JP2011133755A - 現像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像カートリッジ16において、現像ローラ22の回転軸方向(幅方向)における現像フレーム40の右端部には、現像ローラ22に駆動力を伝達するカップリングギヤ83が、回転可能に設けられている。現像カートリッジ16は、現像ローラ22の外周面上のトナーの層厚を規制するブレード100と、ブレード100を支持する支持部材101とを備えている。幅方向から投影したときに、支持部材101は、L字状に折り曲げられており、カップリングギヤ83は、支持部材101の屈曲部101Aと重なっている。つまり、支持部材101の屈曲部101A(現像フレーム40において剛性が高い位置)にカップリングギヤ83を配置している。
【選択図】図10
Description
特許文献1に記載の現像カートリッジでは、樹脂製の筐体の内部に、トナーが収容されているともに、収容されたトナーを担持する現像ローラが、回転可能な状態で収容されている。画像形成時において、現像ローラは、その回転軸方向における全域に亘って感光ドラムに接触しており、回転することで感光ドラム上の静電潜像へトナーを供給する。これにより、感光ドラム上の静電潜像を現像することができる。
筐体にねじれが発生すると、現像ローラが回転軸方向における全域に亘って均一に感光ドラムに接触できなくなることから、回転軸方向において、現像ローラから感光ドラムへのトナーの供給にばらつきが生じ、結果として、画質の低下を招くおそれがある。
そして、現像剤担持体の回転軸方向(以下では、単に「回転軸方向」という。)における筐体の端部には、現像剤担持体に駆動力を伝達する受動側軸継手が、回転可能に設けられている。受動側軸継手は、回転軸方向に沿って外部の駆動側軸継手と連結することによって回転する。
ここで、支持部材は、回転軸方向から投影したときにL字状に折り曲げられており、回転軸方向から投影したときに、受動側軸継手は、支持部材の屈曲部と重なっている。つまり、支持部材の屈曲部(筐体において剛性が高い位置)に受動側軸継手を配置しているので、受動側軸継手が回転しても、受動側軸継手の回転力は、屈曲部によって受け止められて、筐体における屈曲部以外の部分にはほとんど伝わらないので、筐体全体はねじれにくい。
図1に示すように、画像形成装置の一例としてのプリンタ1は、本体ケーシング2内において、記録媒体の一例としての用紙Sを給紙するための給紙部3と、給紙された用紙Sに画像を形成するための画像形成部4とを備えている。
本体ケーシング2は、給紙部3および画像形成部4を収容する側面視略矩形状のボックス状に形成されており、その一方側壁には、後述するプロセスカートリッジ13を着脱させるためのカバー5が形成されている。カバー5は、本体ケーシング2に対して下端部を支点として揺動自在に設けられている。カバー5を開くと、本体ケーシング2に対してプロセスカートリッジ13を着脱させることができる。
給紙部3は、本体ケーシング2の下部に設けられている。給紙部3は、用紙Sを収容する給紙トレイ6と、給紙トレイ6の後端部の上方に設けられるピックアップローラ7と、ピックアップローラ7の後側において互いに対向配置される分離ローラ8および分離パッド9とを備えている。給紙部3は、分離パッド9の上方において、互いに対向配置される前後1対の給紙ローラ10と、両給紙ローラ10の対向部分から略前上側に延びる給紙パス11と、給紙パス11の前方に配置される本体側レジストローラ20とを備えている。
画像形成部4は、露光ユニット12と、プロセスカートリッジ13と、定着ユニット14とを備えている。
プロセスカートリッジ13は、本体ケーシング2内において、露光ユニット12の下方、かつ給紙部3の上方に着脱自在に収容され、ドラムカートリッジ15と、ドラムカートリッジ15に着脱可能に装着される現像装置の一例としての現像カートリッジ16とを備えている。
感光ドラム17は、幅方向に長手であり、ドラムカートリッジ15の前端部において、左右方向に沿うように回転可能に設けられている。帯電器18は、感光ドラム17の前上側において、感光ドラム17と間隔を隔てて対向配置されている。転写ローラ19は、感光ドラム17の下側に対向配置され、感光ドラム17に下側から圧接されている。
