JP2006243488A - 帯電装置又はプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 帯電装置又はプロセスカートリッジにおいて、帯電ローラ軸受と他部材の干渉を防止することを目的とする。
【解決手段】 帯電ローラ軸受をガイドする枠体に設けられたガイドに、帯電ローラの退避量を規制する規制部がある。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等に使用されるプロセスカートリッジおよびこれを用いた画像形成装置に関するものである。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。および、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。

従来、画像形成装置において、帯電手段としては、帯電ローラを感光体ドラムに接触させることにより、感光体ドラム表面の電位を一様に帯電している。本画像形成装置において、帯電ローラの軸受は摺動可能であり、バネにより軸受を付勢させることにより、帯電ローラを感光体ドラムに押圧させる構成を有している。
特開昭６４−６９４３８号公報

本発明は、上記従来技術を更に発展させたものである。

本発明の目的は、小型なプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。

少なくとも感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、
前記帯電ローラの両端には、帯電ローラの軸を支持する帯電ローラ軸受と、
前記帯電ローラ軸受の移動方向をガイドする、帯電装置枠体に設けられた一対のガイドと、
前記帯電ローラを前記感光体ドラムに接触させるためのバネ部材とを有する帯電装置において、
前記ガイドは前記帯電ローラ軸受の進退方向に対して、前記帯電ローラが退避することを規制する規制部があることを特徴とする帯電装置。

本発明にあっては、帯電ローラ軸受の退避量を規制することが可能となり、物流時等に、振動、衝撃が加わった場合、帯電ローラ軸受と他部材との干渉を防ぐことにより、帯電ローラの弾性部の損傷を防ぐことができ、常に帯電ローラが感光体ドラムに安定した帯電を行うことができる。

（第１の実施例）
以下に、本発明に係る多色画像形成装置の実施形態について図面により詳しく説明する。

［多色画像形成装置の全体構成］
まず多色画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概要説明する。なお、図１は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ１００の全体構成を示す縦断面図である。

同図に示す多色画像形成装置１００は、垂直方向に並設された４個の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。

ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を形成している。

以下、感光体ドラム１から順に詳述する。

感光体ドラム１は、例えば直径２４ｍｍのアルミシリンダの外周面に感光層を設けて構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。

帯電装置２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。本実施例においては反転現像系を用いるので、感光ドラム１表面はマイナス極性に帯電されている。

スキャナユニット３は、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。

現像装置４はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納したトナー容器４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ）から構成され、現像容器ユニット４６内のトナーを送り機構４２によってトナー供給ローラ４３へ送り込む。

トナー供給ローラ４３は、図示時計方向に回転し、現像スリーブ４０へのトナーの供給、感光ドラム１への現像を行った後のトナーの現像スリーブ４０からのはぎ取りを行う。

現像スリーブ４０へ供給されたトナーは、現像スリーブ４０外周に圧接された
現像ブレード４４によって図示時計方向に回転する現像スリーブ４０の外周に塗布され、且つ電荷を付与される。

そして潜像が形成された感光ドラム１と対向した現像スリーブ４０に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光ドラム１上にトナー現像を行うものである。

静電転写装置５には、すべての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向し、接するように循環移動する静電搬送ベルト１１が配設される。静電搬送ベルト１１には樹脂フィルムや、ゴム基層上に樹脂層が設けられた多層フィルム状部材が用いられている。この静電搬送ベルト１１は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５に張架されていて、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像を転写される。

この静電転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２には、転写時にプラス極性のバイアスが印加されて、プラス極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印可される。このとき生じた電界により、感光体ドラム１に接触中の転写材Ｓに、感光体ドラム１上のマイナス極性のトナー像が転写される。

給紙部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給紙カセット１７に収納されている。画像形成時には給紙ローラ１８（半月ローラ）、レジストローラ１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット１７内の転写材Ｓを１枚毎分離給送するとともに、転写材Ｓ先端はレジストローラ１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ１９によって静電転写ベルト１１へと給紙されていく。

定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。

すなわち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に加圧ローラ２１ｂで搬送されるとともに、加熱ローラ２１ａによって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。

画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像スリーブ４０は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

最上流の感光体ドラム１周面上トナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの印字開始位置が一致するように、レジローラ１９が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。

転写材Ｓは静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。

このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。

４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、ベルト駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ２３によって、排紙部２４から画像面を下にした状態で本体外に排出される。

[プロセスカートリッジの構成]
次に本発明を実施したプロセスカートリッジについて図２及び図３により詳細に説明する。図２及び図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面および斜視図を示している。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは同一構成である。

プロセスカートリッジ７は、像担持体である電子写真感光体ドラム１（以降、感光ドラム1とする）と、帯電手段およびクリーニング手段を備えたクリーナユニット５０、および感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４に分かれている。

