JP2013250515A - 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 現像剤を収容する枠体に供給ローラを軸線方向から挿入する構成において、供給ローラの周面の破損を抑制する。
【解決手段】 現像剤を収容する枠体と、枠体の開口部に配置され、現像剤を担持して像担持体に現像剤像を形成する現像ローラと、枠体に設けられた貫通穴の中に回転軸を有し、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、を有する現像装置であって、貫通穴は、供給ローラを枠体の外側から供給ローラの軸線方向に挿入可能に形成され、供給ローラを貫通穴の内縁に摺擦せずに挿入可能な大きさを有する。
【選択図】 図11

Description

本発明は、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電子写真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。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)、ファクシミリ装置等が含まれる。また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体ドラムおよびそれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能にしたものである。そして、プロセス手段の例としては、電子写真感光体ドラムに作用する帯電手段、現像手段、およびクリーニング手段等が挙げられる。
プロセスカートリッジを構成している現像手段としての現像装置は、主として、現像剤を収容する枠体、現像ローラ、現像ローラにトナーを供給する供給ローラ、現像ローラ上の現像剤(以下トナー)の厚さを規制する現像剤規制部材を有する。
ここで、特許文献1においては、供給ローラを枠体に組み付ける方法として、供給ローラを供給ローラの軸線方向から枠体へ組み付ける方法が開示されている。特許文献1においては、枠体の側面に貫通穴を形成し、貫通穴から供給ローラを軸線方向に挿入することにより供給ローラを枠体に組み付けている。
特開2006−208689(第21頁 第8図)
特許文献1に記載の構成では、供給ローラを挿入する貫通穴が供給ローラの断面より小さいため、供給ローラを貫通穴に挿入する際に、供給ローラの周面が貫通穴の内縁に摺擦されてしまう。これにより、供給ローラの周面が破損する恐れがある。
そこで本発明の目的は、現像剤を収容する枠体に供給ローラを軸線方向から挿入する構成において、供給ローラの周面の破損を抑制する現像装置を提供することである。
上記目的を達成するための代表的な構成は、現像剤を収容する枠体と、枠体の開口部に配置され、現像剤を担持して像担持体に現像剤像を形成する現像ローラと、枠体に設けられた貫通穴の中に回転軸を有し、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、を有する現像装置であって、貫通穴は、供給ローラを枠体の外側から供給ローラの軸線方向に挿入可能に形成され、供給ローラを貫通穴の内縁に摺擦せずに挿入可能な大きさを有することを特徴とする現像装置である。
本発明によれば、現像剤を収容する枠体に供給ローラを軸線方向から挿入する構成において、供給ローラの周面の破損を抑制することができる。
本発明の実施形態に係る電子写真画像形成装置の構成図 本発明の実施形態に係る詳細図 本発明の実施形態におけるプロセスカートリッジの断面図 本発明の実施形態におけるプロセスカートリッジの外観斜視図 本発明の実施形態における現像ユニットの斜視図 実施例における現像装置の組立工程の斜視図 実施例における現像装置の組立工程の斜視図 実施例における現像装置の組立工程の斜視図 実施例における現像装置の組立工程の斜視図 実施例における現像装置の組立工程の詳細斜視図 実施例における現像装置の組立工程の斜視図 実施例における現像装置の組立工程の斜視図 実施例における現像装置の組立工程の斜視図 実施例における現像装置の組立工程の斜視図
〔実施例〕
本発明に係るプロセスカートリッジ及びカラー電子写真画像形成装置の実施形態について説明する。図1は本実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。
