可能に設けられる。入力歯車４１３は、駆動歯車７１４と噛み合うことで駆動歯車７１４から動力が伝達される。すなわち、駆動歯車７１４は、現像装置４０に動力を伝達する。

底部支持部７２は、現像ホルダー７０の、後部接続部７１よりも前側の底部に配置され、現像装置４０がユニット支持フレーム６０に装着されたときに、現像容器４１の下方に位置する（図９参照）。底部支持部７２は、前後方向及び左右方向に延びる。底部支持部７２は、カム出没口７２１を備える。

カム出没口７２１は、底部支持部７２の底面の、前側及び後側それぞれに配置される。カム出没口７２１は、前後方向において、現像装置移動機構８０の接離カム８１と同じ位置に配置される。カム出没口７２１は、底部支持部７２の底面を上下に貫通し、回転する接離カム８１が出没する。

揺動軸部７３は、左右方向において、底部支持部７２よりもドラムユニット５０側に配置される。揺動軸部７３は、底部支持部７２の前側と後側との一対が配置される。

前側の揺動軸部７３は、例えば現像ローラー４７の軸線方向（前後方向）に延びる円筒形状の軸部７３１を有する。後側の揺動軸部７３は、例えば現像ローラー４７の軸線方向（前後方向）に延びる円筒形状の穴部７３２を有する。一対の揺動軸部７３の軸部７３１及び穴部７３２は、ともに同軸上に配置され、その軸線回りに回転可能にユニット支持フレーム６０の、一対のホルダー接続部６１１に接続される。すなわち、揺動軸部７３は、現像ローラー４７の軸線方向（前後方向）に延びる回転軸線を有し、ユニット支持フレーム６０に対して回転可能に支持される。

詳細に言えば、前側の揺動軸部７３の軸部７３１は、前側のホルダー接続部６１１の穴部６１１１に挿入され、接続される。後側の揺動軸部７３の穴部７３２は、後側のホルダー接続部６１１の軸部６１１２が挿入され、接続される。なお、前側の揺動軸部７３には、現像容器４１の現像支軸部４１４が接続される。詳細に言えば、前側の揺動軸部７３に対して、前側のホルダー接続部６１１よりも前側に現像支軸部４１４が接続される。これにより、前側のホルダー接続部６１１と同軸上に、前側の揺動軸部７３と、現像支軸部４１４とが配置される。

上記構成により、現像ホルダー７０は、感光体ドラム２１に対して現像ローラー４７を接近または離間する方向に揺動可能に現像装置４０を保持する。現像装置４０及び現像ホルダー７０は、同方向に同時に揺動軸部７３の軸線回りに揺動する。

図１０は、画像形成装置１の現像装置４０が装着されたユニット支持フレーム６０の断面正面図であって、現像ローラー４７が感光体ドラム２１から離間した状態を示す図である。図１０に示すように、現像装置移動機構８０の接離カム８１は、倒伏状態であるとき、現像装置４０の下面に接触しない。これにより、現像装置４０及び現像ホルダー７０は、重力の作用で、揺動軸部７３の軸線回りに、図１０において反時計回りに回転する。その結果、現像ローラー４７は、感光体ドラム２１から離間する。

図１１は、画像形成装置１の現像装置４０が装着されたユニット支持フレーム６０の断面正面図であって、現像ローラー４７が感光体ドラム２１に接近した状態を示す図である。図１１に示すように、現像装置移動機構８０の接離カム８１は、起立状態であるとき、現像装置４０の下面に接触する。これにより、現像装置４０及び現像ホルダー７０は、接離カム８１に押し上げられ、揺動軸部７３の軸線回りに、図１１において時計回りに回転する。その結果、現像ローラー４７は、感光体ドラム２１に接近する。

図８に戻って、一対の揺動軸部７３の軸線方向の距離Ｌ１は、駆動歯車７１４の回転中心から揺動軸部７３の回転中心までの距離Ｌ２よりも長い。この構成によれば、現像装置４０をユニット支持フレーム６０の現像ホルダー７０に装着したときに、駆動歯車７１４の倒れを抑制することができる。したがって、駆動歯車７１４の噛み合い不良を抑制することができ、現像装置４０に好適に動力を伝達することが可能である。すなわち、画像にジッタが発生することを抑制することができる。

