JP2011065180A - プロセスユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロセスカートリッジ30は、感光ドラム32を支持した感光体カートリッジ30Aと、現像ローラ36を支持した現像剤カートリッジ30Bとを備え、現像剤カートリッジ30Bが、一側部に設けたカップリングジョイントと、他側部にカップリングジョイントと同軸に設けられた支持穴とにより、感光体カートリッジ30Aに揺動可能に支持されている。現像ローラ36の回転中心Xを、感光ドラム32の回転中心Yとカップリングジョイントの回転中心Zとを結ぶ線Lよりも、カップリングジョイントの回転方向における上流側に位置させて、カップリングジョイントに入力された回転力で、現像ローラ36を感光ドラム32に押圧するようにした。
【選択図】図6
Description
特許文献1に開示されたプロセスユニットは、感光ドラムが回転可能に支持された感光体カートリッジに、現像ローラが回転可能に支持された現像カートリッジを装着して構成され、現像カートリッジの長手方向の一端に設けられたカップリングジョイント(現像カップリング)が、画像形成装置側から入力される回転力を現像ローラに伝達して、現像ローラを回転駆動させるようにしている。そして、現像ローラの外周面が感光ドラムの外周面に一様に当接するように、現像カートリッジは、押圧機構により感光ドラムへ向けて押圧されている。
また、現像フレームの回転軸は、カップリングジョイントの回転中心回りの回転力のみを働かせることができる。すなわち、現像フレームの回転軸は、カップリングジョイントの回転軸と同軸にドラムフレームに支持されているので、カップリングジョイントから入力される回転駆動力により、現像フレームが振動することがない。さらに、現像フレームがカップリングジョイントと同軸に回転可能なので、回転モーメントは現像ローラの長手方向に分散して感光ドラムを押圧する。その結果、駆動入力時における感光体ドラムへの押圧力が安定する。
次に、本発明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、本発明の実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図である。
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、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などを備えている。
フィーダ部4は、本体ケーシング2に着脱自在に装着される給紙トレイ11と、給紙トレイ11から用紙3を画像形成部5へ搬送する用紙供給機構15とを備えている。用紙供給機構15は、公知の給紙ローラ、分離ローラ、分離パッドなど(符号省略)を有し、給紙トレイ11内の用紙3を一枚ずつ分離して上方の画像形成部5へ搬送する。
画像形成部5は、スキャナ部20、プロセスカートリッジ30、定着部40などを備えている。
スキャナ部20は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、レーザ発光部(図示せず)、回転駆動されるポリゴンミラー21、レンズ22,23、反射鏡24,25などを備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ30の感光ドラム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、スキャナ部20の下方に配設され、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着される構造となっている。このプロセスカートリッジ30は、感光ドラム32を支持した感光体カートリッジ30Aと、内部に現像剤としてのトナーを収容した現像剤カートリッジ30Bとからなる。
定着部40は、プロセスカートリッジ30の下流側に配設され、加熱ローラ41と、この加熱ローラ41に対向して配置され加熱ローラ41との間で用紙3を挟持する加圧ローラ42を備えている。そして、このように構成される定着部40では、用紙3上に転写されたトナーTを、用紙3が加熱ローラ41と加圧ローラ42との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙3を、排紙パス44に搬送するようにしている。排紙パス44に送られた用紙3は、排紙ローラ45によって排紙トレイ46上に排紙される。
次に、プロセスカートリッジ30の詳細について説明する。参照する図面において、図2はプロセスカートリッジ30の分解斜視図であり、図3はプロセスカートリッジ30の側面図である。また、図4は、現像剤カートリッジを上からみた断面図であり、図5は、現像剤カートリッジの側面に設けたギアカバーを外した状態を示す側面図である。
ドラム位置決め孔81およびジョイント位置決め孔82は、共に支持板80を筒状にして形成されている。
貫通孔92は、ドラムフレーム31の右側板31Bに左右方向外側に突出した突起31Cと嵌合して、支持板90をドラムフレーム31に対して位置決めさせる機能を果たす。
