JP2007316631A - 感光体ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成で、ドラム本体の定速回転を確実に維持し、画像ズレを確実に防止することができる感光体ユニット、およびその感光体ユニットが装備される画像形成装置を提供すること。
【解決手段】ドラム本体40の制動フランジ55に制動側傾斜面57を設け、加圧ディスク70に付勢側傾斜面74を設ける。コイルスプリング83の付勢力によって、付勢側傾斜面74は制動側傾斜面57に面接触され、制動側傾斜面57が付勢側傾斜面74に対して摺接することで制動フランジ55の回転に摩擦力が発生する。制動側傾斜面57および付勢側傾斜面74は、ドラム軸41に沿って次第に縮径される傾斜面であるので、これらがドラム軸41に直交する場合に比べて接触面積が広くなり、上述した摩擦力を相対的に増大させることができ、ドラム本体40の定速回転を維持することができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置、およびその画像形成装置に装備される感光体ユニットに関する。
レーザプリンタなどの画像形成装置に装備される感光体ユニットにおいて、露光装置からのレーザを受光して静電潜像が形成される感光体ドラムのドラム本体には、その軸方向端部に配置されている歯車等の駆動力伝達機構を介して、画像形成装置本体からの駆動力が伝達される。また、ドラム本体にトナーを供給するための現像ローラは、ドラム本体に圧接されるように配置されており、その軸方向端部に配置される駆動力伝達機構を介して、画像形成装置本体からの駆動力が伝達される。そして、駆動力が伝達されてドラム本体および現像ローラが回転することにより、ドラム本体の静電潜像にトナーが供給され、ドラム本体にトナー像が形成される。トナー像は、その後、用紙に転写される。
このような画像形成装置において、ドラム本体に対してトナーを円滑に供給するために、一般的に、現像ローラの回転速度はドラム本体の回転速度よりも高く設定されている。そのため、ドラム本体には、その回転速度差に相当する回転トルクが作用され、ドラム本体の回転速度が上昇するという不具合が生じる。また、上述した駆動力伝達機構に歯車を適用する場合には、歯車のバックラッシがドラム本体の回転速度に変化を与えるという不具合も生じる。
これらの不具合により、ドラム本体の、レーザの受光のタイミングやドラム本体から用紙へのトナー像の転写のタイミングにズレが生じ、画像形成時において、いわゆるドラム本体の回転方向における画像ズレが生じる。
そのため、ドラム本体の回転速度の変化を抑制してドラム本体の定速回転を維持するための構造が提案されている。
ドラム本体の定速回転維持構造として、たとえば、画像形成装置の内部のフレーム、感光体、およびダンピング機構を備えるものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。感光体は、その回転軸を媒介としてフレームに回転可能に連結される。そして、ダンピング機構には、感光体の回転軸に貫通され、感光体の端部のフランジに対向する面に摩擦パッドが付着された加圧部材と、感光体の回転軸に貫通され、加圧部材を感光体のフランジに向かって付勢するコイルバネとが備えられている。これにより、感光体の端部のフランジに摩擦パッドが弾性加圧されることで、感光体の回転に摩擦力が与えられ、上述した速度変化の抑制が図られる。
また、特許文献1では、感光体のフランジに設けられた第1環状突出部と第2環状突出部との間に形成された凹溝部に、感光体の回転軸に貫通されるコアと、コアの外周部から延設される1対のウィングとを備えるダンパを載置し、感光体の回転時にダンパのウィングと感光体の第1環状突出部の内側面とが接触することによって、感光体の回転に摩擦力を与える定速回転維持構造が提案されている。
特開2005−208654号公報
しかし、特許文献1に記載の前者の定速回転維持構造では、コイルバネが加圧部材をフランジに向けて感光体の軸方向に沿って付勢しており、加圧部材の摩擦パッドとフランジとの接触面は、コイルバネの付勢方向(感光体の軸方向)に対して直交しているので、フランジと加圧部材との接触面積を確保するには限界がある。これに伴い、感光体の回転に与えられる摩擦力の大きさにも限界が生じる。
また、特許文献1に記載の後者の定速回転維持構造では、ダンパとフランジとの共回りを防ぐための回転防止手段として、ダンパにはストッパを形成し、フレームにはストッパを収容するためのストッパ収容溝を形成する必要があり、構造が複雑になる。
そして、特許文献1に記載されるものを含め、従来の定速回転維持構造では、その定速回転維持の効果が、感光体を1つ有するモノクロレーザプリンタにおいては認められるものの、感光体を複数有するカラーレーザプリンタにおいては、各感光体間において僅かでも定速回転が維持されない場合には、用紙に対する転写タイミングのズレに起因する画像ズレが生じるため、十分に対応できないおそれがある。
また、フレームに対して回転軸を回転不能に設け、その回転軸に対して感光体が回転可能に設けられる画像形成装置にあっては、感光体は回転軸に対して摺動するので、感光体と回転軸との間には径方向に僅かな隙間(たとえば直径差で50μm)が回転軸の周上で均一に確保されている。そのため、定速回転維持構造で発生される摩擦力が、感光体の回転に対して、その回転方向に均一に作用されないと、感光体と回転軸との間の隙間が回転軸の周上で不均一になって感光体の回転に偏心が生じる。感光体の回転に偏心が生じると、感光体の、回転軸に対する径方向の変化に起因する画像ズレを併発する。
そこで、本発明の目的は、簡易な構成で、ドラム本体の定速回転を確実に維持し、画像ズレを確実に防止することができる感光体ユニット、およびその感光体ユニットが装備される画像形成装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、感光体ユニットであって、側壁と、前記側壁に対して回転可能に設けられ、静電潜像が形成されるドラム本体と、前記ドラム本体の軸方向一端部に設けられ、前記ドラム本体の軸線を中心として前記軸方向に沿って次第に拡径または縮径される制動側傾斜面を備える制動部材と、前記制動側傾斜面に面接触する付勢側傾斜面を備え、前記付勢側傾斜面が前記制動側傾斜面に対して面接触するように、前記制動部材を付勢する付勢部材とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、制動部材は、付勢側傾斜面が制動傾斜面に対して面接触するように付勢部材に付勢されているので、ドラム本体とともに制動部材が回転するときには、制動側傾斜面が付勢側傾斜面に対して摺接する。そのため、制動部材の回転に摩擦力が与えられ、ドラム本体の定速回転を維持することができる。
さらに、制動側傾斜面および付勢側傾斜面は、ドラム本体の軸方向に沿って傾斜する傾斜面となるので、制動側傾斜面と付勢側傾斜面との接触面積は、これらの傾斜面がドラム本体の軸線に直交する場合の接触面積に比べて広くなり、上述した摩擦力を相対的に増大させることができる。また、制動側傾斜面および付勢側傾斜面は、ともに傾斜面であるので、これらの傾斜面がドラム本体の軸線に直交する場合に比べて、これらの傾斜面の、ドラム本体の軸線と直交する方向における相対位置のずれを防止することができ、付勢側傾斜面を制動側傾斜面に対して安定して面接触させることができる。
また、特筆すべき点として上記のように面接触部分が傾斜していることにより、付勢部材の制動部材に対する付勢力は、制動側傾斜面と付勢側傾斜面との面接触部分において、ドラム本体の軸方向と径方向とに分力として作用される。それらの分力のうち、特に径方向における分力は、ドラム本体が軸方向へ移動することを規制するように働くうえ、上述した面接触部分の全周に均一に作用されるので、上述した摩擦力を、制動部材の回転に対して、その回転方向に沿って均一に与えることができる。その結果、面接触部分がドラム本体の軸と直交する場合に比べてドラム本体の偏心回転を軽減し、ドラム本体の回転時に遠心力によってドラム本体が回転中心からずれることによってドラム本体の微振動が発生することを抑制することができる。
従って、簡易な構成で、ドラム本体の定速回転を確実に維持し、画像ズレを確実に防止することができる。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記制動側傾斜面および前記付勢側傾斜面は、前記付勢部材が前記制動部材を付勢する方向に向かって縮径していることを特徴としている。
このような構成によると、付勢部材の付勢力を、制動側傾斜面と付勢側傾斜面との面接触に対して効率的に作用させることができる。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記制動側傾斜面および前記付勢側傾斜面は、前記付勢部材が前記制動部材を付勢する方向に向かって拡径していることを特徴としている。
