JP4720397B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電潜像に基づく画像形成処理を施す画像形成装置に関するものであって、特に、プロセスユニット、静電潜像形成ユニット、および現像ユニットの挿抜に関する。

従来より、本体部と、本体部に対して挿抜可能とされるユニットと、を電気的に接続するため、本体側およびユニット側にコネクタを設けるとともに、このコネクタを嵌合または係合させる技術が知られている（例えば、特許文献１、２）。

特開平０８−１０１６１９号公報 特開２００４−１９８４９１号公報

しかし、特許文献１および２に開示されているように、本体部に対して挿抜されるユニットの挿抜方向と、両コネクタの嵌脱方向は、通常、略同一方向となる。そのため、装置の使用者の挿入の仕方によっては、両コネクタを良好に係合させることができず、本体部とユニットとの電気的な接続を確実に行うことができないという問題が生ずる。そして、場合によっては、コネクタを破損するという問題も生ずる。

そこで、本発明では、本体側に対してユニットを良好に挿抜することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、静電潜像に基づく画像形成処理を施す画像形成装置であって、本体側に設けられた本体側コネクタと、前記本体側に対して挿抜可能とされており、ハウジング内に設けられた回転ローラと、前記ハウジング内に設けられており、前記本体側コネクタに対して嵌脱可能とされるユニット側コネクタと、を有するユニットと、前記回転ローラに駆動力を付与する駆動部と、を備え、前記ユニットの装着方向は、前記回転ローラの長手方向と略平行であり、前記駆動部は、前記ユニットの端部のうち、前記装着方向から見て遠方の端部側に配設されており、前記本体側コネクタは、前記装着方向と略垂直な進退方向に移動することにより、前記ユニット側コネクタに対して嵌脱可能とされているとともに、前記静電潜像は、前記本体側に設けられた露光部からの露光によって形成され、前記本体側コネクタは、前記露光部に取り付けられており、前記露光部は、前記進退方向に移動可能とされていることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記ユニット側コネクタは、前記遠方の端部から離隔して設けられていることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、前記回転ローラは、少なくとも感光ドラムであり、前記ユニットは、前記感光ドラムの表面に静電潜像を形成する静電潜像形成ユニットであることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、前記回転ローラは、少なくとも現像ローラであり、前記ユニットは、感光ドラム表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像ユニットであることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、前記回転ローラは、少なくとも感光ドラムおよび現像ローラであり、前記ユニットは、前記感光ドラムの表面に静電潜像を形成するとともに、前記表面の静電潜像にトナーを供給して現像するプロセスユニットであることを特徴とする。

請求項１ないし請求項５に記載の発明によれば、ユニットの挿抜と、本体側およびユニット側コネクタの嵌脱とを別個に行うことができる。そのため、本体側およびユニット側の電気的な接続を安全かつ確実に行うことができる。また、ユニットの装着方向とコネクタの進退方向とが同一でなく、かつ、ユニット側コネクタがユニットのハウジング内に設けられている。そのため、ユニットの装着時に、ユニット側および本体側コネクタが破損するという問題を防止できる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、ユニット側コネクタは駆動部から離隔して設けられている。これにより、本体側からの電源供給、および本体側とユニット側との間で行われる信号処理を、駆動部からの電気的影響を受けず良好に実行することができる。そのため、良好な画像形成処理を実行することができる。

また、請求項１ないし請求項５に記載の発明によれば、露光部をユニットに近接させる際に、併せて本体側コネクタとユニット側コネクタとを嵌合させることができる。また、露光部をユニットから離隔させる際に、併せて両コネクタを脱着することができる。このように、本体側コネクタは、進退方向の移動のために、別途移動要素を必要としない。そのため、画像形成装置の部品点数を減少させることができ、製造コストを低減させることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置１の構成の一例を示す正面断面図である。図２および図３は、プロセスユニット２付近の構成の一例を示す正面断面図および上面図である。図４および図５は、露光部６付近の構成の一例を示す正面図である。なお、図１および以降の各図には、それらの方向関係を明確にするため、必要に応じて前後方向、左右方向、および上下方向を示す座標軸を付している。