カップリングジョイント301にはギアカバー300の一部に形成された保護リング305が外嵌されており、カップリングジョイント301の摺動面を保護している。
また、ドラム位置決め孔81から突出する感光ドラム32の回転軸321には、スナップリング83が装着されて、感光ドラム32の軸方向の位置が規定されている。
伝達ギア304は、現像ローラ36の回転軸361に取り付けられた現像ローラギア362と噛合しており、カップリングジョイント301に入力された回転力を、伝達ギア304および現像ローラギア362を介して現像ローラ36に伝達し、現像ローラ36を回転駆動させる。
なお、感光ドラム32は、図4に示す、感光ドラム32の左側の端部に設けられたギヤ322において、外部の駆動力入力ギアと係合して、回転駆動力が与えられるようになっている。
ここで、右側の軸受351は、軸受部材350の一部として形成されている。軸受部材350は、支持板90の突起91を受け入れる支持穴302を構成する部材と、軸受351とを一体にしたもので、現像剤ケース35に対し、ネジ353によりネジ止めされて一体に固定されている。
現像ローラ36にトナーTを供給する供給ローラ38は、回転軸381の両端が現像剤ケース35で支持されている。
本実施形態では、感光体カートリッジ30Aに設けた支持板80および支持板90により、感光ドラム32の回転中心Yと、カップリングジョイント301の回転中心Zとの位置関係を規定することで、上記の感光ドラム32、現像ローラ36およびカップリングジョイント301の位置関係を満足するように構成している。
図5に示すように、カップリングジョイント301が、駆動入力部から入力された回転力により、図中矢印で示す方向(時計方向)に回転させられると、カップリングジョイント301の回転に伴って、現像ローラ36は、図中矢印方向(反時計方向)に回転させられる。
この際、本実施形態では、現像剤として非磁性一成分のトナーTを用いており、層厚規制ブレード39を現像ローラ36に押し当てることでトナーTを摩擦帯電させていることから、現像ローラ36と層厚規制ブレード39との摩擦に起因して、現像ローラ36および供給ローラ38を回転させるには抵抗がかかる。この抵抗は、現像ローラ36と供給ローラ38を一体にしようとしているから、カップリングジョイント301を回転させようとすると、現像剤カートリッジ30B全体がカップリングジョイント301の回転中心周りに回転しようとする回転力を生じ、この回転力は、図6に示すように、現像ローラ36を、カップリングジョイント301の回転中心Z周りに旋回させる回転モーメントを与える。
この際、現像ローラ36は、旋回方向における下流側に位置する感光ドラム32を押圧しながら回転中心Z周りに旋回し、現像ローラ36が感光ドラム32に接する位置においては、図中符号f2で示す接線方向の力と、符号f1で示す感光ドラム32の中心方向に向かう押圧力を与える。
これにより、感光ドラム32の表面上に、軸方向の全体にわたって均一濃度のトナー像が形成されるので、押圧力のムラによるカブリなどの発生が防止されて、良好な画像形成が可能となる。
現像ローラ36を回転軸361方向から見た場合における現像ローラ36の回転中心Xを、感光ドラム32の回転中心Yとカップリングジョイント301の回転中心Zとを結ぶ線Lよりも、カップリングジョイント301の回転方向における上流側に位置させている。そして、カップリングジョイント301に入力された回転力で、現像ローラ36がカップリングジョイント301の回転中心Z周りに旋回して、感光ドラム32に押圧されるようにしたので、カップリングジョイント301に入力される回転力で、現像ローラ36を感光ドラム32に長手方向において均一に接触させることができる。現像ローラ36の回転が層厚規制ブレード39により抵抗を受ける本実施形態では、このような効果は、現像ローラ36の回転速度を上げたときに特に顕著である。すなわち、非磁性一成分のトナーTを用いる場合には、本発明は特に有効である。
これにより、感光ドラム32の回転中心Yと、カップリングジョイント301の回転中心Zとの位置関係が正確に決まり、カップリングジョイント301から回転力が伝達される現像ローラ36の回転軸361と、感光ドラム32の回転軸321との位置関係もまた正確に規定されるので、現像ローラ36を感光ドラム32に確実に接触させることができる位置に配置できる。
これにより、ジョイント位置決め孔82内で摺動するカップリングジョイント301の摩耗を防止できる。
これにより、現像ローラ36と感光ドラム32の軸間距離を一定にして、現像ローラ36の感光ドラム32への押圧力を一定にすることができる。
前記実施形態では、支持板80および支持板90を、それぞれドラムフレーム31の左側と、右側に設けて、これらの支持板80,90により現像剤ケース35を支持させたが、ドラムフレーム31の左側と右側の一方または双方において、ドラムフレーム31の左側板31Aまたは右側板31B自体により現像剤ケース35を支持させてもよい。