このような構成によると、付勢部材の付勢力を、制動側傾斜面と付勢側傾斜面との面接触に対して効率的に作用させることができる。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の発明において、前記制動側傾斜面および前記付勢側傾斜面の少なくともいずれか一方には、前記制動側傾斜面と前記付勢側傾斜面との間に介在されて前記制動部材の回転に摩擦力を与える摩擦部材が設けられていることを特徴としている。
このような構成によると、摩擦部材を制動側傾斜面および付勢側傾斜面の少なくともいずれか一方に設けることで、付勢側傾斜面に対する制動側傾斜面の摺接により発生する摩擦力よりも大きい摩擦力を制動部材の回転に与えることができ、ドラム本体の定速回転を一層確実に維持することができる。
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記摩擦部材は、前記制動側傾斜面または前記付勢側傾斜面の少なくとも一部に設けられていることを特徴としている。
このような構成によると、摩擦部材を制動側傾斜面または付勢側傾斜面の少なくとも一部に設けることで、適切な大きさの摩擦力を制動部材の回転に与えることができ、余分な摩擦部材を省くことができる。そのため、製造コストの低下を図ることができる。
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記摩擦部材は、前記制動側傾斜面または前記付勢側傾斜面の、前記ドラム本体の軸線を中心とする周方向における全てに亘って設けられていることを特徴としている。
このような構成によると、摩擦部材を、制動側傾斜面または付勢側傾斜面の、ドラム本体の軸線を中心とする周方向における全てに亘って設けることで、制動部材の回転に摩擦力を確実に与えることができる。
また、請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記摩擦部材は、前記制動側傾斜面または前記付勢側傾斜面の、前記ドラム本体の軸線を中心とする周方向における1箇所に設けられていることを特徴としている。
このような構成によると、摩擦部材を、制動側傾斜面または付勢側傾斜面の、ドラム本体の軸線を中心とする周方向における1箇所に設けることで、制動側傾斜面と付勢側傾斜面との面接触部分を、周方向において1箇所のみとすることができる。そのため、周方向における1箇所のみにおいて、上述した径方向への付勢力によってドラム本体を径方向へ押し付けることができるので、たとえば、この1箇所をドラム本体と転写媒体等との接触位置に設定すると、この1箇所に付勢部材の付勢力を集中させて、ドラム本体を転写媒体等に確実に押し付けることができる。また、周方向において摩擦部材の位置を変えることで、ドラム本体が押し付けられる方向を任意に設定することができる。
また、請求項8に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記摩擦部材は、前記制動側傾斜面または前記付勢側傾斜面の、前記ドラム本体の軸線を中心とする周方向における複数箇所に等間隔で設けられていることを特徴としている。
このような構成によると、摩擦部材を、制動側傾斜面または付勢側傾斜面の、ドラム本体の軸線を中心とする周方向における複数箇所に等間隔で設けることで、適切な大きさの摩擦力を、制動部材の回転に対して、その回転方向に沿って均一に与えることができる。そのため、製造コストの低下を図りつつ、ドラム本体の定速回転を確実に維持することができる。
また、請求項9に記載の発明は、請求項4ないし8のいずれかに記載の発明において、前記摩擦部材は、柔軟性を有することを特徴としている。
このような構成によると、制動側傾斜面と付勢側傾斜面とが面接触する部分に凹凸があったとしても、摩擦部材は、その柔軟性によって凹凸に追従することができる。そのため、摩擦力を制動部材の回転に確実に与えることができ、ドラム本体の定速回転を確実に維持することができる。また、これにより、制動側傾斜面および付勢側傾斜面の凹凸、つまり製造誤差を許容することができ、製造コストの低下を図ることができる。
また、請求項10に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の発明において、前記制動側傾斜面および前記付勢側傾斜面の少なくとも一部には、前記制動部材の回転に摩擦力に与える粗面が形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、制動側傾斜面および付勢側傾斜面の少なくとも一部に粗面を形成することで、付勢側傾斜面に対する制動側傾斜面の摺接により発生する摩擦力よりも大きい摩擦力を制動部材の回転に与えることができ、ドラム本体の定速回転を一層確実に維持することができる。
また、請求項11に記載の発明は、請求項1ないし10のいずれかに記載の発明において、前記ドラム本体の軸方向他端部に設けられ、前記ドラム本体の軸線を中心として前記軸方向に沿って次第に拡径または縮径される駆動側傾斜面を備え、前記ドラム本体および前記制動部材を回転させるための駆動力が伝達される駆動部材と、前記付勢部材が前記制動部材を付勢すると前記駆動側傾斜面に面接触される位置決め側傾斜面を備える位置決め部材とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、付勢部材が制動部材を付勢すると位置決め側傾斜面が駆動側傾斜面に面接触されるので、ドラム本体とともに駆動部材が回転するときには、駆動側傾斜面が位置決め側傾斜面に対して摺接する。そのため、駆動部材の回転に摩擦力が与えられ、ドラム本体の定速回転を維持することができる。
さらに、駆動側傾斜面および位置決め側傾斜面は、ドラム本体の軸方向に沿って傾斜する傾斜面となるので、駆動側傾斜面と位置決め側傾斜面との接触面積は、これらの傾斜面がドラム本体の軸線に直交する場合の接触面積に比べて広くなり、上述した摩擦力を相対的に増大させることができる。
また、付勢部材が制動部材を付勢して駆動側傾斜面が位置決め側傾斜面に面接触することによって、付勢部材の付勢力に対する位置決め部材からの反力が駆動部材に作用される。この反力は、駆動側傾斜面と位置決め側傾斜面との面接触部分において、ドラム本体の軸方向と径方向とに分力として作用される。径方向における分力は、上述した面接触部分の全周に均一に作用されるので、上述した摩擦力を、駆動部材の回転に対して、その回転方向に沿って均一に与えることができる。その結果、ドラム本体の偏心回転を軽減することができる。
従って、簡易な構成で、ドラム本体の定速回転を確実に維持し、画像ズレを確実に防止することができる。
また、反力の軸方向における分力と、上述した制動側傾斜面と付勢側傾斜面との面接触部分において作用される付勢力の軸方向における分力とは相殺される。そして、付勢力の径方向における分力は、制動部材に対して、制動側傾斜面と付勢側傾斜面との面接触部分の全周に均一に作用され、反力の径方向における分力は、駆動部材に対して、駆動側傾斜面と位置決め側傾斜面との面接触部分の全周に均一に作用されるので、制動部材および駆動部材は径方向に位置決めされる。そのため、ドラム本体の、軸方向および径方向における位置決めを同時に行うことができる。
また、請求項12に記載の発明は、請求項1ないし11のいずれかに記載の発明において、前記付勢部材は、付勢力を発生するばねと、前記付勢側傾斜面が形成され、前記ばねに押圧されることで前記付勢側傾斜面を前記制動側傾斜面に面接触させる加圧部材とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、ばねおよび加圧部材で付勢部材を簡易に構成することができる。
また、請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の発明において、前記加圧部材は、前記ばねに押圧される部分において、前記ばねを収容できるように前記ばねの押圧方向下流側へ窪んでいることを特徴としている。
このような構成によると、加圧部材にばねが収容されることで、スペースの有効利用を図ることができる。そのため、画像形成装置の小型化を図ることができる。
また、請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の発明において、前記加圧部材の、前記ドラム本体の軸線を中心とする径方向の厚さは、前記ばねの押圧方向下流側に対して上流側が薄いことを特徴としている。
このような構成によると、加圧部材の、ドラム本体の軸線を中心とする径方向の厚さは、ばねの押圧方向下流側に対して上流側が薄いので、この薄い部分には柔軟性を付与することができる。これにより、制動側傾斜面の、付勢側傾斜面と面接触する部分に凹凸があったとしても、加圧部材の、上述した薄い部分は、その柔軟性によって、凹凸に追従することができる。そのため、制動側傾斜面が付勢側傾斜面に摺接して摩擦力を制動部材の回転に確実に与えることができ、ドラム本体の定速回転を確実に維持することができる。また、これにより、制動側傾斜面の凹凸、つまり製造誤差を許容することができ、製造コストの低下を図ることができる。