画像形成装置１は、スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。図１に示すように、画像形成装置１は、主として、プロセスユニット２（静電潜像形成ユニット３、および現像ユニット４）、定着部５、および露光部６を有しており、これらは、給紙カセット１５の上方に配置される。

ここで、画像形成装置１による画像形成処理の概略について説明する。記録紙が、主搬送路１１に沿って搬送され、給紙カセット１５から本体側１０に繰り込まれると、静電潜像形成ユニット３の感光ドラム３１に形成されたトナー画像は記録紙に転写される。次に、定着部５によって転写されたトナー画像が記録紙上に定着させられる。そして、定着処理が完了した用紙は、主搬送路１１（図１中の破線によって示される経路）を経由して排出部７に排出される。

プロセスユニット２は、静電潜像に基づくトナー画像を記録紙に転写するユニットである。図１および図２に示すように、プロセスユニット２は、主として、静電潜像形成ユニット３と、現像ユニット４と、を有する。

ここで、本実施の形態において、静電潜像形成ユニット３と現像ユニット４とは、別体として設けられており、両ユニット３、４はコネクタ（図示省略）によって電気的に接続されている。また、静電潜像形成ユニット３および現像ユニット４は、このコネクタが接続された状態で、同時に、画像形成装置１の本体側１０に装着される。すなわち、プロセスユニット２は、本体側１０側に対して、矢印ＡＲ１方向（前後方向：挿抜方向）に沿って挿抜可能とされている。

なお、以下の説明において、プロセスユニット２を本体側１０に装着する方向（後方向と略平行）を「装着方向」と、また、プロセスユニット２を本体側１０から脱着する方向（前方向と略平行）を「脱着方向」と、それぞれ呼ぶことにする。

静電潜像形成ユニット３は、感光ドラム３１の表面に静電潜像を形成するユニットである。図２に示すように、静電潜像形成ユニット３は、主として、感光ドラム３１と、帯電部３２と、クリーニング部３３と、を有しており、これら各要素３１〜３３はハウジング３５によって一体的に構成されている。

感光ドラム３１は、ハウジング３５内に設けられており、このハウジング３５に対して回動可能とされた回転ローラである。すなわち、静電潜像形成ユニット３は、回転ローラとして、少なくとも感光ドラム３１を有する。また、感光ドラム３１の表面（外周面）には光導電膜が設けられており、この光導電膜に静電潜像が形成される。

図３に示すように、感光ドラム３１の長手方向（前後方向および装着方向と略平行）の両端部は、それぞれハウジング３５に固定された軸受３１ａによって軸支されている。また、感光ドラム３１のシャフト３１ｂは、駆動部１６と連動接続されている。ここで、駆動部１６は、図３に示すように、プロセスユニット２の端部のうち、装着方向から見て遠方の端部４７ａ側に配設されている。したがって、駆動部１６は、感光ドラム３１に駆動力を付与することができ、感光ドラム３１を回動軸３１ｃ周りに回動させることができる。

帯電部３２は、感光ドラム３１に電荷（本実施の形態の場合、負の電荷）を付与する帯電ワイヤ（図示省略）を有する。この帯電ワイヤは、感光ドラム３１の長手方向に沿って張設されている。また、帯電ワイヤの両端は、ハウジング３５に支持されている。これにより、帯電ワイヤに高電圧が印加されてコロナ放電が生ずると、感光ドラム３１の外周面には電荷が付与される。クリーニング部３３は、ハウジング３５内に収容されており、感光ドラム３１から転写されずに残留するトナー、および感光ドラム３１に付着した紙紛を回収する。

現像ユニット４は、感光ドラム３１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像するユニットである。図３に示すように、現像ユニット４は、主として、ユニット側コネクタ２５と、供給ローラ４１と、現像ローラ４２と、を有しており、これら各要素２５、４１、４２は、ハウジング４５によって一体的に構成されている。

供給ローラ４１は、ハウジング４５内に設けられており、トナーケース４３に収容されたトナーを現像ローラ４２に供給する回転ローラである。現像ローラ４２は、図２に示すように、供給ローラ４１と感光ドラム３１との間に配設された回転ローラである。現像ローラ４２は、供給ローラ４１から供給されるトナーを帯電（本実施の形態の場合、負に帯電）させる。このように、現像ユニット４は、少なくとも現像ローラ４２を有する。