クリーナユニット５０は、感光ドラム１が軸受部材３１（３１ａ、３１ｂ）を介してクリーニング枠体５１に回動自在に取り付けられている。感光ドラム１の周上には、感光ドラム１の外周面に設けられた感光層を一様に帯電させるための一次帯電手段２、および転写後に感光ドラム１上に残った現像剤（残留トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０、可撓性シート部材８０が配設されている。さらに、クリーニングブレード６０によって感光ドラム１表面から除去された残留トナー（廃トナー）は、クリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５５に納められる。また、ドラム上の転写残トナーは、可撓性シート部材８０のドラム当接部を通ってクリーニングブレード６０の位置まで到達するが、クリーニングブレード６０によってドラム上から除去された残留トナーは、クリーニング枠体５１外に洩れないように可撓性シート部材８０の当接条件を設定している。

現像ユニット４は、感光ドラム１と微少間隙を保持して矢印Ｙ方向に回転する現像スリーブ４０、およびトナーを収容する現像枠体４５a、４５bとから構成される。

現像枠体４５a、４５bは結合され（超音波溶着等により結合）、現像容器ユニット４６となる。

現像スリーブ４０は軸受部材を介して回転自在に現像容器ユニット４６に支持され、また現像スリーブ４０の周上には、現像スリーブ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３と現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。さらに現像容器ユニット４６内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構４２が設けられている。

そして現像ユニット４は、現像容器ユニット４６の両端に設けた結合穴４７、４８とクリーナユニット５０のクリーニング枠体５１両端に設けた支持穴５２，５３を合わせ、クリーナユニット５０両端からピン４９を差し込むことによって現像ユニット４全体がクリーナユニット５０に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。

また、支持穴５２，５３を中心に現像スリーブ４０が感光ドラム1に接触するように加圧ばね５４によって現像ユニット４が常に付勢されている。現像時には、トナー容器４１内に収納されたトナーがトナー攪拌機構４２によってトナー供給ローラ４３へ搬送される。矢印Ｙ方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを矢印Ｚ方向に回転する現像スリーブ４０との摺擦によって現像スリーブ４０に供給し、現像スリーブ４０上に担持させる。現像スリーブ４０上に担持されたトナーは、現像スリーブ４０の回転にともなって現像ブレード４４のところに至り、現像ブレード４４がトナーを規制して所定のトナー薄層を形成し、所望の帯電電荷量を付与する。現像スリーブ４０上で薄層化されたトナーは、現像スリーブ４０の回転につれて、感光ドラム１と現像スリーブ４０とが接近した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像スリーブ４０に印加した現像バイアスにより、感光ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像化する。静電潜像の現像化に寄与せずに現像スリーブ４０の表面に残留したトナーは、現像スリーブ４０の回転にともなって現像器内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像スリーブ４０から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構４２により残りのトナーと撹拌混合される。

[画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの着脱方法]
次に、画像形成装置本体１００に対するプロセスカートリッジ７の着脱方法について、図４を用いて説明する。図４に示すように、画像形成装置本体１００には前扉１０１が設けられていて、回動可能に設けられている。また、前扉１０１の奥には静電転写装置５が回動可能に設けられている。これら前扉１０１、静電転写装置５が開いた状態で、プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体１００に対して着脱可能となる。プロセスカートリッジ７の両端部の感光ドラム支持部近傍には把手部材９０が設けられていて、カートリッジ着脱時には本体前扉側に突出している。

プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体１００内に設けられているガイドレール部（不図示）と、プロセスカートリッジ７に設けられた挿入ガイド部（不図示）とが係合することにより、画像形成装置本体１００に対し着脱可能となる。

[帯電ローラ端子の構成]
次に帯電ローラ２を支持している構成について詳しく説明する。

図５はプロセスカートリッジの縦断面図で、本実施例の帯電ローラ２の支持構成を示している。帯電ローラ２の支持部は、感光体ドラム１を帯電させる帯電ローラ２、帯電ローラ２を支持する帯電ローラ軸受１０２、帯電ローラ軸受１０２の移動方向をガイドする、クリーナユニット５０に設けられたガイド１０４、帯電ローラ２を感光体ドラム１に接触させるためのバネ部材１０３から構成される。上記帯電ローラ軸受１０２、ガイド１０４、バネ部材１０３は帯電ローラ２の両端に設けられており、帯電ローラ２を感光体ドラム１に一定圧で接触させている。本実施例における帯電ローラ２の感光体ドラムへの接触圧は４００〜６００gfである。