また、請求項15に記載の発明は、請求項1ないし14のいずれかに記載の発明において、画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴としている。
このような構成によると、感光体ユニットは、画像形成装置本体に着脱可能であるので、操作性の向上を図ることができる。
また、請求項16に記載の発明は、請求項15に記載の発明において、前記ドラム本体に現像剤を供給して前記静電潜像を現像することで現像剤像を形成する現像手段を備えていることを特徴としている。
このような構成によると、感光体ユニットは、画像形成装置本体に対して現像手段とともに着脱可能であるので、操作性の更なる向上を図ることができる。
また、請求項17に記載の発明は、請求項1ないし14のいずれかに記載の発明において、前記ドラム本体の軸方向と直交する方向に前記ドラム本体、前記制動部材および前記付勢部材を複数備え、複数の前記ドラム本体、前記制動部材および前記付勢部材が一体的に、画像形成装置本体に対してスライド自在に着脱されることを特徴としている。
このような構成によると、感光体ユニットにおいて、複数のドラム本体、前記制動部材および前記付勢部材が一体的に、画像形成装置本体に対してスライド自在に着脱されるので、操作性の向上を図ることができる。
また、請求項18に記載の発明は、請求項17に記載の発明において、前記ドラム本体に現像剤を供給して前記静電潜像を現像することで現像剤像を形成する現像手段を、各前記ドラム本体に対応して複数備えていることを特徴としている。
このような構成によると、感光体ユニットにおいて、複数のドラム本体、前記制動部材および前記付勢部材が一体的に、画像形成装置本体に対して、対応する現像手段とともにスライド自在に着脱されるので、操作性の更なる向上を図ることができる。
また、請求項19に記載の発明は、画像形成装置であって、前記画像形成装置本体と、請求項16に記載の感光体ユニットと、前記ドラム本体に担持され、前記現像手段によって現像された前記現像剤像を転写媒体に転写する転写手段と、前記転写媒体に転写された前記現像剤像を前記転写媒体に定着させるための定着手段とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、この画像形成装置では画像形成における画像ズレを確実に防止することができる。
また、請求項20に記載の発明は、画像形成装置であって、前記画像形成装置本体と、請求項18に記載の感光体ユニットと、前記ドラム本体に担持され、前記現像手段によって現像された前記現像剤像を転写媒体に転写する転写手段と、前記転写媒体に転写された前記現像剤像を前記転写媒体に定着させるための定着手段とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、この画像形成装置では複数色での画像形成が可能となる。そして、複数色での画像形成における画像ズレを確実に防止することができる。
請求項1に記載の発明によれば、簡易な構成で、ドラム本体の定速回転を確実に維持し、画像ズレを確実に防止することができる。
請求項2に記載の発明によれば、付勢部材の付勢力を、制動側傾斜面と付勢側傾斜面との面接触に対して効率的に作用させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、付勢部材の付勢力を、制動側傾斜面と付勢側傾斜面との面接触に対して効率的に作用させることができる。
請求項4に記載の発明によれば、ドラム本体の定速回転を一層確実に維持することができる。
請求項5に記載の発明によれば、製造コストの低下を図ることができる。
請求項6に記載の発明によれば、制動部材の回転に摩擦力を確実に与えることができる。
請求項7に記載の発明によれば、ドラム本体を転写媒体等に確実に押し付けることができる。また、ドラム本体が押し付けられる方向を任意に設定することができる。
請求項8に記載の発明によれば、製造コストの低下を図りつつ、ドラム本体の定速回転を確実に維持することができる。
請求項9に記載の発明によれば、ドラム本体の定速回転を確実に維持することができる。また、製造コストの低下を図ることができる。
請求項10に記載の発明によれば、ドラム本体の定速回転を一層確実に維持することができる。
請求項11に記載の発明によれば、簡易な構成で、ドラム本体の定速回転を確実に維持し、画像ズレを確実に防止することができる。また、ドラム本体の、軸方向および径方向における位置決めを同時に行うことができる。
請求項12に記載の発明によれば、ばねおよび加圧部材で付勢部材を簡易に構成することができる。
請求項13に記載の発明によれば、画像形成装置の小型化を図ることができる。
請求項14に記載の発明によれば、ドラム本体の定速回転を確実に維持することができる。また、製造コストの低下を図ることができる。
請求項15に記載の発明によれば、操作性の向上を図ることができる。
請求項16に記載の発明によれば、操作性の更なる向上を図ることができる。
請求項17に記載の発明によれば、操作性の向上を図ることができる。
請求項18に記載の発明によれば、操作性の更なる向上を図ることができる。
請求項19に記載の発明によれば、画像形成における画像ズレを確実に防止することができる。
請求項20に記載の発明によれば、複数色での画像形成が可能となる。そして、複数色での画像形成における画像ズレを確実に防止することができる。
1.カラーレーザプリンタの全体構成
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1は、図1に示すように、感光体ユニットとしての複数のプロセス部15が水平方向において並列的に配置される、横並びタイプのタンデム型のカラーレーザプリンタであって、画像形成装置本体としてのボックス形状の本体ケーシング2内に、転写媒体としての用紙3を給紙するための給紙部4と、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5と、画像が形成された用紙3を排紙するための排紙部6とを備えている。
(1)本体ケーシング
本体ケーシング2の上面には、画像が形成された用紙3を受けるための排紙トレイ7が形成されている。また、本体ケーシング2の上面において、排紙トレイ7の一方側には、操作キーやLED表示部を備える操作パネル(図示せず)が埋設されている。そして、本体ケーシング2において、その操作パネル側の側壁には、その上下方向中央部から上方にかけての部分に、本体ケーシング2の内外を連通する前面開口8が形成されている。前面開口8には、その前面開口8を開閉するためのフロントカバー9が設けられている。このフロントカバー9は、その下端部に挿通されたカバー軸(図示せず)に回動自在に支持されている。フロントカバー9を、カバー軸を中心として閉じると、フロントカバー9によって前面開口8が閉鎖され、フロントカバー9を、カバー軸を支点として開くと(傾倒させると)、前面開口8が開放される。
なお、以下の説明において、フロントカバー9が設けられる側をこのカラーレーザプリンタ1の「前側」とし、その反対側を「後側」とする。また、図1の紙厚方向手前側を「左側」とし、奥側を「右側」とする。なお、左右方向を幅方向と呼ぶことがある。
(2)給紙部
給紙部4は、本体ケーシング2内の底部に設けられる用紙カセット10と、その用紙カセット10の前側上方に設けられる給紙ローラ11と、給紙ローラ11の前側上方に設けられる給紙パス12と、給紙パス12の下流側端部に設けられる1対のレジストローラ13とを備えている。
用紙カセット10内には、用紙3がスタックされており、その最上位にある用紙3は、給紙ローラ11の回転によって給紙パス12に送り出される。そして、給紙パス12に送り出された用紙3は、給紙パス12において搬送される過程で、その搬送方向が前後反転され、レジストローラ13によるレジスト後に、後述する感光体ドラム20と搬送ベルト29との間の転写位置に搬送される。
(3)画像形成部
画像形成部5は、スキャナユニット14、プロセス部15、転写手段としての転写部16、および定着手段としての定着部17を備えている。
<スキャナユニット>
スキャナユニット14は、本体ケーシング2内の上部において、後述する複数のプロセス部15の上方にわたって配置されている。このスキャナユニット14は、本体ケーシング2に固定されたスキャナフレーム18と、スキャナフレーム18に固定されるスキャナケーシング19とを備えている。スキャナケーシング19内には、4つの光源、ポリゴンミラー、fθレンズ、反射鏡、面倒れ補正レンズなどの光学部材が配置されており、各光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、ポリゴンミラーで偏向および走査されて、fθレンズおよび面倒れ補正レンズを通過し、また、反射鏡で反射された後、図示矢印に示すように、プロセス部15の後述する各色の感光体ドラム20の表面上に高速走査にて照射される。