プロセス側レジストローラ21は、ドラムカートリッジ15の前後方向略中央の下端部において、本体側レジストローラ20に上側から接触されるように、設けられている。
現像カートリッジ16は、現像剤担持体の一例としての幅方向に長手の現像ローラ22を備えている。
また、現像カートリッジ16は、現像剤の一例としてのトナーを現像ローラ22に供給する幅方向に長手の供給ローラ23と、現像ローラ22に供給されたトナーの厚みを規制する層厚規制部材24とを備え、それらの後方の空間には、トナーが収容されている。
現像ローラ22に供給されたトナーは、現像ローラ22の回転に伴って、層厚規制部材24によって厚さ(層厚)が規制され、一定厚さの薄層として現像ローラ22の表面(外周面)に担持される。
感光ドラム17がさらに回転すると、現像ローラ22の表面に担持され、かつ、正帯電されているトナーが、感光ドラム17の表面に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム17の静電潜像は可視像化され、感光ドラム17の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。
定着ユニット14は、プロセスカートリッジ13の前方に配置され、加熱ローラ25、および、加熱ローラ25に対向する加圧ローラ26を備えている。プロセスカートリッジ13において、用紙Sに転写されたトナー像は、用紙Sが加熱ローラ25と加圧ローラ26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Sに熱定着される。
2.プロセスカートリッジの詳細
(1)ドラムカートリッジ
ドラムカートリッジ15は、図2に示すように、幅方向から見て上下に扁平な略矩形状である。ドラムカートリッジ15は、その外郭をなすドラムフレーム30を備えている。
着脱口31は、天壁30Aにおいて後側略4分の3をなす領域に形成されている。入口32は、底壁30Bにおいて前寄りの位置に形成されている。入口32および出口33は、用紙S(図1参照)よりも幅広である。
ドラムフレーム30の内部は、前側略4分の1のドラム収容室34と、後側略4分の3のカートリッジ収容室35とに区画されている。ドラム収容室34とカートリッジ収容室35とは互いに連通している。
前述した着脱口31は、カートリッジ収容室35に対して上から直接連通している。カートリッジ収容室35の内部の後端部には、1対の押圧部材36が、幅方向に間隔を隔てて設けられている。各押圧部材36は、幅方向に薄い板状であって、幅方向から見て上側へ細くなっている。各押圧部材36は、ドラムフレーム30(ドラムフレーム30の左右の側壁または後壁)によって支持されており、この状態で、幅方向に延びる回動軸(図示せず)を中心に回動可能である。また、各押圧部材36は、図示しない付勢部材(ばね等)によって、幅方向から見て反時計回りに回動するように付勢されている。
(2)現像カートリッジ
図3および図4を参照して、現像カートリッジ16は、幅方向に長手で上下に扁平なボックス形状である。図3を参照して、現像カートリッジ16は、その外郭をなす筐体の一例としての現像フレーム40と、前述した現像ローラ22、供給ローラ23および層厚規制部材24と、アジテータ41とを主に備えている。
(2−1)現像フレーム
現像フレーム40は、樹脂製であり、幅方向に長手で上下に扁平なボックス形状である。現像フレーム40は、幅方向において間隔を隔てて対向配置される1対の側壁42と、天壁43と、底壁44と、連結壁の一例としての後壁45とを含んでいる。
段付き48は、貼付面49に対して上側から隣接する位置に、ねじ付け部50を有している。ねじ付け部50は、略ブロック形状であり、その前端面は、略垂直方向に沿って平坦である。ねじ付け部50の前端面の上寄りの位置には、前側へ少し突出する円柱状のボス51が一体的に設けられている。ボス51の前端面の円中心位置には、ねじ付け部50の内部へ向かって後側へ延びるねじ穴52が形成されている。
