JP2009180987A - ドラムカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ドラムカートリッジの改良発明を提供することを目的とする。
【解決手段】ドラムカートリッジ５０は、感光ドラム３２を回転可能に支持するとともに、現像カートリッジ３３が着脱可能に収容される収容部５４を有する筐体５１と、筐体５１の収容部５４における感光ドラム３２とは反対側に設けられ、現像カートリッジ３３を感光ドラム３２に向けて押圧する押圧部材５２と、を備えている。そして、押圧部材５２は、感光ドラム３２の軸方向に沿って、感光ドラム３２の幅全体に亘って延びている。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像カートリッジが装着されるドラムカートリッジに関する。

一般に、レーザプリンタなどの画像形成装置では、帯電器によって帯電させた感光ドラムの表面をレーザ等で露光することで、感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、この静電潜像に現像ローラからトナーを供給して、感光ドラムの表面上にトナー像を形成する。そして、このトナー像が、感光ドラムとの間で用紙を挟持する転写ローラによって引き寄せられることで、用紙にトナー像が転写されて画像が形成されるようになっている。

このような画像形成装置としては、従来、現像ローラを有する現像カートリッジと、感光ドラムを有するとともに現像カートリッジが装着可能となるドラムカートリッジとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。そして、この技術では、現像カートリッジの現像ローラの軸方向の両側に被押圧部材を設けるとともに、ドラムカートリッジ等に被押圧部材を押圧する押圧部材を設けることによって、現像ローラを感光ドラムに対して良好に押圧させている。

特開２０００−２５０３７８号公報

ところで、このようなドラムカートリッジについては、種々の改良が要望されている。

そこで、本発明は、ドラムカートリッジの改良発明を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、感光ドラムを回転可能に支持するとともに、現像カートリッジが着脱可能に収容される収容部を有する筐体と、前記筐体の収容部における前記感光ドラムとは反対側に設けられ、前記現像カートリッジを前記感光ドラムに向けて押圧する押圧部材と、を備えたドラムカートリッジであって、前記押圧部材は、前記感光ドラムに対して進退する方向に移動可能に設けられるとともに、前記感光ドラムの軸方向に沿って、前記感光ドラムの幅全体に亘って延びていることを特徴とする。

本発明によれば、押圧部材が感光ドラムの幅全体に亘って延びているので、従来のように押圧部材が現像カートリッジの一部を局所的に押圧する構造に比べ、現像カートリッジ全体を安定して押圧することができる。

本発明によれば、押圧部材が感光ドラムの幅全体に亘って延びているので、現像カートリッジ全体を安定して押圧することができる。

［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本発明の第１の実施形態に係るレーザプリンタを示す断面図である。

なお、以下の説明においては、まず、レーザプリンタの全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。また、以下の説明においては、レーザプリンタ１の使用時におけるユーザを基準にした方向で説明することとする。すなわち、図１においては、右側を「手前側」と称し、左側を「奥側」と称し、紙面垂直方向のうち奥側を「右側」と称し、紙面垂直方向のうち手前側を「左側」と称する。また、上下方向については、図の上下方向をそのまま「上下方向」と称することとする。

＜レーザプリンタの全体構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、公知の構造であり、主に、給紙トレイ１２、用紙押圧板１３および用紙搬送機構１４を備えている。そして、フィーダ部４では、給紙トレイ１２内の用紙３が、用紙押圧板１３によって上方に寄せられ、用紙搬送機構１４によって画像形成部５に搬送される。

＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナユニット２０、プロセスカートリッジ３０、定着部４０などを備えている。

スキャナユニット２０は、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー２１、レンズ２２，２３、反射鏡２４，２５，２６などを備えている。スキャナユニット２０では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、感光ドラム３２の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ３０は、本体ケーシング２の手前側のフロントカバー１１を適宜開放することで、本体ケーシング２に対して着脱可能となっている。このプロセスカートリッジ３０は、ドラムカートリッジ５０と現像カートリッジ３３とで主に構成されている。