<プロセス部>
プロセス部15は、複数色のトナーに対応して複数設けられている。すなわち、プロセス部15は、イエロープロセス部15Y、マゼンタプロセス部15M、シアンプロセス部15Cおよびブラックプロセス部15Kの4つからなる。これらの4つのプロセス部15は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて並列配置されている。また、4つのプロセス部15は、上面が開口されたボックス状のプロセスフレーム35内に収容されており、本体ケーシング2の前面開口8を開放してプロセスフレーム35を前後方向に移動させることで、本体ケーシング2に対して一体的にスライド自在に着脱される。
各プロセス部15は、感光体ドラム20、スコロトロン型帯電器21および現像手段としての現像カートリッジ22を備えている。
図2は、図1から1つのプロセス部を抜き出して示したものである。
図2に示すように、感光体ドラム20は、中空円筒状に形成され、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体40と、このドラム本体40の軸中心において、ドラム本体40の軸方向に沿って延びるドラム軸41とを備えている。ドラム軸41は、プロセスフレーム35の幅方向における両側壁42に回転不能に支持されており、ドラム本体40は、ドラム軸41に対して回転可能に設けられている。そして、後述する本体ケーシング2の駆動モータ(図示せず)の駆動力が伝達されることによって、ドラム本体40は、時計回りの方向に回転駆動される。
スコロトロン型帯電器21は、ワイヤ43およびグリッド44を備え、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させる正帯電型のスコロトロン型帯電器であり、感光体ドラム20の後方において、感光体ドラム20と接触しないように間隔を隔てて対向配置されている。
現像カートリッジ22は、感光体ドラム20の前側上方に配置されており、筐体23と、その筐体23内に配置される現像ローラ24、供給ローラ25および層厚規制部材51とを備えている。
筐体23は、後側下端部が開放されたボックス状に形成されている。筐体23内の上部はトナー収容室26とされており、このトナー収容室26には、各色のトナーが収容されている。すなわち、図1に示すように、イエロープロセス部15Yの現像カートリッジ22(以下、「イエロー現像カートリッジ22Y」という。)のトナー収容室26内には、イエローの色を有する正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが収容されている。同様に、マゼンタプロセス部15Mの現像カートリッジ22Mのトナー収容室26内には、マゼンタの色のトナーが収容されており、シアンプロセス部15Cの現像カートリッジ22Cのトナー収容室26内には、シアンの色を有するトナーが収容されており、ブラックプロセス部15Kの現像カートリッジ22Kのトナー収容室26内には、ブラックの色を有するトナーが収容されている。
図2に示すように、トナー収容室26内には、このトナー収容室26内のトナーを撹拌するためのアジテータ49が設けられている。アジテータ49は、トナー収容室26の中心部において幅方向に延びるアジテータ軸50によって回転自在に支持されており、このアジテータ軸50を支点としてアジテータ49が回転されることによって、トナー収容室26内のトナーは、撹拌されて下方へ放出される。
現像ローラ24は、感光体ドラム20に対して斜め前側上方から対向し、感光体ドラム20と圧接されている。この現像ローラ24は、金属製のローラ軸45に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分46が被覆されている。また、このローラ軸45は、筐体23の幅方向両側壁に回転可能に支持されており、画像形成時には、現像バイアスが印加される。
供給ローラ25は、現像ローラ24に対して斜め前側上方から対向し、現像ローラ24と圧接されている。この供給ローラ25は、金属製のローラ軸47に、導電性のスポンジ部材からなるローラ部分48が被覆されている。また、このローラ軸47は、筐体23の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。
層厚規制部材51は、基端部が筐体23に支持され、金属製の板ばね材からなるブレード本体52と、ブレード本体52の遊端部に設けられる絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部53とを備えている。層厚規制部材51では、供給ローラ25の後側において押圧部53がブレード本体52の弾性力によって現像ローラ24の表面に圧接されている。
画像形成時において、各プロセス部15のトナー収容室26に収容されているトナーは、上述したように、アジテータ49に攪拌されて下方へ放出され、供給ローラ25に供給される。そして、このトナーは、供給ローラ25の回転により現像ローラ24に供給される。このとき、このトナーは、供給ローラ25と、現像バイアスが印加されている現像ローラ24との間で正に摩擦帯電され、現像ローラ24の回転に伴って層厚規制部材51の押圧部53と現像ローラ24のローラ部分46との間に進入し、一定厚さの薄層となって現像ローラ24のローラ部分46上に担持される。
一方、スコロトロン型帯電器21は、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させて、感光体ドラム20のドラム本体40の表面を一様に正帯電させている。ドラム本体40の表面は、その回転に伴って、スコロトロン型帯電器21により一様に正帯電された後、スキャナユニット14(図1参照)の出射窓(図示せず)から出射されたレーザ光の高速走査により露光され、用紙3に形成すべき画像に対応した各色の静電潜像が形成される。
さらにドラム本体40が回転すると、次いで、現像ローラ24の表面に担持されかつ正帯電されているトナーが、現像ローラ24の回転により、感光体ドラム20に対向して接触するときに、ドラム本体40の表面に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されているドラム本体40の表面のうち、レーザ光によって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、ドラム本体40の静電潜像は、可視像化され、ドラム本体40の表面には、各色に対応して、反転現像によるトナー像が担持される。なお、ドラム本体40に対してトナーを円滑に供給するために、現像ローラ24の回転速度はドラム本体40の回転速度よりも高く設定されている。
<転写部>
図1に示すように、転写部16は、本体ケーシング2内において、用紙カセット10の上方であって、プロセス部15の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写部16は、駆動ローラ27、従動ローラ28、搬送ベルト29および転写ローラ30を備えている。
駆動ローラ27は、ブラックプロセス部15Kの感光体ドラム20よりも斜め後側下方に配置されている。この駆動ローラ27は、画像形成時において、感光体ドラム20の回転方向と逆方向(図中反時計回り)に回転駆動される。
従動ローラ28は、イエロープロセス部15Yの感光体ドラム20よりも斜め前側下方であって、駆動ローラ27と前後方向において対向するように配置されている。この従動ローラ28は、駆動ローラ27の回転駆動時に、駆動ローラ27の回転方向と同方向(図中反時計回り)に従動回転する。
搬送ベルト29は、エンドレスベルトからなり、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂によって形成されている。この搬送ベルト29は、駆動ローラ27と従動ローラ28との間に巻回されており、その巻回されている外側の接触面が、各プロセス部15の感光体ドラム20のすべてと対向接触するように、配置されている。
そして、駆動ローラ27の駆動によって従動ローラ28が従動され、搬送ベルト29は、これら駆動ローラ27と従動ローラ28との間を図中反時計回りに周回走行する。
転写ローラ30は、駆動ローラ27と従動ローラ28との間に巻回されている搬送ベルト29内において、各プロセス部15の感光体ドラム20に対して、その感光体ドラム20との間で搬送ベルト29を挟むように対向配置されている。各転写ローラ30は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分が被覆されている。そして、転写ローラ30のローラ軸は、幅方向に沿って延び、回転自在に支持されており、転写時には転写バイアスが印加される。各転写ローラ30は、搬送ベルト29と対向接触する接触面において、搬送ベルト29の周回移動方向と同方向(図中反時計回り)に回転する。