また、図９に示すように、一対の揺動軸部７３の軸線方向の距離Ｌ１は、現像ローラー４７の軸線方向長さＬ３よりも長い。この構成によれば、一対の揺動軸部７３の軸線方向の距離Ｌ１に十分な長さを確保することができる。したがって、現像装置４０をユニット支持フレーム６０の現像ホルダー７０に装着したときに、駆動歯車７１４の倒れを抑制する効果を高めることができる。

現像ホルダー７０は、図７、図１０及び図１１に示すように、冷却ダクト７２２を備える。

冷却ダクト７２２は、左右方向において、底部支持部７２のドラムユニット５０側に配置される。冷却ダクト７２２は、現像容器４１の供給搬送室４４の下側に位置する。冷却ダクト７２２は、底部支持部７２の上面部において開口して下方に向かって窪み、現像ローラー４７の軸線方向と平行に延びる樋形状で構成される。

図１２は、画像形成装置１の現像装置４０が装着されたユニット支持フレーム６０及び冷却ユニット９０の断面側面図である。図１３は、画像形成装置１の冷却ユニット９０の外観斜視図である。図１４は、画像形成装置１の冷却ユニット９０の内部を示す斜視図である。画像形成装置１は、図１２、図１３及び図１４に示す冷却ユニット９０を備える。

冷却ユニット９０は、ユニット支持フレーム６０の前端部側の下側に配置される。冷却ユニット９０は、その筐体９１に設けられた、送風ファン９２、吸気ダクト９３及び排気ダクト９４を備える。なお、冷却ユニット９０は、単一の筐体９１に、４つの画像形成部２０のための送風ファン９２、吸気ダクト９３及び排気ダクト９４を個別に備える。

送風ファン９２は、例えばスクロール状の流路を有するシロッコファンで構成され、筐体９１の内部に配置される。送風ファン９２の吸気側に吸気ダクト９３が接続され、排気側に排気ダクト９４が接続される。送風ファン９２を駆動させると、吸気ダクト９３から空気を吸い込み、排気ダクト９４から空気を吐き出す気流が、筐体９１内に生じる。

吸気ダクト９３は、送風ファン９２の吸気側に接続される。吸気ダクト９３は、筐体９１の下面に不図示の吸気口を有する。送風ファン９２を駆動させると、冷却ユニット９０の外部の空気が吸気口から吸い込まれ、吸気口から送風ファン９２まで吸気ダクト９３を流通する気流が生じる。

排気ダクト９４は、送風ファン９２の排気側に接続される。排気ダクト９４は、筐体９１の上面に排気口９４１を有する。送風ファン９２を駆動させると、送風ファン９２から排気口９４１まで排気ダクト９４を流通する気流が生じ、空気が排気口９４１から冷却ユニット９０の外部に向けて吐き出される。

現像ホルダー７０の冷却ダクト７２２は、図１２に示すように、流入口７２２１及び流出口７２２２を有する。

流入口７２２１は、冷却ダクト７２２の前端部の底面に配置され、上下方向に開口する。流入口７２２１には、冷却ユニット９０の排気ダクト９４の、排気口９４１が設けられた先端部が挿入される。

流出口７２２２は、冷却ダクト７２２の後端部の背面に配置され、前後方向に開口する。流出口７２２２には、例えば本体２の外装の不図示の排気口まで延びる不図示の他のダクトが接続される。

冷却ユニット９０の送風ファン９２を駆動させると、冷却ユニット９０の排気口９４１から吐き出された空気が、流入口７２２１から冷却ダクト７２２内に送られる。当該空気は、冷却ダクト７２２内を、流入口７２２１から流出口７２２２まで流通する。冷却ダクト７２２を流通する気流は、現像装置４０の下部に当たる。すなわち、冷却ダクト７２２は、気流を流通させて現像装置４０を冷却する。