ここで、図３に示すように、供給ローラ４１の長手方向（前後方向および装着方向と略平行）の両端部は、それぞれハウジング４５に固定された軸受４１ａによって軸支されている。また、現像ローラ４２の長手方向（前後方向および装着方向と略平行）の両端部は、それぞれハウジング４５に固定された軸受４２ａによって軸支されている。

また、現像ローラ４２のシャフト４２ｂは、駆動部１６と連動接続されている。したがって、駆動部１６は、現像ローラ４２に駆動力を付与することができ、現像ローラ４２を
を回動軸４１ｃ周りに回動させることができる。

したがって、現像ローラ４２が回動させられると、現像ローラ４２から感光ドラム３１の外周面に帯電したトナーが供給され、感光ドラム３１の外周面に形成された静電潜像が現像される。

ユニット側コネクタ２５は、現像ユニット４のハウジング４５内に設けられている。ユニット側コネクタ２５は、露光部６側に設けられた本体側コネクタ６５に対して嵌脱可能とされている。したがって、ユニット側コネクタ２５と本体側コネクタ６５とが嵌合すると、プロセスユニット２と本体側１０とが電気的に接続され、本体側１０からの電源供給、および本体側１０とプロセスユニット２との間で行われる信号処理等が可能となる。このように、本体側１０側とプロセスユニット２とは、ユニット側コネクタ２５および本体側コネクタ６５により構成されるドロアコネクタによって、電気的に接続される。

また、ユニット側コネクタ２５は、駆動部１６から離隔して設けられている。すなわち、ユニット側コネクタ２５は、プロセスユニット２の装着方向から見て遠方の端部４７ａから離隔して設けられている。したがって、プロセスユニット２は、本体側１０からの電源供給、および本体側１０とプロセスユニット２との間で行われる信号処理を、駆動部１６からのノイズ等の電気的影響を受けず良好に実行することができる。そのため、良好な画像形成処理を実行することができる。

転写ローラ１８は、感光ドラム３１と当接して押圧する回転ローラであり、例えば、導電性を有するウレタンゴムおよびスポンジゴムのような弾性体によって形成されている。図１および図２に示すように、転写ローラ１８は、主搬送路１１を挟んで感光ドラム３１と逆側に配設されている。また、転写ローラ１８には、感光ドラム３１の表面と逆極性の電位（本実施の形態の場合、正電位）が印加されている。

これにより、記録紙が感光ドラム３１と転写ローラ１８との間を通過させられると、感光ドラム２１の外周面上に付着したトナーは転写ローラ１８側に移動する。そのため、記録紙には、感光ドラム３１のトナー画像が転写される。そして、トナー画像が転写された記録紙は、定着部５に搬送される。

定着部５は、図１に示すように、主として、ヒートローラ５１と、プレスローラ５２とを有する。ヒートローラ５１は熱伝導性のよい金属（例えば、アルミニウム）によって形成されており、その内部には、例えばハロゲンランプによって構成されるヒータ５１ａが配置されている。また、プレスローラ５２は、主搬送路１１を挟んでヒートローラ５１と逆側に配設されている。これにより、記録紙がヒートローラ５１およびプレスローラ５２のニップ部に搬送されると、この記録紙が加熱および加圧される。そのため、転写されたトナー画像が記録紙に焼き付けられて定着させられる。

露光部６は、帯電させられた感光ドラム３１の表面に光を照射することにより、感光ドラム３１上に静電潜像を形成する。図３および図４に示すように、露光部６は、主として、露光ヘッド６１と、可動部６２と、ブラケット６３と、本体側コネクタ６５と、ピニオンギヤ６６と、ラックギヤ６７と、を有する。

露光ヘッド６１は、感光ドラム３１に向けて光を照射する発光部であり、略線状に配置された複数の発光体（例えば、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)：図示省略）を有している。したがって、露光ヘッド６１が感光ドラム３１に近接させられるとともに、画像データに基づいた各発光体の点灯制御（露光処理）が実行されると、帯電させられた感光ドラム３１の表面のうち光が照射された部分の電荷が除去される。すなわち、露光ヘッド６１から出射される光によって、感光ドラム３１の表面には画像データに対応する静電潜像が形成される。