そして、給紙部4から給紙された用紙3は、駆動ローラ27の駆動および従動ローラ28の従動により周回走行する搬送ベルト29によって、前方から後方に向かって、搬送ベルト29と各プロセス部15の感光体ドラム20との接触位置(転写位置)を、順次通過するように搬送される。そして、その搬送中に、各プロセス部15の感光体ドラム20のドラム本体40(図2参照)に担持されている各色に対応したトナー像が順次転写され、これによって、用紙3にカラー画像が形成される。
すなわち、たとえば、イエロープロセス部15Yの感光体ドラム20の表面に担持されたイエローのトナー像が、用紙3に転写されると、次いで、マゼンタプロセス部15Mの感光体ドラム20の表面に担持されたマゼンタのトナー像が、既にイエローのトナー像が転写されている用紙3に重ねて転写される。同様の動作によって、引き続き、シアンプロセス部15Cの感光体ドラム20の表面に担持されたシアンのトナー像と、ブラックプロセス部15Kの感光体ドラム20の表面に担持されたブラックのトナー像とが用紙3に重ねて転写され、これによって、用紙3にカラー画像が形成される。
<定着部>
定着部17は、転写部16の後方に配置され、加熱ローラ31および、その加熱ローラ31を加圧する加圧ローラ32を備えている。定着部17において、用紙3に転写されたカラー画像は、用紙3が加熱ローラ31と加圧ローラ32との間を通過する間に、加熱および加圧されることによって用紙3に熱定着される。
(4)排紙部
排紙部6は、排紙パス33、排紙ローラ34および上述した排紙トレイ7を備えている。カラー画像が定着された用紙3は、排紙パス33に搬送され、排紙ローラ34によって排紙トレイ7上に排紙される。
2.感光体ドラム
図3は、カラーレーザプリンタの1つのプロセス部において、感光体ドラムと感光体ドラムのドラム軸を支持するプロセスフレームとを前側から見た概略断面図である。図4は、図3における構成部品の分解斜視図であって、(a)は、ドラムギヤを前方右上側から見た斜視図、(b)は、位置決めディスクを前方右上側から見た斜視図、(c)は、駆動フランジを前方左上側から見た斜視図、(d)は、制動フランジを前方右上側から見た斜視図、(e)は、加圧ディスクを前方右上側から見た斜視図である。
以下には、感光体ドラム20について詳説する。
感光体ドラム20では、図3に示すように、また上述したように、ドラム軸41がプロセスフレーム35の両側壁42に回転不能に支持されており、ドラム本体40がドラム軸41に対して回転可能に設けられている。
<ドラム本体関連>
ドラム本体40は、その軸(幅)方向右端部には制動部材としての制動フランジ55を備え、軸方向左端部には駆動部材としての駆動フランジ56を備えている。
制動フランジ55は、ドラム本体40と同軸の中空円筒状に形成されており、その外周面には、ドラム本体40の内径とほぼ等しい外径を有する円筒状の制動側組付面60と、制動側組付面60の右側部分に配置され、ドラム本体40の外径とほぼ等しい外径を有する鍔状の制動側位置決め部59(図4(d)参照)とが一体的に形成されている。制動フランジ55の内周面には、制動フランジ55の右端縁から左側へ向かって次第に縮径する円錐状の制動側傾斜面57と、制動側傾斜面57の左端縁から制動フランジ55の左端縁まで同一孔径で連続する円筒状の制動側軸孔58とが一体的に形成されている。制動側軸孔58の孔径は、ドラム軸41の軸径よりも僅かに(たとえば50μm)大きくなるように設定されている。
制動フランジ55において、制動側位置決め部59より左側の制動側組付面60には、ドラム本体40が外嵌されている。制動フランジ55は、制動側位置決め部59がドラム本体40の右端縁に当接することでドラム本体40に対して幅方向に位置決めされ、制動側位置決め部59より左側の制動側組付面60がドラム本体40の内周面に対して圧入されることでドラム本体40に対して回転不能に嵌合されている。
駆動フランジ56は、ドラム本体40と同軸の中空円筒状に形成されており、その外周面には、ドラム本体40の内周面とほぼ等しい外径を有する円筒状の駆動側組付面62と、駆動側組付面62の幅方向略中央に位置してドラム本体40の外径とほぼ等しい外径を有する鍔状の駆動側位置決め部61とが一体的に形成されている。駆動フランジ56の内周面には、駆動フランジ56の左端縁から右側へ向かって次第に縮径する円錐状の駆動側傾斜面63と、駆動側傾斜面63の右端縁から駆動フランジ56の右端縁まで同一孔径で右側へ連続する円筒状の駆動側軸孔64とが一体的に形成されている。駆動側軸孔64の孔径は、ドラム軸41の軸径よりも僅かに(たとえば50μm)大きくなるように設定されている。また、図4(c)に示すように、駆動フランジ56の左端面には、外周面と内周面とを繋ぐように切欠かれた連結スリット65が、駆動フランジ56の左端面の周上に3つ等間隔で形成されている。
駆動フランジ56において、図3に示すように、駆動側位置決め部61より右側の駆動側組付面62には、ドラム本体40が外嵌されている。なお、駆動フランジ56は、駆動側位置決め部61がドラム本体40の左端縁に当接することでドラム本体40に対して幅方向に位置決めされ、駆動側位置決め部61より右側の駆動側組付面62がドラム本体40の内周面に対して圧入されることでドラム本体40に対して回転不能に嵌合されている。
ドラム本体40は、制動フランジ55の制動側軸孔58と駆動フランジ56の駆動側軸孔64とにドラム軸41が挿通されることで、ドラム軸41に対して摺動回転自在に支持されている。
また、駆動フランジ56において、その左端部にはドラムギヤ66が備えられている。詳しくは、図4(a)に示すように、ドラムギヤ66は、駆動フランジ56と同軸の円柱状に形成されており、その外周面にはギヤ歯が形成されている。そして、ドラムギヤ66の軸中心には、ドラム軸41の軸径より大きい孔径を有するギヤ側軸孔67がドラムギヤ66を幅方向に貫通するように形成されている。また、ドラムギヤ66には、その右端面から右側へ突出する連結突起68が、ドラムギヤ66の右端面の周上に3つ等間隔で形成されている。各連結突起68が、駆動フランジ56において対応する各連結スリット65(図4(c)参照)に嵌合されることで、図3に示すように、駆動フランジ56にドラムギヤ66が相対回転不能に連結されている。なお、ギヤ側軸孔67にドラム軸41が挿通されることで、ドラムギヤ66も、ドラム本体40と同様に、ドラム軸41に対して回転自在に支持されている。また、ドラムギヤ66は、図示されていないが、本体ケーシング2に設けられた駆動モータの駆動ギヤに噛合しており、駆動モータの駆動力がドラムギヤ66に伝達されることで、駆動フランジ56を介してドラム本体40が回転される。
<ドラム軸関連>
ドラム軸41において、その幅方向両側、詳しくは両側壁42から所定距離幅方向内側の位置には、加圧部材としての加圧ディスク70と位置決め部材としての位置決めディスク71とがそれぞれ備えられている。
加圧ディスク70は、ドラム軸41と同軸で中空の略円錐台形状に形成されており、幅方向に長手の中空円筒状の軸受部73と、軸受部73の外周面の左端部から連続し、軸受部73の外周面を径方向に覆うように右側へ次第に拡径する略円錐台形状の加圧部72とを一体的に備えている。
軸受部73の軸中心には、ドラム軸41の軸径より僅かに大きい孔径を有する加圧側軸孔75が軸受部73を幅方向に貫通するように形成されている。
加圧部72の外周面は、その左端縁から右端縁へ向けて次第に拡径されており、この円錐状の外周面を、以降では付勢側傾斜面74と定義する。なお、付勢側傾斜面74の左端縁は、軸受部73の外周面の左端縁に連続している。また、加圧部72の内周面も、その左端縁から右側へ向けて次第に拡径される円錐状に形成されており、この内周面の左端縁は軸受部73の外周面の幅方向略中央部分に連続し、内周面の右端縁は外周面(付勢側傾斜面74)の右端縁に連続している。なお、これら外周面および内周面の間の、加圧部72の径方向における肉厚は、左端部から右端部へ次第に肉薄となるように形成されている。
加圧ディスク70には、加圧ディスク70の右端面から左側へ窪む環状凹部76が形成されている。環状凹部76は、加圧部72の内周面と軸受部73の外周面との間で区画され、正断面視において左側へ先細となり、図4(e)に示すように、右側面視において環状となる空間として形成されている。
図3に示すように、加圧ディスク70は、加圧側軸孔75がドラム軸41に挿通され、ドラム軸41に対して、回転不能かつ、制動フランジ55の制動側傾斜面57よりも右側において幅方向にスライド自在に支持されている。加圧ディスク70と右側の側壁42との間には、幅方向に長手のばねとしてのコイルスプリング83が介在されている。詳しくは、コイルスプリング83には、ドラム軸41が挿通され、コイルスプリング83の略左半分部分は、加圧ディスク70の軸受部73に外嵌されることで環状凹部76内に収容され、コイルスプリング83の右端部は、右側の側壁42に当接している。これにより、加圧ディスク70は、常にはコイルスプリング83によって左側へ付勢されている。コイルスプリング83によって加圧ディスク70が左側へ付勢されることによって、加圧ディスク70の付勢側傾斜面74は、制動フランジ55の制動側傾斜面57に面接触される。なお、加圧ディスク70およびコイルスプリング83が付勢部材として機能する。