ドラムカートリッジ５０は、感光ドラム３２、スコロトロン型帯電器３４および転写ローラ３５を主に備えている。そして、このドラムカートリッジ５０内において、感光ドラム３２の表面は、スコロトロン型帯電器３４により一様に正帯電された後、スキャナユニット２０からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。なお、ドラムカートリッジ５０の詳細については、後で詳述することとする。

現像カートリッジ３３は、ドラムカートリッジ５０を介して本体ケーシング２に対して着脱自在、或いは本体ケーシング２に固定されたドラムカートリッジ５０に対して着脱自在に装着されている。現像カートリッジ３３は、主に、現像ローラ３６、層厚規制ブレード３７、供給ローラ３８およびトナー収容部の一例としてのトナーホッパ３９を備えている。なお、トナーホッパ３９に対して現像ローラ３６の反対側に位置する壁部３３Ａは、後で詳述する押圧部材５２によって押圧されるようになっている。

この現像カートリッジ３３では、トナーホッパ３９内のトナーが、アジテータ３９Ａで攪拌された後、供給ローラ３８により現像ローラ３６に供給され、このとき、供給ローラ３８と現像ローラ３６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３６上に供給されたトナーは、現像ローラ３６の回転に伴って、層厚規制ブレード３７と現像ローラ３６との間に進入し、さらに摩擦帯電されつつ、一定厚さの薄層として現像ローラ３６上に担持される。

次いで、現像ローラ３６の回転により、現像ローラ３６上に担持されているトナーが、感光ドラム３２の表面上に形成される静電潜像に供給されて、感光ドラム３２の表面上にトナー像が形成される。その後、感光ドラム３２と転写ローラ３５の間で用紙３が搬送されることで、感光ドラム３２の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。

定着部４０は、公知の構造であり、加熱ローラ４１と、押圧ローラ４２とを備えている。そして、定着部４０では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させている。なお、定着部４０で熱定着された用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に送り出される。

＜ドラムカートリッジの詳細構造＞
次に、本発明の特徴部分となるドラムカートリッジ５０の詳細構造について説明する。参照する図面において、図２はドラムカートリッジの詳細構造を示す斜視図である。

図２に示すように、ドラムカートリッジ５０は、感光ドラム３２等を回転可能に支持する筐体５１と、筐体５１内の手前側に設けられる押圧部材５２と、筐体５１の左右に設けられる規制部材５３とを備えて構成されている。

筐体５１は、左右に配置される左側壁５１Ａおよび右側壁５１Ｂと、下に配置される底壁５１Ｃと、手前に配置される後壁５１Ｄとを主に備えており、左側壁５１Ａおよび右側壁５１Ｂの奥側の部位で感光ドラム３２を支持している。そして、感光ドラム３２の手前には、現像カートリッジ３３を着脱可能に収容するための収容部５４が前述した各壁５１Ａ〜５１Ｄによって形成されている。

また、左側壁５１Ａおよび右側壁５１Ｂには、現像カートリッジ３３の外面から突出する現像ローラ３６の回転軸３６Ａを、ドラムカートリッジ５０の外面（左側壁５１Ａおよび右側壁５１Ｂ）から突出する感光ドラム３２の回転軸３２Ａに向けて案内するための案内溝５１Ｅが形成されている。さらに、左側壁５１Ａおよび右側壁５１Ｂには、前後方向へ延びるスライド溝５１Ｆが形成されている。

押圧部材５２は、筐体５１の収容部５４における感光ドラム３２とは反対側に設けられて、収容部５４に収容された現像カートリッジ３３を感光ドラム３２側に向けて押圧するものである。そして、この押圧部材５２は、接触部材５２Ａと、付勢部材の一例としてのコイルばね５２Ｂとを備えて構成されている。

接触部材５２Ａは、感光ドラム３２の軸方向に沿って延びる矩形の部材であり、感光ドラム３２の幅全体に亘って延びている。ここで、「感光ドラム３２の幅」とは、感光ドラム３２の大径部分（現像ローラ３６と摺接する部位）の軸方向における長さをいう。そして、接触部材５２Ａの左右両側面には、左右方向外側に突出して、筐体５１のスライド溝５１Ｆに摺動可能に係合するスライド片５２Ｃが形成されている。これにより、接触部材５２Ａが筐体５１に対して前後方向に移動可能となっている。