図7に示すように、カップリングジョイント301と支持穴302とは、接続部材で接続されていてもよい。図7に示すプロセスカートリッジ30′では、カップリングジョイント301の内側に係合したオーガ306が設けられ、オーガ306は、現像剤カートリッジ30Bの右側壁を貫通している。すなわち、図7の形態では、軸受部材350は、現像ローラ36の軸受351の他に、オーガ306の軸受352も一体で設けられ、現像剤ケース35に固定されている。
30A 感光体カートリッジ
30B 現像剤カートリッジ
31 ドラムフレーム
32 感光ドラム
35 現像剤ケース(現像フレーム)
36 現像ローラ
38 供給ローラ
80 支持板
81 ドラム位置決め孔
82 ジョイント位置決め孔
90 支持板
91 突起
301 カップリングジョイント
302 支持穴
305 保護リング
306 オーガ
363 突き当てコロ
Claims (14)
- 感光ドラムと、
前記感光ドラムを支持したドラムフレームと、
前記感光ドラムと当接する現像ローラと、
前記現像ローラを支持し、前記ドラムフレームに揺動可能に支持された現像フレームと、
前記現像フレームにおける前記現像ローラの回転軸方向の一方側に設けられるとともに、外部の駆動入力部が前記回転軸方向に係脱可能とされるとともに、入力された回転力を前記現像ローラに伝達するギヤ部を有するカップリングジョイントと、
前記現像フレームにおける前記回転軸方向の他方側に設けられ、前記カップリングジョイントの回転軸線と同軸に設けられた支持部と、
前記現像フレーム内の現像剤を攪拌するアジテータと、
前記アジテータとともに回転するギヤと、
前記カップリングジョイントの前記ギヤ部から前記ギヤに駆動力を伝達するためのアイドルギヤと、
を備え、
前記現像フレームは、
前記カップリングジョイントおよび前記支持部により、前記ドラムフレームに揺動可能に支持されており、
前記回転軸方向から見た場合における前記現像ローラの回転中心は、
前記感光ドラムの回転中心と前記カップリングジョイントの回転中心とを結ぶ線よりも、前記カップリングジョイントの回転方向における上流側に位置することを特徴とするプロセスユニット。 - 前記カップリングジョイントは、前記ドラムフレームに設けた第1支持部材に支持されることにより、前記現像フレームが前記ドラムフレームに揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項1に記載のプロセスユニット。
- 前記第1支持部材は、ネジにより前記ドラムフレームに固定されることを特徴とする請求項2に記載のプロセスユニット。
- 前記第1支持部材には、前記感光ドラムの回転軸を位置決めするドラム位置決め孔と、前記カップリングジョイントが挿通されて、前記カップリングジョイントを前記感光ドラムの回転軸から一定距離で位置決めするジョイント位置決め孔とが形成されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のプロセスユニット。
- 前記カップリングジョイントは、前記ジョイント位置決め孔において、保護部材を介して支持されていることを特徴とする請求項4に記載のプロセスユニット。
- 前記保護部材は、
前記ギヤを保護するギヤカバーに一体的に形成されていることを特徴とする請求項5に記載のプロセスユニット。 - 前記ギヤカバーは、ネジにより前記ドラムフレームに固定されることを特徴とする請求項6に記載のプロセスユニット。
- 前記支持部は、
前記支持部と係合する係合部が形成された第2支持部材に支持されることにより、前記現像フレームが前記ドラムフレームに揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のプロセスユニット。 - 前記第2支持部材は、
前記ドラムフレームに前記第2支持部材を位置決めするための位置決め孔を有することを特徴とする請求項8に記載のプロセスユニット。 - 前記現像ローラの軸方向両端部に前記現像ローラと同軸に設けられ、前記現像ローラと前記感光ドラムの互いの押圧力を規定する突き当てコロが設けられていることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のプロセスユニット。
- 前記カップリングジョイントと前記支持部とは、接続部材で互いに接続されていることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のプロセスユニット。
- 前記接続部材は、前記現像フレーム内に設けられたオーガであることを特徴とする請求項11に記載のプロセスユニット。
- 前記支持部は、前記現像フレームに設けられた支持穴であり、前記ドラムフレームに設けた突起が前記支持穴に挿通されることで、前記現像フレームが前記ドラムフレームに支持されることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のプロセスユニット。
- 前記現像ローラの軸受けと、前記支持穴を構成する部材とは一体に形成されたことを特徴とする請求項13に記載のプロセスユニット。
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