位置決めディスク71は、ドラム軸41と同軸で中空の略円錐台形状に形成される位置決め部77と、位置決め部77の左側に位置され、ドラム軸41と同軸の円柱形状に形成される軸固定部78とを一体的に備えている。
位置決め部77の外周面は、その左端縁から右端縁へ向けて次第に縮径されており、この円錐状の外周面を、以降では位置決め側傾斜面79と定義する。軸固定部78の外周面の右端縁は位置決め部77の外周面の左端縁に連続している。
位置決めディスク71には、その軸中心において、ドラム軸41の軸径より僅かに大きい孔径を有する位置決め側軸孔80が、位置決め部77および軸固定部78を幅方向に貫通するように形成されている。また、軸固定部78には、図4(b)に示すように、軸固定部78を、その外周面から位置決め側軸孔80まで径方向に貫通するねじ孔81が2つ形成されている。各ねじ孔81の内周面にはねじ溝が形成されている。
図3に示すように、位置決めディスク71では、位置決め側軸孔80にドラム軸41が挿通されている。そして、ねじ82を各ねじ孔81に螺着し、螺着された各ねじ82がドラム軸41に当接することで、位置決めディスク71は、ドラム軸41に対して、回転不能かつ、幅方向における駆動フランジ56の駆動側傾斜面63とドラムギヤ66との間に位置決めされている。
上述したように、加圧ディスク70がコイルスプリング83によって左側へ付勢されている状態において、加圧ディスク70の付勢側傾斜面74に面接触される制動側傾斜面57を備える制動フランジ55、ドラム本体40および駆動フランジ56にも、コイルスプリング83の付勢力が作用されるので、駆動フランジ56が左側へ付勢されることにより、駆動フランジ56の駆動側傾斜面63は位置決めディスク71の位置決め側傾斜面79に面接触される。
3.作用効果
このようなカラーレーザプリンタ1において、上述したように、コイルスプリング83の付勢力によって、加圧ディスク70の付勢側傾斜面74は、制動フランジ55の制動側傾斜面57に面接触され、駆動フランジ56の駆動側傾斜面63は、位置決めディスク71の位置決め側傾斜面79に面接触される。
画像形成時に現像ローラ24(図2参照)およびドラム本体40が回転されると、ドラム本体40の回転に対して、上述した現像ローラ24との回転速度差に相当する回転トルクが作用されるが、ドラム本体40とともに回転する制動フランジ55の制動側傾斜面57が、加圧ディスク70の付勢側傾斜面74に対して摺接し、ドラム本体40とともに回転する駆動フランジ56の駆動側傾斜面63が、位置決めディスク71の位置決め側傾斜面79に対して摺接する。そのため、制動フランジ55および駆動フランジ56の回転に摩擦力がそれぞれ与えられ、上述した回転トルクが打ち消される。また、これらの摩擦力によって、互いに噛合するドラムギヤ66と上述した本体ケーシング2の駆動モータ(図示せず)の駆動ギヤ(図示せず)とのバックラッシによるドラム本体40の回転速度の変化も抑制される。これにより、ドラム本体40の定速回転を維持することができる。
さらに、制動側傾斜面57および付勢側傾斜面74は、ドラム軸41に沿って傾斜する傾斜面となるので、制動側傾斜面57と付勢側傾斜面74との接触面積は、これらの傾斜面がドラム軸41に直交する場合の接触面積に比べて広くなり、上述した制動フランジ55の回転に与えられる摩擦力を相対的に増大させることができる。また、制動側傾斜面57および付勢側傾斜面74は、ともに傾斜面であるので、これらの傾斜面がドラム軸41に直交する場合に比べて、これらの傾斜面の、ドラム軸41と直交する方向(径方向)における相対位置のずれを防止することができ、付勢側傾斜面74を制動側傾斜面57に対して安定して面接触させることができる。
また、制動側傾斜面57および付勢側傾斜面74と同様に、駆動側傾斜面63および位置決め側傾斜面79も、ドラム軸41に沿って傾斜する傾斜面となるので、上述した駆動フランジ56の回転に与えられる摩擦力を相対的に増大させ、駆動側傾斜面63を位置決め側傾斜面79に対して安定して面接触させることができる。
図5(a)は、図3におけるA−A矢視図であり、図5(b)は、図3におけるB−B矢視図である。
図3に示すように、上述したコイルスプリング83の付勢力は、付勢側傾斜面74と制動側傾斜面57との面接触部分において、制動フランジ55に対して、制動側傾斜面57と直交する方向(図示実線矢印参照)に作用される。面接触部分が傾斜していることにより、この付勢力は、ドラム軸41の軸(幅)方向左側への分力(軸方向付勢力と定義する。)と、ドラム軸41の径方向外側への分力(径方向付勢力と定義する。)とに分けられる。それらの分力のうち、特に径方向付勢力は、ドラム本体40が軸方向へ移動することを規制するように働くうえ、付勢側傾斜面74と制動側傾斜面57との面接触部分の全周(図5(a)参照)に均一に作用されるので、上述した摩擦力を、制動フランジ55の回転に対して、その回転方向に沿って均一に与えることができる。その結果、面接触部分がドラム軸41と直交する場合に比べてドラム本体40の偏心回転を軽減し、ドラム本体40の回転時に遠心力によってドラム本体40が回転中心からずれることによってドラム本体40の微振動が発生することを抑制することができる。
また、コイルスプリング83の付勢力によって駆動側傾斜面63が位置決め側傾斜面79に面接触されると、この付勢力に対する位置決めディスク71からの反力が駆動フランジ56に作用される。この反力は、位置決め側傾斜面79と駆動側傾斜面63との面接触部分において、駆動フランジ56に対して、駆動側傾斜面63と直交する方向(図示破線矢印参照)に作用される。この反力は、ドラム軸41の軸(幅)方向右側への分力(軸方向反力と定義する。)と、ドラム軸41の径方向外側への分力(径方向反力と定義する。)とに分けられる。径方向反力は、位置決め側傾斜面79と駆動側傾斜面63との面接触部分の全周(図5(b)参照)に均一に作用されるので、上述した摩擦力を、駆動フランジ56の回転に対して、その回転方向に沿って均一に与えることができる。その結果、ドラム本体40の偏心回転を軽減することができる。
従って、簡易な構成で、ドラム本体40の定速回転を確実に維持し、画像ズレを確実に防止することができる。
また、上述したように、軸方向付勢力は左側へ作用し、軸方向反力は右側へ作用するので、軸方向付勢力と軸方向反力とは相殺される。そして、上述したように、径方向付勢力は、制動フランジ55に対して、付勢側傾斜面74と制動側傾斜面57との面接触部分の全周に均一に作用され、径方向反力は、駆動フランジ56に対して、位置決め側傾斜面79と駆動側傾斜面63との面接触部分の全周に均一に作用されるので、制動フランジ55および駆動フランジ56は径方向に位置決めされる。そのため、ドラム本体40の、ドラム軸41の軸方向および径方向における位置決めを同時に行うことができる。
また、上述した付勢力を発生させるための付勢部材を、コイルスプリング83および加圧ディスク70で簡易に構成することができる。また、加圧ディスク70の、コイルスプリング83に押圧される右端面は、その押圧方向下流側(左側)へ窪んでおり、その窪んだ部分である環状凹部76内にコイルスプリング83の略左側半分部分が収容されることで、スペースの有効利用を図ることができる。そのため、カラーレーザプリンタ1の小型化を図ることができる。
そして、このような構成の感光体ドラム20を備える複数のプロセス部15は、本体ケーシング2に対して一体的にスライド自在に着脱されるので、操作性の向上を図ることができ、また、プロセス部15の着脱に伴って、対応する現像カートリッジ22も一緒に着脱されるので、操作性の更なる向上を図ることができる。
そして、このような複数のプロセス部15を備えるカラーレーザプリンタ1では、画像形成における画像ズレを確実に防止しつつ、複数色での画像形成が可能となる。
4.変形例
(1)変形例1
図6は、図3において、制動側傾斜面および付勢側傾斜面を右側から左側へ向けて拡径するように形成したものである。
図3に示すように、制動側傾斜面57および付勢側傾斜面74は、右側から左側へ向けて、つまりコイルスプリング83の付勢方向に向かって縮径するように形成されていたが、図6に示すように、右側から左側へ向けて拡径するように形成してもよい。詳しくは、制動フランジ55において、制動側傾斜面57は、制動フランジ55の内周面ではなく、制動側組付面60で形成され、制動側組付面60の、制動側位置決め部59よりも右側の部分を右側へ向けて次第に縮径することによって形成されている。また、加圧ディスク70において、加圧部72は、軸受部73の外周面の左端部から連続して左側へ次第に拡径し、制動側位置決め部59と同じ径になるまで拡径してから右側へ同一径で延びるように形成されており、付勢側傾斜面74は、加圧部72の、軸受部73の外周面の左端部から連続して左側へ拡径する部分の内周面で形成されている。なお、コイルスプリング83を収容する環状凹部76は、加圧部72の、制動側位置決め部59と同一径で右側へ延びる部分の内周面と軸受部73の外周面との間で区画されている。