コイルばね５２Ｂは、接触部材５２Ａと筐体５１の後壁５１Ｄとの間に設けられており、現像カートリッジ３３が筐体５１の収容部５４に収容された際に押し縮められることによって、現像カートリッジ３３を感光ドラム３２側に向けて押圧するものである。なお、コイルばね５２Ｂは、接触部材５２Ａに対して左右方向にバランス良く配置されれば、いくつ設けてもよい。

規制部材５３は、感光ドラム３２と現像カートリッジ３３内の現像ローラ３６との軸間距離を一定に保つために、現像ローラ３６の回転軸３６Ａの奥側（感光ドラム３２側）への移動を規制する部材である。規制部材５３は、板状に形成されており、その一端にＵ字状の係合溝５３Ａが形成されるとともに、その他端に円筒面５３Ｂが形成されている。

係合溝５３Ａは、感光ドラム３２の回転軸３２Ａの外周面に一致するように内周面が形成されることで、感光ドラム３２の回転軸３２Ａと回転可能に係合する。円筒面５３Ｂは、係合溝５３Ａが感光ドラム３２の回転軸３２Ａと係合した際において、感光ドラム３２の回転軸３２Ａの中心から等距離となるような円筒面状に形成されている。

以上のように構成される規制部材５３は、感光ドラム３２の回転軸３２Ａに係合溝５３Ａを係合させるとともに、円筒面５３Ｂを筐体５１の案内溝５１Ｅと側面視において重なるように配置した後で、筐体５１に接着剤やネジ等により固定される。そして、このように固定した後、筐体５１の収容部５４に現像カートリッジ３３を装着すると、規制部材５３が感光ドラム３２の回転軸３２Ａと現像ローラ３６の回転軸３６Ａとの間にこれらに接触するように配設されて、感光ドラム３２と現像ローラ３６との軸間距離が一定に保たれることとなる。

次に、本実施形態に係るドラムカートリッジ５０の作用について説明する。参照する図面において、図３は現像カートリッジをドラムカートリッジに装着した状態を示す側面図（ａ）と、図３（ａ）の現像カートリッジよりも小さい現像カートリッジをドラムカートリッジに装着した状態を示す側面図（ｂ）である。

図３（ａ）に示すように、現像カートリッジ３３をドラムカートリッジ５０に装着すると、コイルばね５２Ｂが所定量だけ縮められて、感光ドラム３２の幅全体に亘って延びる接触部材５２Ａによって現像カートリッジ３３が安定した状態で感光ドラム３２に向けて押圧される。このとき、現像カートリッジ３３の現像ローラ３６の回転軸３６Ａが規制部材５３で規制されることによって、感光ドラム３２の回転軸３２Ａと現像ローラ３６の回転軸３６Ａとの軸間距離が一定に保たれる。

次に、誤差や仕様により図３（ａ）に示す通常サイズの現像カートリッジ３３よりも前後方向に小さく形成された現像カートリッジ３３０をドラムカートリッジ５０に装着したときのドラムカートリッジ５０の作用について説明する。

図３（ｂ）に示すように、通常サイズよりも前後方向に小さな現像カートリッジ３３０をドラムカートリッジ５０に装着した場合には、通常サイズの現像カートリッジ３３を装着したときよりもコイルばね５２Ｂが伸びた状態となることで、接触部材５２Ａが良好に現像カートリッジ３３０と接触する。そのため、通常サイズよりも小さな現像カートリッジ３３０を装着した場合であっても、接触部材５２Ａによって現像カートリッジ３３が安定した状態で感光ドラム３２に向けて押圧される。さらに、この際、通常サイズの現像カートリッジ３３を装着したときと同様に、現像カートリッジ３３０の現像ローラ３６の回転軸３６Ａが規制部材５３で規制されることによって、感光ドラム３２の回転軸３２Ａと現像ローラ３６の回転軸３６Ａとの軸間距離が一定に保たれる。