帯電ローラ軸受１０２はガイド１０４の一対の面１０４ａに沿って摺動可能であり、帯電ローラ軸受１０２の一対の面１０２ａとガイド１０４の一対の面１０４ａが摺動する。しかし、摺動可能な領域が大きいと、物流時やユーザーが使用時に、落下等による振動、衝撃が加わった場合、帯電ローラ２がガイド１０４に沿って感光体ドラム１側とは反対側に移動し、帯電ローラ２の弾性部２ｂが、例えばクリーニングブレード６０の取り付けビス１０６等の他部材と干渉してしまうおそれがある。そこで、図６に示すようにガイド１０４に段差１０５を設けることにより、帯電ローラ軸受１０２の移動量を規制する。上記ガイドの段差１０５を設けるために、帯電ローラ軸受１０２の摺動する一対の面１０２ａの幅をＤ１、帯電ローラ軸受１０２が摺動するガイド１０４の一対の面１０４ａの幅をＤ２、帯電ローラ軸受１０２が摺動しないガイド１０４の一対の面１０４ｂの幅をＤ３とするとき
Ｄ２ ≧ Ｄ１ ＞ Ｄ３
となる。また、ガイド１０４に設けられた段差１０５は帯電ローラ軸受１０２が摺動する面に対して垂直に形成されている。垂直に形成することにより、帯電ローラ軸受１０２の面１０２ｂとガイド１０４の一対の面１０４ｃの面同士が接触することとなり、ガイド１０４に設けられた段差１０５の位置で確実に帯電ローラ軸受１０２の退避を規制することが可能となる。

さらに前記帯電装置のガイド１０４において、バネ部材１０３の取り付け座面から前記ガイド１０４の段差１０５までの高さは、バネ部材１０３の密着高さよりも大きいため、確実に規制することができる。

本発明に係る多色画像形成装置の一例を示す断面図 本発明に係るプロセスカートリッジを示す断面図 本発明に係るプロセスカートリッジを示す斜視図 本発明に係るプロセスカートリッジを示す斜視図 本発明に係るプロセスカートリッジを示す断面図 Ａ部を示す詳細断面図（帯電ローラなし） 帯電ローラを示す正面図

符号の説明

１（1ａ、1ｂ、1ｃ、1ｄ） 感光ドラム
２（2ａ、2ｂ、2ｃ、2ｄ） 帯電装置
３（3ａ、3ｂ、3ｃ、3ｄ） スキャナユニット
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ） 現像装置、現像ユニット
５ 静電転写手段
６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ） クリーニング装置
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ） プロセスカートリッジ
９ ポリゴンミラー
１０ 結像レンズ
１１ 静電転写ベルト
１２ 転写ローラ
１３ 駆動ローラ
１４a、１４b 従動ローラ
１５ テンションローラ
１６ 給紙部
１７ 給紙カセット
１８ 給紙ローラ
１９ レジストローラ
２０ 定着部
２１a 加熱ローラ
２１b 加圧ローラ
２２ 静電吸着ローラ
２３ 排紙ローラ
２４ 排紙部
３１ 軸受部材
４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ） 現像スリーブ
４２ トナー送り機構
４３ トナー供給ローラ
４４ 現像ブレード
４５a、４５b 現像枠体
４６ 現像容器ユニット
４７，４８ 結合穴
４９ ピン
５０ クリーナユニット
５１ クリーニング枠体
５２，５３ 支持穴
５４ 加圧バネ
５５ 廃トナー室
６０ クリーニングブレード
８０ 可撓性シート部材
１００ 画像形成装置本体
１０１ 前扉
１０２（１０２ａ） 帯電ローラ軸受
１０４（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ） ガイド

Claims (4)

1. 少なくとも感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、
   前記帯電ローラの両端には、帯電ローラの軸を支持する帯電ローラ軸受と、
   前記帯電ローラ軸受の移動方向をガイドする、帯電装置枠体に設けられた一対のガイドと、
   前記帯電ローラを前記感光体ドラムに接触させるためのバネ部材とを有する帯電装置において、
   前記ガイドは前記帯電ローラ軸受の進退方向に対して、前記帯電ローラが退避することを規制する規制部があることを特徴とする帯電装置。
2. 請求項１記載の規制部は、
   帯電ローラ軸受の摺動する一対の摺動面の幅をD１、
   帯電ローラ軸受が摺動する一対のガイドの面の幅をD２
   帯電ローラ軸受が摺動できない一対のガイドの面の幅をD３としたときに
   Ｄ２≧Ｄ１＞Ｄ３
   となるような段差を一対の両ガイドに有し、
   上記ガイドの段差は帯電ローラ軸受が摺動する摺動面に対して垂直であることを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
3. 上記帯電装置のガイドにおいて、
   バネ部材の取り付け座面から上記ガイドの段差までの高さは、バネ部材の密着高さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
4. 少なくとも感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、
   前記帯電ローラの軸を支持する帯電ローラ軸受と、
   前記帯電ローラ軸受の移動方向をガイドする、帯電装置枠体に設けられた一対のガイドと、
   前記帯電ローラを前記感光体ドラムに接触させるためのバネ部材とを有する帯電装置と、
   ドラムに形成された潜像を現像する現像ユニットを有するプロセスカートリッジにおいて、
   前記ガイドは前記帯電ローラ軸受の進退方向に対して、前記帯電ローラが退避することを規制する規制部があることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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