可動部６２は、露光ヘッド６１を感光ドラム３１に対して近接および離隔させる要素である。図３ないし図５に示すように、可動部６２の感光ドラム３１側の先端部には、露光ヘッド６１が取り付けられている。また、図５に示すように、可動部６２の外側部のそれぞれには、外方（前後方向）に突出しつつ左右方向に沿って延伸する複数（本実施の形態の場合、２つ）の係合部６２ａが設けられており、各係合部６２ａは、支持部６４の内側部に設けられた対応する溝部６４ａと嵌合する。

また、可動部６２の上面につき、前後方向から見た両端部付近には、左右方向に伸びる２つのラックギヤ６７が設けられている。２つのピニオンギヤ６６は、略歯車形状を有し、対応するラックギヤ６７と噛み合う。また、各ピニオンギヤ６６は、シャフト６６ａによって接続されており、シャフト６６ａの両端部は支持部６４に軸支される。

したがって、不図示のレバー等によってシャフト６６ａが回転させられると、可動部６２は、支持部６４に対して矢印ＡＲ２方向（左右方向）に進退可能とされる。そのため、露光部６の露光ヘッド６１は、感光ドラム３１に対して近接する位置Ｐ１と、離隔する位置Ｐ２との間を、進退方向ＡＲ２に沿って移動可能とされる（図４および図５参照）。

なお、以下の説明において、露光ヘッド６１が離隔位置Ｐ２から近接位置Ｐ１に移動する方向（右方向と略平行）を「前進方向」と、露光ヘッド６１が近接位置Ｐ１から離隔位置Ｐ２に移動する方向（左方向と略平行）を「後退方向」と、それぞれ呼ぶことにする。

また、可動部６２の下部には、ブラケット６３が設けられており、このブラケット６３には本体側コネクタ６５が設けられている。本体側コネクタ６５は、本体側１０側に設けられたコネクタであり、可動部６２が前進方向に移動させられて近接位置Ｐ１に到達した場合において、ユニット側コネクタ２５と嵌合する。すなわち、本体側コネクタ６５は、プロセスユニット２の装着方向と略垂直な進退方向に沿って移動することにより、ユニット側コネクタ２５に対して嵌脱可能とされている。

ここで、図６および図７は、比較例におけるプロセスユニット２の構成を示す正面断面図および上面図である。この比較例において、本体側コネクタ１０５は、図６および図７に示すように、本体側１０の壁１３に固定される。また、ユニット側コネクタ１４５は、駆動部１６から離隔して設けられておりプロセスユニット２の外方に突出する突出部１４１に固定されている。そのため、比較例のプロセスユニット２は、本実施の形態の場合と同様に、駆動部１６からの電気的影響を受けず、良好に電源供給を受けることができ、本体側１０との間で信号処理を実行することができる。

しかしながら、比較例の場合、プロセスユニット２の装着と同時に、本体側コネクタ１０５とユニット側コネクタ１４５とは嵌合させられる。これにより、プロセスユニット２の装着状況によってはコネクタ１０５、１４５が破損するという問題も生ずる。

また、比較例の場合、突出部１４１が通過するための空間１４０を画像形成装置１内部に確保することが必要となる。そのため、この空間１４０を確保するために装置サイズが増大するという問題も生ずる。

これに対して、本実施の形態の場合、プロセスユニット２の装着と、ユニット側コネクタ２５および本体側コネクタ６５の接続と、を別個に行うことができる。そのため、コネクタ２５、６５が破損するという問題を防止することができる。また、画像形成装置１内に不要な空間を設ける必要がないため、画像形成装置１内の空間を有効に利用することができる。

＜２．本実施の形態の画像形成装置の利点＞
以上のように、本実施の形態の画像形成装置１は、プロセスユニット２の挿抜と、ユニット側コネクタ２５および本体側コネクタ６５の嵌脱とを別個に行うことができる。そのため、本体側１０およびプロセスユニット２の電気的な接続を安全かつ確実に行うことができる。

また、プロセスユニット２の装着方向とコネクタの進退方向とが同一でなく、かつ、ユニット側コネクタ２５がハウジング４５内に設けられている。そのため、プロセスユニット２の装着時にユニット側コネクタ２５および本体側コネクタ６５が破損するという問題を防止できる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