各側壁42の上端縁においてねじ付け部50よりも後側には、前後方向に細長く略水平方向に平坦な平坦面54が形成されている。平坦面54の前端部には、上側へ突出する位置決めボス55が一体的に設けられている。ねじ付け部50は、位置決めボス55よりも上側へ突出している。各側壁42には、後上側へ傾斜して延びて、貼付面49の上端部の幅方向内側端部と平坦面54の前端部の幅方向内側端部とを結ぶ傾斜面60が形成されている(左側の側壁42Lを参照)。
右側の側壁42Rの右側面において押圧ボス38より前側の領域には、第1軸56、第2軸57および第3軸58が、前側からこの順番で、一体的に設けられている。これらの軸は、側壁42Rの右側面から略水平方向に沿って右側へ突出している。第1軸56および第3軸58は、やや太い中空円筒状であり、第2軸57は、やや細長い中空円筒状である。
第1天壁61では、幅方向両端部が前下側(後上側)へ傾斜する傾斜壁63をなしているものの、これらの傾斜壁63に挟まれた部分は、略水平方向に沿って平坦である。第1天壁61において左右の傾斜壁63に挟まれた部分の上面には、下方へ窪む複数(ここでは4つ)の受け穴64が、幅方向にほぼ等しい間隔を隔てて形成されている。受け穴64は、平面視において、前後に長手である。第1天壁61において受け穴64が形成されている部分は、受け穴64に応じて下方へ突出する凸部65をなしている。そのため、凸部65の下端部65Aは、受け穴64の最深部に一致する部分である。
第2天壁62の下面では、左側、右側および後側のそれぞれの周縁部が、略水平方向に沿って平坦である。第2天壁62の前端部の幅方向両端部には、第2天壁62を上下に貫通する挿通穴68が形成されている。
底壁44は、第1底壁69と第2底壁70と第3底壁71とを前側からこの順で一体的に備えている。第3底壁71は、底壁44の後側略3分の2をなしている(図3参照)。
第1底壁69は、前下側へ延びており(図3も参照)、左右の側壁42の貼付面49の前側部分の間に架設されている。第2底壁70は、第1底壁69の後端縁から連続して後側へ延びており、幅方向から見て、下方へ円弧状に膨出している(図3も参照)。第3底壁71は、第2底壁70の後端縁から連続して後側へ延びており、幅方向から見て、下方へ円弧状に膨出している(図3も参照)。
ここで、現像フレーム40では、天壁43以外の部分(1対の側壁42、底壁44および後壁45)が一体形成されて第1フレーム46をなす一方で、天壁43は、第2フレーム47をなし、第1フレーム46とは別の部品となっている。つまり、現像フレーム40は、第1フレーム46と第2フレーム47とを分割可能に有している。ここで、現像フレーム40が樹脂製なので、第1フレーム46および第2フレーム47も樹脂製である。
すると、天壁43の第2天壁62の下面において、左側周縁部が左側の側壁42Lの上端縁における平坦面54に上から面接触し、右側周縁部が右側の側壁42Rの平坦面54に上から面接触し、後側周縁部が後壁45の上端縁の平坦面72に上から面接触する。また、天壁43の第1天壁61において、左側の傾斜壁63が左側の側壁42Lの傾斜面60に対して上から面接触し、右側の傾斜壁63が右側の側壁42Rの傾斜面60に対して上から面接触する。また、図6に示すように第1天壁61が左右のねじ付け部50の下端部の間に架設される。
この状態で、第1フレーム46と第2フレーム47との前述した面接触部分を、接着剤や超音波溶接等によって隙間なく接合すれば、第2フレーム47が第1フレーム46の左右の側壁42および後壁45に対して接合され(図3も参照)、現像フレーム40が完成する。
図3を参照して、現像フレーム40において左右1対の側壁42によって挟まれた内部空間は、現像ローラ収容室76と、現像室77と、トナー収容室78とに区画されている。現像ローラ収容室76、現像室77およびトナー収容室78は、前側からこの順番で配置されており、これらのうち前後に隣り合うもの同士は互いに連通している。現像ローラ収容室76の下端は、第1底壁69によって区画されており、現像室77の下端は、第2底壁70によって区画されており、トナー収容室78の下端は、第3底壁71によって区画されている。トナー収容室78にトナーが収容される。また、前述した左右のねじ付け部50は、前後方向において現像室77と同じ位置にある。