この場合においても、上述した画像ズレ防止の効果を奏することができる。このように、コイルスプリング83の付勢方向に沿って右側から左側へ向けて縮径または拡径することで、コイルスプリング83の付勢力を、制動側傾斜面57と付勢側傾斜面74との面接触に対して効率的に作用させることができる。
(2)変形例2
図7は、付勢側傾斜面の全周に亘って摩擦部材を設けた加圧ディスクであって、(a)は、前方左上側から見た斜視図、(b)は、この加圧ディスクを適用した場合の、図3におけるA−A矢視図、(c)は、(b)において制動側傾斜面および付勢側傾斜面の周上に凹凸がある場合を示したものである。
図7(a)に示すように、加圧ディスク70の付勢側傾斜面74に対して、その全周に亘って摩擦部材85(図示斜線部分)を設ける。摩擦部材85は、不織布やコルク等の、付勢側傾斜面74および制動側傾斜面57よりも表面が粗く、柔軟性を有する素材から形成されている。このように摩擦部材85を設けることにより、図7(b)に示すように、付勢側傾斜面74が制動側傾斜面57に直接面接触するのではなく、付勢側傾斜面74に設けられた摩擦部材85が制動側傾斜面57に面接触する。そして、制動フランジ55が回転するとき、制動側傾斜面57は摩擦部材85に摺接し、制動側傾斜面57が付勢側傾斜面74に摺接するとき(図5(a)参照)により発生する摩擦力よりも大きい摩擦力を制動フランジ55の回転に与えることができ、ドラム本体40の定速回転を一層確実に維持することができる。また、上述したように、摩擦部材85を、付勢側傾斜面74の周方向における全て(つまり、全周)に亘って設けることで、制動フランジ55の回転に摩擦力を確実に与えることができる。
そして、上述したように、摩擦部材85は、柔軟性を有しているので、図7(c)に示すように、制動側傾斜面57や付勢側傾斜面74において、これらが面接触する部分に凹凸があったとしても、摩擦部材85は、その柔軟性によって凹凸に追従することができる。そのため、摩擦力を制動フランジ55の回転に確実に与えることができ、ドラム本体40の定速回転を確実に維持することができる。また、これにより、制動側傾斜面57および付勢側傾斜面74の凹凸、つまり製造誤差を許容することができ、製造コストの低下を図ることができる。
なお、上述したように、図3に示すように、加圧ディスク70において、加圧部72の外周面および内周面の間の、加圧部72の径方向における肉厚は、左端部から右端部へ次第に肉薄となるように形成されているので、この薄い部分に柔軟性を付与することができる。そのため、摩擦部材85と同様に、摩擦力を制動フランジ55の回転に確実に与えることができ、ドラム本体40の定速回転を確実に維持することができる。
以上において、図7に示すように、付勢側傾斜面74に摩擦部材85を設けたが、これとは別に、制動側傾斜面57に摩擦部材85を設けてもよく、付勢側傾斜面74および制動側傾斜面57の両方に摩擦部材85を設けてもよい。また、付勢側傾斜面74および制動側傾斜面57と同様に、駆動側傾斜面63および/または位置決め側傾斜面79に摩擦部材85を設けてもよい。
図8は、付勢側傾斜面の周上において摩擦部材を等間隔で設けた加圧ディスクであって、(a)は、前方左上側から見た斜視図、(b)は、この加圧ディスクを適用した場合の、図3におけるA−A矢視図である。
図7では、付勢側傾斜面74の全周に摩擦部材85を設けたが、図8に示すように、摩擦部材85を、付勢側傾斜面74の周上において等間隔で設けてもよい。すなわち、図8では、付勢側傾斜面74の周方向長さの略5分の1に相当する周方向長さの摩擦部材85を、付勢側傾斜面74の周上で約120°ずつ変位させて3つ設けている。これにより、適切な大きさの摩擦力を、制動フランジ55の回転に対して、その回転方向に沿って均一に与えることができる。そのため、余分な摩擦部材85を省くことができるので製造コストの低下を図りつつ、ドラム本体40の定速回転を確実に維持することができる。
図9は、付勢側傾斜面の周上1箇所に摩擦部材を設けた加圧ディスクであって、(a)は、前方左上側から見た斜視図、(b)は、この加圧ディスクを適用した場合の、図3におけるA−A矢視図である。
図9に示すように、摩擦部材85を、付勢側傾斜面74の周上1箇所に設けてもよい。つまり、図8で3つ設けられた摩擦部材85を1つだけにする。これにより、制動側傾斜面57と付勢側傾斜面74との面接触部分を、周方向において1箇所のみとすることができる。そのため、周方向における1箇所のみにおいて、上述した径方向への付勢力(径方向付勢力)によってドラム本体40を径方向へ押し付けることができる。これにより、たとえば、この1箇所をドラム本体40と用紙3との接触位置に設定すると、この1箇所にコイルスプリング83の付勢力(径方向付勢力)を集中させて、ドラム本体40を用紙3に確実に押し付けることができる。また、周方向において摩擦部材85の位置を変えることで、ドラム本体40が押し付けられる方向を任意に設定することができる。
なお、制動側傾斜面57の周上1箇所に摩擦部材85を設けてもよく、また、駆動側傾斜面63または位置決め側傾斜面79の周上1箇所に摩擦部材85を設けてもよい。
また、付勢側傾斜面74または制動側傾斜面57に摩擦部材85を設けることに代えて、付勢側傾斜面74および制動側傾斜面57の一部または全部に、粗い面(粗面)を形成することもできる。これによって、摩擦部材85と同様に、上述した摺接による摩擦力よりも大きい摩擦力を制動フランジ55の回転に与えることができ、ドラム本体40の定速回転を一層確実に維持することができる。なお、粗面は、駆動側傾斜面63および位置決め側傾斜面79のいずれか一方に形成してもよく、また、両方に形成してもよい。
(3)変形例3
上記各実施形態においては、各感光体ドラム20から、直接、用紙3に転写するタンデム型のカラーレーザプリンタ1を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、各色毎のトナー像を、各感光体から一旦中間転写体に転写し、その後、用紙3に一括転写する中間転写タイプのカラーレーザプリンタとして構成することもでき、さらには、モノクロのレーザプリンタとして構成することもできる。モノクロのレーザプリンタにおいては、1つのプロセス部15に1つの現像カートリッジ22が装着された画像形成ユニットとしてのプロセスユニットを備えていてもよい。
(4)変形例4
図10は、図3において、ドラム軸の端部にシャフトギヤを設けた図である。なお、図10では、説明の便宜上、シャフトギヤ周辺の左側面形状も示されている。
各色のプロセス部15において、ドラム軸41の左端部(詳しくは、左側の側壁42よりも左側の部分)には、シャフトギヤ86が設けられている。シャフトギヤ86は、右から順に、円柱形状の小径部93と、円板形状の大径部94とを一体的に備えている。シャフトギヤ86の円中心位置には、シャフトギヤ86を幅方向に貫通し、ドラム軸41とほぼ同径のシャフト側軸孔91が形成されている。シャフト側軸孔91には、ドラム軸41が挿通されている。小径部93は、ねじ92によってドラム軸41に固定されており、シャフトギヤ86は、ドラム軸41、加圧ディスク70および位置決めディスク71と一体的に回転可能である。なお、ドラム本体40およびドラムギヤ66は、上記した実施例と同様に、ドラム軸41に対して回転自在である。また、大径部94の外周面には、ギヤ歯が形成されており、このギヤ歯は、本体ケーシング2の本体ギヤ(図示せず)に噛合している。大径部94の周縁部における周上1箇所には、大径部94を幅方向に貫通する透過穴87が形成されている。
ここで、加圧ディスク70の付勢側傾斜面74、および、位置決めディスク71の位置決め側傾斜面79の各周上1箇所には、摩擦部材85が設けられている(図9参照)。詳しくは、摩擦部材85は、付勢側傾斜面74および位置決め側傾斜面79のそれぞれの下端位置に配置されている。これにより、上述したように、摩擦部材85が位置する周方向1箇所に、上述した径方向付勢力(位置決め側傾斜面79においては、上述した径方向反力)が集中する。そのため、この周上1箇所において、ドラム本体40が、所定の径方向(ここでは、摩擦部材85の下方に位置する搬送ベルト29および用紙3)へ押し付けられる。
また、本体ケーシング2には、各色のプロセス部15に対応して光センサ88が設けられている。光センサ88は、断面視U字形状であり、U字形状の底部が本体ケーシング2に固定されており、2つの両端部には、発光部89および受光部90が、幅方向に間隔を隔てて互いに対向するように備えられている。対向する発光部89および受光部90の間に、大径部94の周縁部の一部が配置されている。光センサ88では、透過穴87、発光部89および受光部90が、幅方向に見て一致すると、発光部89から幅方向に沿って発光される検出光(図示点線参照)が、透過穴87を通過して、受光部90で受光される。なお、このときのシャフトギヤ86の位置が基準位置となる。