（１）本実施の形態において、静電潜像形成ユニット３および現像ユニット４は、別体に設けられているものとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、静電潜像形成ユニット３および現像ユニット４は、同一ハウジングによって一体的に構成されてもよい。すなわち、プロセスユニット２は、１つのユニットとして構成されており、感光ドラム３１の表面に静電潜像を形成するとともに、この表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像してもよい。

（２）また、本実施の形態において、静電潜像形成ユニット３および現像ユニット４は、コネクタによって接続された状態で、画像形成装置１の本体側１０に対して挿抜可能とされているものとして説明したが、静電潜像形成ユニット３および現像ユニット４の挿抜方法はこれに限定されるものでない。例えば、静電潜像形成ユニット３および現像ユニット４は、それぞれ別個に本体側１０に対して挿抜可能とされてもよい。

（３）また、本実施の形態において、本体側コネクタ６５は、プロセスユニット２の装着方向と略垂直な進退方向に移動可能とされているが、本体側コネクタ６５の移動方向はこれに限定されない。すなわち、本体側コネクタ６５の移動方向がプロセスユニット２の装着方向と同一でなく、かつ、本体側コネクタ６５は、プロセスユニット２が本体側１０に装着された後に、ユニット側コネクタ２５と嵌合させられる場合にも、本実施の形態の場合と同様な有利な効果が生ずる。

本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構成の一例を示す正面断面図である。 本発明の実施の形態におけるプロセスユニット付近の構成の一例を示す正面断面図である。 本発明の実施の形態におけるプロセスユニット付近の構成の一例を示す上面図である。 露光部付近の構成の一例を示す正面図である。 露光部付近の構成の一例を示す正面図である。 比較例におけるプロセスユニット付近の構成を示す正面断面図である。 比較例におけるプロセスユニット付近の構成を示す上面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ プロセスユニット
３ 静電潜像形成ユニット
４ 現像ユニット
６ 露光部
７ 排出部
１３ 壁
１６ 駆動部
２５、１４５ ユニット側コネクタ
３１ 感光ドラム
３５、４５ ハウジング
４１ 供給ローラ
４２ 現像ローラ
６１ 露光ヘッド
６２ 可動部
６３ ブラケット
６４ 支持部
６５、１０５ 本体側コネクタ
６６ ピニオンギヤ
６７ ラックギヤ
ＡＲ１ 挿抜方向
ＡＲ２ 進退方向

Claims (5)

1. 静電潜像に基づく画像形成処理を施す画像形成装置であって、
   (a) 本体側に設けられた本体側コネクタと、
   (b) 前記本体側に対して挿抜可能とされており、
   (b-1) ハウジング内に設けられた回転ローラと、
   (b-2) 前記ハウジング内に設けられており、前記本体側コネクタに対して嵌脱可能とされるユニット側コネクタと、
   を有するユニットと、
   (c) 前記回転ローラに駆動力を付与する駆動部と、
   を備え、
   前記ユニットの装着方向は、前記回転ローラの長手方向と略平行であり、
   前記駆動部は、前記ユニットの端部のうち、前記装着方向から見て遠方の端部側に配設されており、
   前記本体側コネクタは、前記装着方向と略垂直な進退方向に移動することにより、前記ユニット側コネクタに対して嵌脱可能とされているとともに、
   前記静電潜像は、前記本体側に設けられた露光部からの露光によって形成され、
   前記本体側コネクタは、前記露光部に取り付けられており、
   前記露光部は、前記進退方向に移動可能とされていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記ユニット側コネクタは、前記遠方の端部から離隔して設けられていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記回転ローラは、少なくとも感光ドラムであり、
   前記ユニットは、前記感光ドラムの表面に静電潜像を形成する静電潜像形成ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記回転ローラは、少なくとも現像ローラであり、
   前記ユニットは、感光ドラム表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記回転ローラは、少なくとも感光ドラムおよび現像ローラであり、
   前記ユニットは、前記感光ドラムの表面に静電潜像を形成するとともに、前記表面の静電潜像にトナーを供給して現像するプロセスユニットであることを特徴とする画像形成装置。

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