(2−2)現像ローラ、供給ローラおよびアジテータ
現像ローラ22は、現像ローラ収容室76に収容され、供給ローラ23は、現像室77に収容され、アジテータ41は、トナー収容室78に収容されている。
アジテータ41は、左右の側壁42間に架設されて幅方向に延びる回転軸41Aを中心に、右側面視で時計回りの方向へ回転自在である。回転軸41Aの右端部は、中空円筒状の第3軸58(図5参照)の内側部分から右側の側壁42Rの右側面に露出されている(図7(a)参照)。
この状態で、現像ローラギヤ81は、前側からカップリングギヤ83に噛合しており、供給ローラギヤ82は、下側からカップリングギヤ83に噛合しており、中継ギヤ84は、後側からカップリングギヤ83に噛合するとともに前側からアジテータギヤ85に噛合している。
本体ケーシング2に現像カートリッジ16が装着された状態において(図1参照)、この連結部材(図示せず)が左側へ進出して連結部89に嵌る。これにより、カップリングギヤ83が、幅方向に沿って外部の連結部材(図示せず)と連結するので、この状態で駆動源(図示せず)が駆動力を発生すると、カップリングギヤ83は、駆動力を受けて回転する。
ここで、図7(b)を参照して、現像フレーム40において、第1フレーム46の断面は、右上に延びる斜線のハッチングが施された部分であり、第2フレーム47の断面は、右下に延びる斜線のハッチングが施された部分である。
(2−3)層厚規制部材
図8を参照して、層厚規制部材24は、現像ローラ22に供給されたトナーの厚みを実際に規制するブレード100と、ブレード100を支持する支持部材101と、ブレード100を補強する補強部材102とを含んでいる。
支持部材101は、屈曲部101Aを中心にほぼ直角に折り曲げられており、屈曲部101Aに対して一方側(図9では下側)に位置する接触部および第1部の一例としての第1支持部105と、屈曲部101Aに対して他方側(図9では後側)に位置する第2部の一例としての第2支持部106とを一体的に含んでいる。
第1支持部105の幅方向両端部には、第1支持部105の上端縁から上側へ突出する取付部および第3部の一例としての突出部108が一体的に設けられている。各突出部108は、第1支持部105と同じ厚みを有する前後に薄い板状であり、各突出部108において、前側面は、第1支持部105の前側面と面一であり、後側面は、第1支持部105の後側面と面一である。そのため、幅方向から投影したときに、左右の突出部108と第1支持部105とは、垂直方向に延びる同一平面Y(図10参照)上に配置されている。左右の突出部108は、第1支持部105の一部とされる。
第2支持部106は、上下に薄く平面視で幅方向に細長い略矩形状の板状であり、その幅方向寸法は、左右の突出部108の間隔より若干小さい。第2支持部106の上下の側面は、略水平方向に沿って平坦である。つまり、第2支持部106は、略水平方向に沿って延びているので、幅方向から投影したときに、垂直方向に延びる前述した平面Y(図10参照)と交差する平面上に配置されることとなる。
補強部材102は、支持部材101と同様に、幅方向に細長い金属板を、幅方向から投影したときにL字状に折り曲げることで形成されている。補強部材102を構成する金属板は、剛性の高い(撓みにくい)金属で形成されており、その肉厚は、ブレード100の肉厚よりも厚い。そのため、補強部材102は、非常に頑丈である。
第2補強部115は、上下に薄く平面視で幅方向に細長い略矩形状の板状であり、その幅方向寸法は、第1補強部114の上端部の幅方向寸法とほぼ同じである。第2補強部115の上下の側面は、略水平方向に沿って平坦である。
そして、ブレード100を支持部材101に対して前から取り付ける。取り付けに際し、まず、ブレード100の右側の貫通穴103Rに対して支持部材101の右側の凸部109Rを後側から挿通してブレード100の右側部分を支持部材101の第1支持部105の右側部分に位置決めする。その後、貫通穴103R側を支点としてブレード100を後側へ傾ける。