現像ホルダー７０は、図１０及び図１１に示すように、現像ローラー４７が感光体ドラム２１から離間しても、現像ローラー４７が感光体ドラム２１に接近しても、現像装置４０と一緒に揺動軸部７３の軸線回りに変位する。これにより、現像装置４０と冷却ダクト７２２との対向領域において、隙間が生じないようにすることができる。したがって、冷却ダクト７２２を流通する空気の漏洩を抑制することができ、現像装置４０を効率良く冷却することが可能である。

図１５は、画像形成装置１の現像装置移動機構８０周辺を示す斜視図である。図１６は、画像形成装置１の現像装置移動機構８０周辺を示す部分断面正面図であって、現像ローラー４７が感光体ドラム２１から離間した状態を示す図である。図１７は、画像形成装置１の現像装置移動機構８０周辺を示す部分断面正面図であって、現像ローラー４７が感光体ドラム２１に接近した状態を示す図である。

現像装置移動機構８０は、図１５、図１６及び図１７に示すように、先に説明した接離カム８１及びカム軸８２に加えて、接離歯車８３及びカバー連動歯車８４を備える。

接離歯車８３は、カム軸８２に取り付けられる。接離歯車８３は、カム軸８２の、接離カム８１よりも前側に配置される。接離歯車８３は、その周方向の一部のみに複数の歯が配列されたいわゆる歯欠け歯車である。接離歯車８３は、カバー連動歯車８４に噛み合う。接離歯車８３は、カム軸８２を介し、接離カム８１に回転力を伝達する。

カバー連動歯車８４は、接離歯車８３の下側に配置される。カバー連動歯車８４は、１つ以上が設けられ、開閉カバー２ｃの回転軸に設けられた不図示のカバー歯車と噛み合う。すなわち、カバー連動歯車８４は、開閉カバー２ｃの開閉とともにカバー歯車から回転力が伝達され、さらに接離歯車８３に回転力を伝達する。

画像形成装置１は、図１５、図１６及び図１７に示すロック機構１００を備える。ロック機構１００は、フック１０１及び係合部１０２を備える。

フック１０１は、接離歯車８３に設けられる。フック１０１は、接離歯車８３の歯欠け部分に配置される。フック１０１は、接離歯車８３の歯底部から接離歯車８３の周方向に弧状に延びる。フック１０１は、接離歯車８３の回転とともに接離歯車８３の周方向に回転する。接離歯車８３は、フック１０１の径方向内側に空間を有する。

係合部１０２は、現像ホルダー７０の底部支持部７２に設けられる。係合部１０２は、接離歯車８３の上側であって、接離歯車８３と対向する箇所に配置される。係合部１０２は、挿通口１０２１及び係合片１０２２を備える。

挿通口１０２１は、現像ホルダー７０の底部支持部７２を上下方向に貫通する。挿通口１０２１は、フック１０１が挿通可能な形状、大きさである。係合片１０２２は、接離歯車８３の周方向（左右方向）に沿って、挿通口１０２１に隣接して配置される。係合片１０２２は、左右方向及び前後方向に延びる薄板形状で構成される。

図１６に示すように、現像ローラー４７が感光体ドラム２１から離間した状態であるとき、接離カム８１は倒伏状態であって、起立状態であるときよりも、図１６において時計回りに回転している。これにより、フック１０１は、挿通口１０２１を通って係合片１０２２の上側に乗り上げ、係合部１０２に噛み合う。すなわち、ロック機構１００は、現像装置４０の変位をロックする。

図１７に示すように、現像ローラー４７が感光体ドラム２１に接近した状態であるとき、接離カム８１は起立状態であって、倒伏状態であるときよりも、図１７において反時計回りに回転している。これにより、フック１０１は、係合片１０２２から離間し、係合部１０２との噛み合いが解除される。すなわち、ロック機構１００は、現像装置４０の変位のロックを解除する。

上記のように、ロック機構１００は、感光体ドラム２１に対する現像ローラー４７の離間に連動して現像装置４０の変位をロックし、感光体ドラム２１に対する現像ローラー４７の接近に連動して現像装置４０の変位のロックを解除する。この構成によれば、現像装置４０の、現像ホルダー７０に対する着脱時に、現像装置４０の変位をロックし、現像装置４０の、揺動軸部７３の軸線回りの揺動を抑制することができる。したがって、現像装置４０の、現像ホルダー７０に対する着脱時に、現像装置４０が意図せず揺動し、感光体ドラム２１に接触することを抑制することが可能である。これにより、感光体ドラム２１の外周面の破損を防止することができる。