(画像形成装置の全体構成)
画像形成装置の全体構成について、図1を用いて説明する。図1に示す画像形成装置100は、4個のプロセスカートリッジの装着部(不図示)を有する。図1において、Y,M,C,Bkはそれぞれフルカラー画像の色分解成分色に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤(以下トナー)による画像を形成する第1〜第4の4つの作像ステーションである。前記Y,M,C,Bkは、装置本体100内に水平方向に対して傾斜して併設されている。
各作像ステーションY,M,C,Bkには、それぞれ像担持体としての電子写真感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)の周囲に感光体ドラム1の表面を一様に帯電させる帯電ローラ2(2a,2b,2c,2d)、感光体ドラム1に形成した潜像をトナーによって現像して可視像化する現像ローラ25(25a,25b,25c,25d)、感光体ドラム1に形成した現像剤像を記録媒体に転写した後に、感光体ドラム1に残留したトナーを除去するクリーニング部材6(6a,6b,6c,6d)等の電子写真プロセス手段が配置されている。尚、後述する通り、前記感光体ドラム1、帯電ローラ2、現像ローラ25、及び、クリーニング部材6は、一体的にプロセスカートリッジ7(7a,7b,7c,7d)に設けられており、装置本体100に対して着脱可能となっている。
また、画像形成装置本体におけるプロセスカートリッジ下側には画像情報に基づいて感光体ドラム1に選択的な露光を行い、感光体ドラム1に潜像を形成するためのスキャナユニット3が設けられている。
装置本体の下部には記録媒体Sを収納したカセット17が装着されている。そして、記録媒体Sが前記各感光体ドラム1の位置を通過して装置本体上方へ搬送されるように記録媒体搬送手段が設けられている。すなわち、カセット17内の記録媒体Sを1枚ずつ分離給送する給送ローラ54、給送された記録媒体Sを搬送する搬送ローラ対76、感光体ドラム1に形成される潜像と記録媒体Sとの同期を取るためのレジストレーションローラ対55が設けられている。また、プロセスカートリッジ7(7a、7b、7c、7d)の上方には各感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)上に形成したトナー画像を転写させるための中間転写手段としての中間転写ユニット5が設けられている。中間転写ユニット5には駆動ローラ56、従動ローラ57、各色の感光体ドラムに対向する位置に1次転写ローラ58(58a、58b、58c、58d)、2次転写ローラ70に対向する位置に対向ローラ59を有し、各ローラの周りに転写ベルト9が掛け渡されている。そして、前記転写ベルト9はすべての感光体ドラム1に対向し、且つ接するように循環移動し、1次転写ローラ58(58a、58b、58c、58d)に電圧を印加することにより、感光体ドラム1から転写ベルト9上に一次転写を行う。そして、転写ベルト9内に配置された対向ローラ59と2次転写ローラ70への電圧印加により、転写ベルト9のトナーを記録媒体Sに転写する。
画像形成に際しては、各感光体ドラム1を回転させ、帯電ローラ2によって一様に帯電させた感光体ドラム1にスキャナユニット3から選択的な露光を行う。これによって、感光体ドラム1に静電潜像を形成する。その潜像を現像ローラ25によって現像する。これによって、各感光体ドラム1に各色現像剤像を形成する。この画像形成と同期して、レジストローラ対55が、記録媒体Sを対向ローラ59と2次転写ローラ70とが転写ベルト9を介在させて当接している2次転写位置に搬送する。そして、2次転写ローラ70へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト上の各色現像剤像を記録媒体Sに2次転写する。これによって、記録媒体Sにカラー画像を形成する。前記のようにしてカラー画像が形成された記録媒体Sは、定着部74によって加熱、加圧されて現像剤像が定着される。その後、記録媒体Sは、排出ローラ72によって排出部75に排出される。尚、定着部74は、装置本体上部に配置されている。
(プロセスカートリッジ)