ここで、図３（ａ）に示す形態と、図３（ｂ）に示す形態とでは、コイルばね５２Ｂの縮み量が異なるため、コイルばね５２Ｂから各現像カートリッジ３３，３３０に加わる付勢力が異なる。しかしながら、規制部材５３によって感光ドラム３２の回転軸３２Ａと現像ローラ３６の回転軸３６Ａとの軸間距離が一定に保たれることによって、感光ドラム３２に対して現像ローラ３６を押し付ける力が一定となり、感光ドラム３２と現像ローラ３６とのニップ幅が一定となる。ここで、ニップ幅とは、現像ローラ３６を感光ドラム３２へ押し付けることにより、現像ローラ３６の表面に生じる凹み部分の曲面に沿った長さ（または、感光ドラム３２のうち現像ローラ３６の凹み部分に接する部分の円周長さ）をいう。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
接触部材５２Ａが感光ドラム３２の幅全体に亘って延びるので、従来のように押圧部材が現像カートリッジの一部を局所的に押圧する構造に比べ、現像カートリッジ全体を安定して押圧することができる。より具体的には、押圧部材が現像カートリッジの一部を局所的に押圧する場合には、現像ローラ等がその幅方向（軸方向）に撓むことにより、現像ローラと感光ドラムとのニップが軸方向において不安定となることがあるが、現像カートリッジの幅全体を押圧することによって現像ローラと感光ドラム間のニップが安定する。

感光ドラム３２の回転軸３２Ａと現像ローラ３６の回転軸３６Ａとの軸間距離を一定に保つ規制部材５３を設けたので、異なる大きさの現像カートリッジ３３，３３０を装着した場合であっても、感光ドラム３２と現像ローラ３６とのニップ幅を一定にすることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１の実施形態の一部の構造を変更したものであるため、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図４は第２の実施形態に係るドラムカートリッジを示す側面図（ａ）と、図４（ａ）の現像カートリッジよりも小さい現像カートリッジを装着したときのドラムカートリッジの状態を示す側面図（ｂ）である。

図４（ａ）に示すように、第２の実施形態に係るドラムカートリッジ６０は、第１の実施形態で設けていた規制部材５３を取り外す代わりに、接触部材５２Ａの前後方向における位置に応じてコイルばね５２Ｂの角度（筐体５１の上面５１Ｇに対する角度）が変化する構造となっている。具体的に、コイルばね５２Ｂは、その一端が接触部材５２Ａの後部に回転可能に設けられ、その他端が筐体５１の後壁５１Ｄに回転可能に設けられている。そして、コイルばね５２Ｂの他端は、前後方向（接触部材５２Ａの移動方向）から見てコイルばね５２Ｂの一端よりも上方の位置に配置されている。

ここで、コイルばね５２Ｂの各端部を回転可能に支持する構造は任意であるが、例えば図４（ａ）に示すように、接触部材５２Ａと筐体５１の後壁５１Ｄのそれぞれに対して回転可能となる台座７０を設け、各台座７０にコイルばね５２Ｂの両端部を固定すればよい。

以上のような構成によれば、図４（ａ）に示すように、通常サイズの現像カートリッジ３３をドラムカートリッジ６０に装着した場合には、接触部材５２Ａが筐体５１の後壁５１Ｄから距離Ｘの位置まで移動することで、コイルばね５２Ｂが所定量だけ縮むとともに所定角度αだけ傾く。これにより、コイルばね５２Ｂの縮み量に対応した付勢力Ｆ１が角度αで接触部材５２Ａに付与されて、接触部材５２Ａが前後方向において付勢力Ｆ１の前後方向成分の力ＦＸ１（Ｆ１・ｃｏｓα）で押圧される。

また、図４（ｂ）に示すように、通常サイズよりも小さな現像カートリッジ３３０をドラムカートリッジ６０に装着した場合には、接触部材５２Ａが筐体５１の後壁５１Ｄから距離Ｙの位置まで移動することで、コイルばね５２Ｂが図４（ａ）のときよりも小さな量で縮むとともに角度αよりも小さな角度βで傾く。これにより、コイルばね５２Ｂの小さな縮み量に対応した小さな付勢力Ｆ２が角度βで接触部材５２Ａに付与されて、接触部材５２Ａが前後方向において付勢力Ｆ２の前後方向成分の力ＦＸ２（Ｆ２・ｃｏｓβ）で押圧される。