CPU(図示せず)は、この検出された基準位置から移動させたい所定量を移動させるように、図示しない本体ギヤの駆動源を制御する。換言すれば、CPU(図示せず)は、付勢側傾斜面74および位置決め側傾斜面79の各周上1箇所に設けられた摩擦部材85の周方向における位置(さらに換言すれば、摩擦部材85の周方向位置に対応するドラム本体40の押し付け方向)が所望の位置となるように制御する。制御方法としては、たとえば、シャフトギヤ86の基準位置を検出してそこから所望の移動量に応じた数のパルスだけ本体ギヤの駆動源を動かすようにすればよい。
これにより、対応するシャフトギヤ86を適宜回転させることができるので摩擦部材85の周方向位置を制御し、ドラム本体40の押し付け方向を任意に変更することができる。このため、たとえば、ドラム本体40の、搬送ベルト29および用紙3への押し付け量(押圧力)を任意に変更することができる。
本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。 図1から1つのプロセス部を抜き出して示したものである。 カラーレーザプリンタの1つのプロセス部において、感光体ドラムと感光体ドラムのドラム軸を支持するプロセスフレームとを前側から見た概略断面図である。 図3における構成部品の分解斜視図であって、(a)は、ドラムギヤを前方右上側から見た斜視図、(b)は、位置決めディスクを前方右上側から見た斜視図、(c)は、駆動フランジを前方左上側から見た斜視図、(d)は、制動フランジを前方右上側から見た斜視図、(e)は、加圧ディスクを前方右上側から見た斜視図である。 (a)は、図3におけるA−A矢視図であり、(b)は、図3におけるB−B矢視図である。 図3において、制動側傾斜面および付勢側傾斜面を右側から左側へ向けて拡径するように形成したものである。 付勢側傾斜面の全周に亘って摩擦部材を設けた加圧ディスクであって、(a)は、前方左上側から見た斜視図、(b)は、この加圧ディスクを適用した場合の、図3におけるA−A矢視図、(c)は、(b)において制動側傾斜面および付勢側傾斜面の周上に凹凸がある場合を示したものである。 付勢側傾斜面の周上において摩擦部材を等間隔で設けた加圧ディスクであって、(a)は、前方左上側から見た斜視図、(b)は、この加圧ディスクを適用した場合の、図3におけるA−A矢視図である。 付勢側傾斜面の周上1箇所に摩擦部材を設けた加圧ディスクであって、(a)は、前方左上側から見た斜視図、(b)は、この加圧ディスクを適用した場合の、図3におけるA−A矢視図である。 図3において、ドラム軸の端部にシャフトギヤを設けた図である。
符号の説明
1 カラーレーザプリンタ
2 本体ケーシング
3 用紙
15 プロセス部
16 転写部
17 定着部
22 現像カートリッジ
40 ドラム本体
42 側壁
55 制動フランジ
56 駆動フランジ
57 制動側傾斜面
63 駆動側傾斜面
70 加圧ディスク
71 位置決めディスク
74 付勢側傾斜面
79 位置決め側傾斜面
83 コイルスプリング
85 摩擦部材

Claims (20)

  1. 側壁と、
    前記側壁に対して回転可能に設けられ、静電潜像が形成されるドラム本体と、
    前記ドラム本体の軸方向一端部に設けられ、前記ドラム本体の軸線を中心として前記軸方向に沿って次第に拡径または縮径される制動側傾斜面を備える制動部材と、
    前記制動側傾斜面に面接触する付勢側傾斜面を備え、前記付勢側傾斜面が前記制動側傾斜面に対して面接触するように、前記制動部材を付勢する付勢部材と
    を備えていることを特徴とする、感光体ユニット。
  2. 前記制動側傾斜面および前記付勢側傾斜面は、前記付勢部材が前記制動部材を付勢する方向に向かって縮径していることを特徴とする、請求項1に記載の感光体ユニット。
  3. 前記制動側傾斜面および前記付勢側傾斜面は、前記付勢部材が前記制動部材を付勢する方向に向かって拡径していることを特徴とする、請求項1に記載の感光体ユニット。
  4. 前記制動側傾斜面および前記付勢側傾斜面の少なくともいずれか一方には、前記制動側傾斜面と前記付勢側傾斜面との間に介在されて前記制動部材の回転に摩擦力を与える摩擦部材が設けられていることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の感光体ユニット。
  5. 前記摩擦部材は、前記制動側傾斜面または前記付勢側傾斜面の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の感光体ユニット。
  6. 前記摩擦部材は、前記制動側傾斜面または前記付勢側傾斜面の、前記ドラム本体の軸線を中心とする周方向における全てに亘って設けられていることを特徴とする、請求項5に記載の感光体ユニット。
  7. 前記摩擦部材は、前記制動側傾斜面または前記付勢側傾斜面の、前記ドラム本体の軸線を中心とする周方向における1箇所に設けられていることを特徴とする、請求項5に記載の感光体ユニット。
  8. 前記摩擦部材は、前記制動側傾斜面または前記付勢側傾斜面の、前記ドラム本体の軸線を中心とする周方向における複数箇所に等間隔で設けられていることを特徴とする、請求項5に記載の感光体ユニット。
  9. 前記摩擦部材は、柔軟性を有することを特徴とする、請求項4ないし8のいずれかに記載の感光体ユニット。
  10. 前記制動側傾斜面および前記付勢側傾斜面の少なくとも一部には、前記制動部材の回転に摩擦力に与える粗面が形成されていることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の感光体ユニット。
  11. 前記ドラム本体の軸方向他端部に設けられ、前記ドラム本体の軸線を中心として前記軸方向に沿って次第に拡径または縮径される駆動側傾斜面を備え、前記ドラム本体および前記制動部材を回転させるための駆動力が伝達される駆動部材と、
    前記付勢部材が前記制動部材を付勢すると前記駆動側傾斜面に面接触される位置決め側傾斜面を備える位置決め部材と
    を備えていることを特徴とする、請求項1ないし10のいずれかに記載の感光体ユニット。
  12. 前記付勢部材は、
    付勢力を発生するばねと、
    前記付勢側傾斜面が形成され、前記ばねに押圧されることで前記付勢側傾斜面を前記制動側傾斜面に面接触させる加圧部材と
    を備えていることを特徴とする、請求項1ないし11のいずれかに記載の感光体ユニット。
  13. 前記加圧部材は、前記ばねに押圧される部分において、前記ばねを収容できるように前記ばねの押圧方向下流側へ窪んでいることを特徴とする、請求項12に記載の感光体ユニット。
  14. 前記加圧部材の、前記ドラム本体の軸線を中心とする径方向の厚さは、前記ばねの押圧方向下流側に対して上流側が薄いことを特徴とする、請求項13に記載の感光体ユニット。
  15. 画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とする、請求項1ないし14のいずれかに記載の感光体ユニット。
  16. 前記ドラム本体に現像剤を供給して前記静電潜像を現像することで現像剤像を形成する現像手段を備えていることを特徴とする、請求項15に記載の感光体ユニット。
  17. 前記ドラム本体の軸方向と直交する方向に前記ドラム本体、前記制動部材および前記付勢部材を複数備え、
    複数の前記ドラム本体、前記制動部材および前記付勢部材が一体的に、画像形成装置本体に対してスライド自在に着脱されることを特徴とする、請求項1ないし14のいずれかに記載の感光体ユニット。
  18. 前記ドラム本体に現像剤を供給して前記静電潜像を現像することで現像剤像を形成する現像手段を、各前記ドラム本体に対応して複数備えていることを特徴とする、請求項17に記載の感光体ユニット。
  19. 前記画像形成装置本体と、
    請求項16に記載の感光体ユニットと、
    前記ドラム本体に担持され、前記現像手段によって現像された前記現像剤像を転写媒体に転写する転写手段と、
    前記転写媒体に転写された前記現像剤像を前記転写媒体に定着させるための定着手段と
    を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  20. 前記画像形成装置本体と、
    請求項18に記載の感光体ユニットと、
    前記ドラム本体に担持され、前記現像手段によって現像された前記現像剤像を転写媒体に転写する転写手段と、
    前記転写媒体に転写された前記現像剤像を前記転写媒体に定着させるための定着手段と
    を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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