次に、本発明を実施したプロセスカートリッジについて説明する。図3は現像剤(以後、トナーと言う)を収納したプロセスカートリッジ7の主断面である。尚、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ7a、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ7b、シアン色のトナーを収納したカートリッジ7c、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ7dは同一構成である。
プロセスカートリッジ7(7a,7b,7c,7d)は、感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)、帯電ローラ2(2a,2b,2c,2d)、クリーニング部材6(6a,6b,6c,6d)を備えたクリーニングユニット26(26a,26b,26c,26d)と、現像ローラを有する現像装置としての現像ユニット4と(4a,4b,4c,4d)から構成されている。
前記クリーニングユニット26のクリーニング枠体27には、感光体ドラム1がドラム前軸受10、ドラム奥軸受11(図4参照)を介して回転自在に取り付けられている。感光体ドラム1の周上には、前述した通り帯電ローラ2、クリーニング部材6が配置されている。
さらに、クリーニング部材6によって感光体ドラム1表面から除去された残留トナーは除去トナー室27aに落下する。そしてクリーニングユニット26に本体駆動モータ(不図示)の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム1を画像形成動作に応じて回転駆動させる。帯電ローラ2は、帯電ローラ軸受28を介し、クリーニング枠体27に回転可能に取り付けられており、帯電ローラ加圧部材46により感光体ドラム1に向かって加圧され、感光体ドラム1に従動回転する。
現像ユニット4は、主な構成として、現像枠体31と、現像ローラ25と、トナー供給ローラ34と、現像ブレード35と、トナー搬送部材36と、を有する。現像枠体31は現像剤を収容する。現像ローラ25は、現像枠体の両側にそれぞれ取り付けられた現像前軸受12、現像奥軸受13(図5参照)を介して回転自在に現像枠体31に支持されており、現像枠体31の開口部31sに配置されている。現像ローラ25は、周面にトナーを担持し、感光体ドラム1と接触して図3矢印B方向に回転し、感光体ドラム1に形成された静電潜像を現像して現像剤像を形成する。トナー供給ローラ34は、発泡層としてのウレタンフォーム層を表面に有し、回転軸部材として供給ローラ軸34hを有する。トナー供給ローラ34は、現像ローラ25に接触して図3矢印C方向に回転し、現像ローラ25にトナーを供給する。現像ブレード35は、トナー供給ローラ34と現像ローラ25上のトナー層を規制する。トナー搬送部材36は、現像枠体31のトナー収容部31aに設けられ、収容されたトナーを撹拌するとともに前記トナー供給ローラ34へトナーを搬送する。
図4はプロセスカートリッジの外観斜視図である。クリーニングユニット26に対し現像ユニット4が回転自在に取り付けられている。現像ユニット4は、現像前軸受12、現像奥軸受13の吊り穴12a、13a(図5参照)に、クリーニング枠体27に圧入される前支持ピン14、奥支持ピン15が係合されることで、クリーニング枠体27に対し回転自在に支持されている(図3、図4参照)。またクリーニング枠体27には感光体ドラム1を回転自在に支持するドラム前軸受10、ドラム奥軸受11が設けられている。そしてドラム奥軸受11には電子写真感光体ドラムに画像形成装置本体の駆動力を伝達するために感光体ドラム1に結合されたドラムカップリング16を支持している。
また、図5に示す現像ユニット4は、プロセスカートリッジ7の画像形成時においては、現像枠体31に設けられた加圧バネ38と、現像前軸受12に設けられた引張りバネ39によりクリーニングユニット26に付勢される構成となっている。このバネにより現像前軸受12、現像奥軸受13の穴12a、13aが回動中心となり、現像ローラ25が感光体ドラム1に接触するための加圧力となる。