そのため、本実施形態によれば、通常サイズの現像カートリッジ３３を装着したときの前後方向成分の力ＦＸ１と、通常サイズよりも小さな現像カートリッジ３３０を装着したときの前後方向成分の力ＦＸ２とが、同じになるように、コイルばね５２Ｂの縮み量や角度を適宜設定することで、感光ドラム３２と現像ローラ３６とのニップ幅を一定にすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記各実施形態では、押圧部材を、接触部材と付勢部材の２部品で構成したが、本発明はこれに限定されず、板ばね等、１つの部品で構成してもよい。

第１の実施形態では、感光ドラム３２の回転軸３２Ａと現像ローラ３６の回転軸３６Ａとに接触する規制部材５３を利用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、感光ドラムの回転軸には接触しない部材を、感光ドラムの回転軸中心から所定距離離れた位置であって、かつ、案内溝に重なる位置に配置してもよい。この場合であっても、感光ドラムの回転軸と現像ローラの回転軸との軸間距離を前記所定距離に保つことができる。

第２の実施形態では、前後方向から見てコイルばね５２Ｂの他端を一端よりも上にずらしたが、本発明はこれに限定されず、前後方向から見てコイルばねの他端を一端よりも下または左右にずらしてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るレーザプリンタを示す断面図である。 ドラムカートリッジの詳細構造を示す斜視図である。 現像カートリッジをドラムカートリッジに装着した状態を示す側面図（ａ）と、図３（ａ）の現像カートリッジよりも小さい現像カートリッジをドラムカートリッジに装着した状態を示す側面図（ｂ）である。 第２の実施形態に係るドラムカートリッジを示す側面図（ａ）と、図４（ａ）の現像カートリッジよりも小さい現像カートリッジを装着したときのドラムカートリッジの状態を示す側面図（ｂ）である。

符号の説明

３２ 感光ドラム
３２Ａ 回転軸
３３ 現像カートリッジ
３６ 現像ローラ
３６Ａ 回転軸
５０ ドラムカートリッジ
５１ 筐体
５１Ａ 左側壁
５１Ｂ 右側壁
５１Ｃ 底壁
５１Ｄ 後壁
５１Ｅ 案内溝
５１Ｆ スライド溝
５２ 押圧部材
５２Ａ 接触部材
５２Ｃ スライド片
５３ 規制部材
５４ 収容部

Claims (4)

1. 感光ドラムを回転可能に支持するとともに、現像カートリッジが着脱可能に収容される収容部を有する筐体と、
   前記筐体の収容部における前記感光ドラムとは反対側に設けられ、前記現像カートリッジを前記感光ドラムに向けて押圧する押圧部材と、を備えたドラムカートリッジであって、
   前記押圧部材は、前記感光ドラムに対して進退する方向に移動可能に設けられるとともに、前記感光ドラムの軸方向に沿って、前記感光ドラムの幅全体に亘って延びていることを特徴とするドラムカートリッジ。
2. 前記現像カートリッジは、前記押圧部材によって押圧される壁部と、トナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部に対して、前記壁部の反対側に位置する現像ローラと、を有するものであり、
   前記筐体には、前記感光ドラムと前記現像ローラとの軸間距離を一定に保つために前記現像ローラの回転軸の前記感光ドラム側への移動を規制する規制部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のドラムカートリッジ。
3. 前記規制部材は、前記感光ドラムの軸と前記現像ローラの軸とに接触するように、前記感光ドラムの軸と前記現像ローラの軸の間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のドラムカートリッジ。
4. 前記押圧部材は、前記現像カートリッジに接触する接触部材と、前記接触部材と前記筐体との間に設けられる付勢部材と、を有し、
   前記付勢部材は、一端が前記接触部材に回転可能に設けられ、他端が前記筐体に回転可能に設けられるとともに、前記接触部材の移動方向から見て前記一端とは異なる位置に設けられ、前記感光ドラムの軸方向から見て前記接触部材の位置に応じて前記筐体に対する角度が可変となっていることを特徴とする請求項１に記載のドラムカートリッジ。
   
   
   
   

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