次に、第1補強部114がブレード100よりも前側に位置するように補強部材102を配置してから、補強部材102を下降させる。すると、補強部材102では、第1補強部114がブレード100に対して前側から対向しながら下降するとともに、第2補強部115が、第2支持部106に対して上から対向しながら第1支持部105の左右の突出部108の間を下降する。
各ボス113が挿通穴117に嵌ることによって、補強部材102が支持部材101に対して位置決めされるとともに、第2補強部115が第2支持部106に対して上から面接触する(図10参照)。
以上により、図8に示すように、層厚規制部材24の組み立てが完了する。
まず、層厚規制部材24の取り付けに先立って、現像フレーム40の第2フレーム47の対向面66(図6参照)に対して、シール部材119を前側から貼り付ける(図3参照)。シール部材119は、スポンジ等で形成された幅方向に細長い帯状であり、正面視において、対向面66とほぼ同じ大きさを有している。シール部材119において対向面66から下側にはみ出た部分は、4つの凸部65の下端部65Aの前端面(対向面66と面一になっている面であり、図6参照)に貼り付けられる。
(3)ドラムカートリッジに対する現像カートリッジの装着
次に、ドラムカートリッジ15に対する現像カートリッジ16の装着(離脱)について説明する。ドラムカートリッジ15に対する現像カートリッジ16の着脱は、本体ケーシング2(図1参照)の外で行われる。
そして、前端の現像ローラ22側から順に着脱口31を通過するように、現像カートリッジ16を、下降させ、ドラムカートリッジ15のカートリッジ収容室35に収容する。その際、現像カートリッジ16の左右の押圧ボス38が、ドラムカートリッジ15において幅方向で同じ側にある押圧部材36に対して前上側から接触し、これによって、各押圧部材36は、前述した付勢部材(図示せず)の付勢力に抗して、幅方向から見て時計回りの方向へずれる。
この状態では、現像カートリッジ16における現像ローラ22のゴムローラ22Bの前側外周面が、現像フレーム40の開口75から前側に露出され、ドラムカートリッジ15の感光ドラム17の後側外周面に対して、幅方向全域に亘って、後側から対向している。
なお、ハンドル74を把持して現像カートリッジ16全体をドラムカートリッジ15の着脱口31より上側へ引き出せば、現像カートリッジ16をドラムカートリッジ15から離脱させることができる。
(4)現像カートリッジにおける動作
図3を参照して、上述した画像形成時には、トナー収容室78内のトナーは、アジテータ41の回転により攪拌されつつ、前側の現像室77に搬送され、供給ローラ23に供給される。その後、トナーは、現像室77において、供給ローラ23の回転によって現像ローラ22へ供給されて、現像ローラ22のゴムローラ22Bの外周面に担持される。
ここで、現像ローラ22と現像フレーム40の底壁44との隙間がロアフィルム80によって塞がれており、ブレード100と現像フレーム40の対向面66との隙間がシール部材119によって塞がれているので、これらの隙間からトナーが漏れることはない。
3.作用効果
(1)図6を参照して、現像カートリッジ16の現像フレーム40は、樹脂製であり、比較的ねじれやすい。図7(a)を参照して、この現像フレーム40は、外周面にトナーを担持する現像ローラ22を回転可能に支持している。
また、図10に示すように、現像カートリッジ16は、現像ローラ22の外周面上のトナーの層厚を規制するブレード100と、ブレード100を支持する支持部材101とを備えている。
(2)幅方向から投影したときに、カップリングギヤ83は、突出部108を除く支持部材101の全てと重なっているので、カップリングギヤ83の回転力は、支持部材101の屈曲部101Aによって効果的に受け止められることとなり、現像フレーム40のねじれを効果的に抑制できる。
(3)幅方向から投影したときに、カップリングギヤ83の回転中心83Aは、L字状の支持部材101によって2辺が区画される矩形Z(正方形または長方形)の内側に位置する。つまり、カップリングギヤ83は、その回転中心83A(回転力を発生する中心部分)が支持部材101の屈曲部101Aに接近するように配置されている。これにより、カップリングギヤ83の回転力は、屈曲部101Aによって効果的に受け止められることとなるので、現像フレーム40のねじれを効果的に抑制できる。