尚、感光体ドラム1と現像ローラ25が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム1は剛体とし、現像ローラ25は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
次に、プロセスカートリッジの画像形成に関する一連の動作を説明する(図1、図3参照)。画像情報が画像形成装置に送られると、不図示の本体駆動モーターが回転を開始し、感光体ドラム1に駆動を伝達する。そして帯電ローラ2に画像形成装置本体から帯電バイアス電圧が印加され、感光体ドラム1の表面を一様に帯電させる。そして画像情報に応じ、スキャナユニット3から露光が行われ潜像画像が感光体ドラム1上に形成される。
そして現像枠体31内のトナーは、現像剤搬送機構36によってトナー供給ローラ34へ送り込まれる。そしてトナー供給ローラ34が、現像ローラ25の外周にトナーを供給する。供給されたトナーは現像ブレード35により現像ローラ25の外周に摩擦帯電される。そして現像ローラ25に装置本体から現像バイアス電圧を印加する。これにより、電子写真感光体ドラム1に形成された静電潜像を現像する。尚、現像ローラ25は感光体ドラム1と対向して配置されている。そして、現像ローラ25は、感光体ドラム1に接触して、感光体ドラム1に形成された静電潜像を現像する構成となっている。
(現像ユニット構成)
本発明に係る現像ユニット4の詳細構成の説明を行う。図6、図11に示すように、現像枠体31は一端側面に貫通穴31fを有しており、貫通穴31fは、供給ローラ34を現像枠体31の外側から供給ローラ軸線p方向に挿入可能に形成されている。また、図2に示すように貫通穴31fは、供給ローラ34を挿入するための挿入穴31fa(挿入部)と供給ローラ軸34hをガイドする第1のガイド穴31fb(ガイド部)を有している。図2に示すように、挿入穴31faは供給ローラ断面より大きく形成され(すなわち、軸線pに垂直な貫通穴の断面が軸線pに垂直な供給ローラの断面より大きい)、供給ローラ34を挿入し易くしている。これにより、供給ローラ34を挿入穴31faに挿入する際に、供給ローラ34と挿入穴31の内縁との摺擦を抑制することができる。したがって、供給ローラ34の損傷を抑制することができる。
供給ローラ34を現像枠体31に挿入していく過程において、供給ローラ軸34gは、現像枠体31の長手他端側に設けた第2のガイド穴31gに挿入される(図7参照)。
現像枠体31の一端に設けた挿入穴31faと第1のガイド穴31fbは供給ローラ34が移動できるように連結している。供給ローラを軸方向に挿入した後は、図8と図9に示すように、供給ローラ軸34hを挿入穴位置(図8参照)から第1のガイド穴位置へ(図9のR方向へ)移動させて保持する。
その後、図10〜図12に示すようにブッシュ部材81を組み付けることにより、供給ローラ軸34hは現像枠体31に設けた第1のガイド穴31fbにおいてブッシュ部材81に設けた第3のガイド穴81aによりガイドされ保持される。
さらに、図13に示すように、円筒状のブッシュシール部材82(82a、82b)を供給ローラ軸両端にそれぞれ挿入し、さらに軸受部材(現像前軸受12、現像奥軸受13)を組み付けることにより、供給ローラ34の断面方向の位置が決まる。
なお、図11において、仮に画像形成時の供給ローラ位置の軸上に供給ローラ34よりも大きい径の挿入穴を空けた場合、現像ローラ端部からのトナー漏れを抑制する端部シール部材の貼り付け面31kを枠体31に形成することができなくなる。これに対し、本実施例では、供給ローラ34を挿入するために現像枠体31に設けた挿入穴31faを、現像時における供給ローラの位置に対応する第1のガイド穴からずれた位置に配置している。すなわち、供給ローラ34の挿入時における供給ローラ34の軸線pと貫通穴31fとが交差する位置が現像時における供給ローラ34の軸線pと貫通穴31fとが交差する位置よりも現像ローラ25から遠くなるように、貫通穴が形成されている(供給ローラの軸線方向に垂直な断面において挿入穴31faの中心が第1のガイド穴31fbの中心よりも現像ローラから遠い位置にある)。従って、枠体31に端部シールの貼り付け面31kを形成しつつ、供給ローラ34の外径よりも大きな貫通穴31fを形成することが可能となる。