さらに、ロック機構１００は、感光体ドラム２１に対する現像ローラー４７の離間に連動してフック１０１が係合部１０２に噛み合い、現像装置４０の変位をロックし、感光体ドラム２１に対する現像ローラー４７の接近に連動してフック１０１と係合部１０２との噛み合いを解除し、現像装置４０の変位のロックを解除する。この構成によれば、接離カム８１に回転力を伝達するための接離歯車８３の回転を利用し、フック１０１と係合部１０２との噛み合い、噛み合い解除を実現し、現像装置４０の変位のロック、ロック解除を行うことができる。したがって、現像装置４０の変位のロック、ロック解除を行うための動力伝達機構を新たに設けることなく、現像装置４０の意図しない揺動を抑制することが可能である。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態では、画像形成装置１は、複数色の画像を順次重ねて形成するいわゆるタンデム型のカラー印刷用の画像形成装置であることとしたが、このような機種に限定されるわけではなく、タンデム型ではないカラー印刷用の画像形成装置やモノクロ印刷用の画像形成装置であって良い。

本発明は、画像形成装置において利用可能である。

１ 画像形成装置
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
４０ 現像装置
４１ 現像容器
４７ 現像ローラー（現像剤担持体）
５０ ドラムユニット（像担持体ユニット）
６０ ユニット支持フレーム
７０ 現像ホルダー
７３ 揺動軸部
８０ 現像装置移動機構
８１ 接離カム
８２ カム軸
８３ 接離歯車
１００ ロック機構
１０１ フック
１０２ 係合部
７１４ 駆動歯車
７２２ 冷却ダクト

Claims (5)

1. 像担持体を有する像担持体ユニットと、
   前記像担持体の外周面にトナーを供給する現像剤担持体を有し、前記像担持体ユニットに隣接して配置される現像装置と、
   前記像担持体ユニット及び前記現像装置を個別に着脱可能に支持するユニット支持フレームと、
   前記ユニット支持フレームに設けられ、前記像担持体に対して前記現像剤担持体を接近または離間する方向に揺動可能に前記現像装置を保持する現像ホルダーと、
   を備え、
   前記現像ホルダーは、
   前記現像装置に動力を伝達する駆動歯車と、
   前記現像剤担持体の軸線方向と平行に延びる回転軸線を有し、前記ユニット支持フレームに対して回転可能に支持される一対の揺動軸部と、
   を備え、
   前記一対の揺動軸部の軸線方向の距離は、前記駆動歯車の回転中心から前記揺動軸部の回転中心までの距離よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記一対の揺動軸部の軸線方向の距離は、前記現像剤担持体の軸線方向長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像ホルダーは、前記現像剤担持体の軸線方向と平行に延び、気流を流通させて前記現像装置を冷却するための冷却ダクトを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像装置を前記揺動軸部の軸線を中心として揺動させ、前記像担持体に対して前記現像剤担持体を接近または離間させる現像装置移動機構と、
   前記像担持体に対する前記現像剤担持体の離間に連動して前記現像装置の変位をロックし、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の接近に連動して前記現像装置の変位のロックを解除するロック機構と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記現像装置移動機構は、
   前記現像装置に接触しながら回転して前記現像装置を変位させ、前記像担持体と前記現像剤担持体との間隔を変更可能な接離カムと、
   前記接離カムに回転力を伝達する接離歯車と、
   を備え、
   前記ロック機構は、
   前記接離歯車に設けられ、前記接離歯車の回転とともに前記接離歯車の周方向に回転するフックと、
   前記現像ホルダーの、前記接離歯車と対向する箇所に設けられた係合部と、
   を備え、
   前記像担持体に対する前記現像剤担持体の離間に連動して前記フックが前記係合部に噛み合い、前記現像装置の変位をロックし、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の接近に連動して前記フックと前記係合部との噛み合いを解除し、前記現像装置の変位のロックを解除することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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