(4)図5を参照して、現像カートリッジ16の現像フレーム40は、現像ローラ22の幅方向における両端を支持する1対の側壁42(図4も参照)を有する樹脂製の第1フレーム46と、側壁42に対して接合される樹脂製の第2フレーム47とに分割可能である。
(5)幅方向から投影したときに、カップリングギヤ83の回転中心83Aは、接合部Xにおける第1フレーム46および第2フレーム47の少なくともいずれかと重なっている。つまり、カップリングギヤ83は、その回転中心83A(回転力を発生する中心部分)が接合部Xに重なるように配置されている。これにより、カップリングギヤ83の回転力は、接合部Xによって効果的に受け止められることとなるので、現像フレーム40のねじれを効果的に抑制できる。
(6)第1フレーム46は、図5に示すように、幅方向に沿って延びて1対の側壁42を連結する後壁45を有していて、第2フレーム47は、図3に示すように、側壁42だけでなく、後壁45に対しても接合される。そのため、第1フレーム46と第2フレーム47とが比較的強固に接合されるので、現像フレーム40全体(特に、カップリングギヤ83が設けられる端部)の剛性を高めることができ、現像フレーム40のねじれをより効果的に抑制できる。
4.変形例
前述した実施例では、層厚規制部材24において、支持部材101の第2支持部106と補強部材102の第2補強部115とをねじ118によって固定したが(図10参照)、溶接によって固定(溶着)してもよい。
22 現像ローラ
40 現像フレーム
42 側壁
45 後壁
46 第1フレーム
47 第2フレーム
83 カップリングギヤ
83A 回転中心
100 ブレード
101 支持部材
101A 屈曲部
X 接合部
Z 矩形
Claims (6)
- 樹脂製の筐体と、
前記筐体に回転可能に支持され、外周面に現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸方向における前記筐体の端部に回転可能に設けられ、前記現像剤担持体に駆動力を伝達する受動側軸継手であって、前記回転軸方向に沿って外部の駆動側軸継手と連結することによって回転する受動側軸継手と、
前記回転軸方向に沿って設けられ、前記現像剤担持体の外周面に接触することによって前記現像剤担持体の外周面上の現像剤の層厚を規制するブレードと、
前記回転軸方向から投影したときにL字状に折り曲げられており、前記ブレードを支持する支持部材とを備え、
前記回転軸方向から投影したときに、前記受動側軸継手は、前記支持部材の屈曲部と重なっていることを特徴とする、現像装置。 - 前記回転軸方向から投影したときに、前記受動側軸継手は、前記支持部材の全てと重なっていることを特徴とする、請求項1に記載の現像装置。
- 前記回転軸方向から投影したときに、前記受動側軸継手の回転中心は、L字状の前記支持部材によって2辺が区画される正方形または長方形の内側に位置することを特徴とする、請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記筐体は、前記現像剤担持体の回転軸方向における両端を支持する1対の側壁を有する樹脂製の第1フレーム、および、前記側壁に対して接合される樹脂製の第2フレームを備え、
前記回転軸方向から投影したときに、前記受動側軸継手は、前記第1フレームと前記第2フレームとの接合部と重なっ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現像装置。 - 前記回転軸方向から投影したときに、前記受動側軸継手の回転中心は、前記接合部における前記第1フレームおよび前記第2フレームの少なくともいずれかと重なっていることを特徴とする、請求項4に記載の現像装置。
- 前記第1フレームは、前記回転軸方向に沿って延びて1対の前記側壁を連結する連結壁を有し、
前記第2フレームは、前記連結壁に対して接合されることを特徴とする、請求項4または5に記載の現像装置。
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