また、図11に示したように、供給ローラ軸34hのガイドとして、現像枠体31の第1のガイド穴31fbとブッシュ部材81に設けた第3のガイド穴81aによりガイド穴を形成することにより、現像軸受部材(12、13)を組み付けるまでの間、供給ローラ34を現像枠体31に接触させることなく保持することができる。
(現像ユニットの組立方法)
次に、本発明に係る現像ユニット4の組立方法(製造方法)の説明を行う。
図6に示したように、供給ローラ34を現像枠体31の外側から挿入穴31fに供給ローラ軸線p方向に挿入する。図2に示すように、挿入穴31faは供給ローラ最大外径より大きく形成し、供給ローラ34を挿入し易くしている。これにより、供給ローラ34を挿入穴31faに挿入する際に、供給ローラ34と現像枠体31との摺擦を抑制することができる。したがって、供給ローラ34の損傷を抑制することができる。挿入する過程において、供給ローラ軸34gを現像枠体31の他端側側面に設けた第2のガイド穴31gに合うように供給ローラ34を傾けて、供給ローラ軸34gを第2のガイド穴31gに挿入する(図7参照)。
次に、図8、図9に示したように、供給ローラ軸34gを第2のガイド穴31gに保持した状態で、一端側端部の供給ローラ軸34hを挿入穴31faから第1のガイド穴31fbへ移動する(現像ローラにトナーを供給するための位置に向けて供給ローラを移動する)。供給ローラ軸34hを第1のガイド穴31fbに保持した状態で、ブッシュ部材81を組み付ける。ブッシュ部材81は、現像枠体31に設けた挿入穴31faと嵌合することによる現像室内のトナーの流出を防止する役割と、供給ローラ軸34hを第1のガイド穴31fbによりガイドすることにより、現像軸受部材(12、13)を組み付けるまで、供給ローラ34を支持する役割をもつ(図10、図11参照)。
次に、図13に示すように、円筒状のブッシュシール部材82(82a、82b)を供給ローラ軸両端(34g、34h)にそれぞれ挿入する。ブッシュシール部材(82a、82b)は、現像軸受部材(12,13)とそれぞれ現像枠体31及びブッシュ部材81により、供給ローラ軸方向に圧縮され、ガイド穴と供給ローラ軸の隙間からトナーが流出することを防止している。
さらに、端部シール部材83を現像枠体31の貼り付け面31kに貼り、規制部材35を締結部材(135a、135b)により現像枠体31に組み付ける。(図13参照)
さらに、図13、図14に示すように現像軸受部材(12、13)を組み付ける。現像軸受部材はそれぞれ現像ローラ25と供給ローラ34を回転可能に支持する。支持方法として、現像ローラ端部の現像ローラ軸25a、25bをそれぞれ現像軸受部材に設けた軸受穴12a、13aに挿入することにより、現像ローラ25を支持する。また、供給ローラ軸(34g、34h)をそれぞれ現像軸受部材の軸受穴(12b、13b)に挿入することにより、供給ローラ34を支持することができる。現像軸受部材(12、13)を組み付けた後、現像軸受部材(12、13)を固定するため、締結部材(112a、112b、113a,113b)により現像軸受部材(12,13)を現像枠体31に組み付ける。
このように現像ユニットを組み立てることで、供給ローラ34と挿入穴31の内縁との摺擦を抑制することができる。したがって、供給ローラ34の損傷を抑制することができる。
S 記録媒体
G トナー
1(1a〜1d) 感光体ドラム
3 スキャナユニット
4(4a〜44d) 現像ユニット(現像装置)
6(6a〜6d) クリーニング部材
7(7a〜7d) プロセスカートリッジ
13c トナー収納部
25(25a〜25d) 現像ローラ
25g ゴムローラ部
25j 現像ローラ軸
25k 現像ローラ回転中心
26(26a〜26d) クリーニングユニット
27 クリーニング枠体
30 トナー容器
31 現像枠体
31f 貫通穴
31fa 挿入穴
31fb 第1のガイド穴
31g 第2のガイド穴
31k 端部シール貼り付け面
34 トナー供給ローラ
34g 供給ローラ軸
34h 供給ローラ軸
35 現像ブレード
36 トナー搬送部材
81 ブッシュ部材
82 ブッシュシール部材
83 端部シール部材
100 画像形成装置

Claims (10)

  1. 現像剤を収容する枠体と、
    前記枠体の開口部に配置され、前記現像剤を担持して像担持体に現像剤像を形成する現像ローラと、
    前記枠体に設けられた貫通穴の中に回転軸を有し、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、
    を有する現像装置であって、
    前記貫通穴は、前記供給ローラを前記枠体の外側から前記供給ローラの軸線方向に挿入可能に形成され、前記供給ローラを前記貫通穴の内縁に摺擦せずに挿入可能な大きさを有することを特徴とする現像装置。
  2. 現像剤を収容する枠体と、
    前記枠体の開口部に配置され、前記現像剤を担持して像担持体に現像剤像を形成する現像ローラと、
    前記枠体に設けられた貫通穴の中に回転軸を有し、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、
    を有する現像装置であって、
    前記貫通穴は、前記供給ローラを前記枠体の外側から前記供給ローラの軸線方向に挿入可能に形成され、
    前記軸線に垂直な前記貫通穴の断面が前記軸線に垂直な前記供給ローラの断面より大きいことを特徴とする現像装置。
  3. 前記供給ローラの挿入時における前記供給ローラの軸線と前記貫通穴とが交差する位置が現像時における前記軸線と前記貫通穴とが交差する位置よりも前記現像ローラから遠くなるように、前記貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
  4. 前記貫通穴は、前記供給ローラを挿入するための挿入部と、前記現像ローラに前記現像剤を供給するための位置に前記供給ローラをガイドするためのガイド部と、を有し、
    前記軸線方向に垂直な断面において前記挿入部の中心が前記ガイド部の中心よりも現像ローラから遠い位置にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の現像装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の現像装置と、前記像担持体とを有し、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  6. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    請求項1〜4に記載の現像装置と、
    前記像担持体と、
    記録媒体を搬送する搬送手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  7. 現像剤を収容する枠体と、
    前記枠体の開口部に配置され、前記現像剤を担持して像担持体に現像剤像を形成する現像ローラと、
    前記枠体に設けられた貫通穴の中に回転軸を有し、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、
    を有し、前記供給ローラを前記貫通穴の内縁に摺擦せずに挿入可能な大きさの貫通穴を前記枠体が有する現像装置の製造方法であって、
    前記供給ローラを前記枠体の外側から前記供給ローラの軸線方向に前記貫通穴に挿入する工程を有することを特徴とする現像装置の製造方法。
  8. 請求項7に記載の現像装置の製造方法であって、
    前記工程の後に前記供給ローラを前記現像ローラに前記現像剤を供給するための位置に向けて移動させる工程を有することを特徴とする現像装置の製造方法。
  9. 現像剤を収容する枠体と、
    前記枠体の開口部に配置され、前記現像剤を担持して像担持体に現像剤像を形成する現像ローラと、
    前記枠体に設けられた貫通穴の中に回転軸を有し、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、
    を有し、前記供給ローラの軸線に垂直な前記供給ローラの断面より前記軸線に垂直な断面が大きい貫通穴を前記枠体が有する現像装置の製造方法であって、
    前記供給ローラを前記枠体の外側から前記供給ローラの軸線方向に前記貫通穴に挿入する工程を有することを特徴とする現像装置の製造方法。
  10. 請求項9に記載の現像装置の製造方法であって、
    前記工程の後に前記供給ローラを前記現像ローラに前記現像剤を供給するための位置に向けて移動させる工程を有することを特徴とする現像装置の製造方法。
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