JP2016161617A - 画像形成装置に着脱可能なユニット、及び、画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気接点部の厚みを増やすことなく、隣接する電気接点部の沿面距離を確保することが可能な、画像形成装置に着脱可能なユニットを提供する。【解決手段】画像形成装置100の装置本体100Aに着脱可能なユニット7において、前記ユニットの枠体18の外面に間隔をあけて配置され、所定の厚みtを有する、少なくとも二つの電気接点部41を有し、隣接する電気接点部41の間に前記枠体で形成された凸部43であって、前記電気接点部と枠体18の外面との接合界面45と同一の高さから形成され、隣接する電気接点部41を仕切る方向に延在している凸部を有する。【選択図】図1

Description

本発明は電子写真画像形成方式(電子写真プロセス)などの画像形成装置に着脱可能なユニット、および、画像形成装置に関する。
画像形成装置は電子写真画像形成方式、静電記録画像形成方式、磁気記録画像形成方式などの適宜の画像形成プロセスを用いて記録材(記録媒体)に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、複写機、プリンタ(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、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機(マルチファンクションプリンタ)などが含まれる。
画像形成装置に着脱可能なユニットとしては、例えば、少なくとも、潜像が形成される像担持体と、潜像を現像剤(トナー)で現像する現像手段を備えた、いわゆる一体型のプロセスカートリッジが挙げられる。像担持体としては、電子写真画像形成方式における感光体、静電記録画像形成方式における誘電体、磁気記録画像形成方式における磁性体などが挙げられる。また、中間転写ベルトや中間転写ドラムなどの中間転写体が挙げられる。
以下、電子写真画像形成方式を用いたプリンタ等の画像形成装置を例にして説明する。この画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体(以下、「感光体」という)を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体を選択的に露光することによって、感光体上に静電像を形成する。次いで、感光体上に形成された静電像を、現像剤としてのトナーでトナー像として顕像化する。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシート等の記録材に転写し、記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。
このような画像形成装置には、一般に、各種の画像形成プロセス手段のメンテナンスを必要とする。メンテナンスを容易にするために、上述のような感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置(装置本体)に着脱可能なプロセスカートリッジとすることが実用化されている。プロセスカートリッジ方式によれば、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。
このようなプロセスカートリッジには、感光体を有するクリーニングユニット、現像手段を有する現像ユニット、現像剤を供給するトナーユニットなどのユニットを持つ構成が知られている。
そして、特許文献1のように、現像ユニットの現像ローラ及びトナー供給ローラを支持する軸受部材には、現像ローラ及びトナー供給ローラに印加電圧を供給するための電気接点部が設けられている。電気接点部は、導電性の樹脂を二色成形することで形成されている。また、隣接する電気接点部の間に凹部を形成することで、隣接する電気接点部がお互いに電気的影響を及ぼさないための沿面距離が確保されている。
特開2013―127575号公報
本発明は前述した従来の構成をさらに発展させたものである。前述した構成は、プロセスカートリッジに設けられた隣接する電気接点部において、隣接する電気接点部の間に凹部を形成することで、隣接する電気接点部がお互いに電気的影響を及ぼさないための沿面距離を確保している。このように上述の構成では、電気接点部の下面部より下方に凹部を形成するために、電気接点部の厚みが厚くなってしまうという課題がある。
そこで本発明では、電気接点部の厚みを増やすことなく、隣接する電気接点部の沿面距離を確保することが可能な、画像形成装置に着脱可能なユニットを提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置に着脱可能なユニットの代表的な構成は、画像形成装置の装置本体に着脱可能なユニットにおいて、前記ユニットの枠体の外面に間隔をあけて配置され、所定の厚みを有する、少なくとも二つの電気接点部を有し、隣接する電気接点部の間に前記枠体で形成された凸部であって、前記電気接点部と枠体の外面との接合界面と同一の高さから形成され、隣接する電気接点部を仕切る方向に延在している凸部を有することを特徴とする。
本発明によれば、電気接点部の厚みを増すことなく隣接する電気接点部の沿面距離を確保することができる。
実施例1のプロセスカートリッジの電気接点部の断面図 実施例1の画像形成装置の概略断面図 プロセスカートリッジの概略断面図 プロセスカートリッジの全体斜視図 (a)乃至(c)は現像枠体の二色成形フロー図 (a)は実施例1の電気接点部の断面図、(b)は比較例の電気接点部の断面図 (a)は実施例2の電気接点部の断面図、(b)は比較例の電気接点部の断面図 実施例3の構成説明図 実施例4の構成説明図 実施例5の構成説明図
《実施例1》
[画像形成装置]
図2は画像形成装置の一例の概略断面図である。この画像形成装置100は電子写真プロセスを用いて記録媒体としての記録材12にフルカラー画像を形成するカラー画像形成装置である。画像形成装置100の装置本体100A内には、複数の画像形成部として、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像を形成するための第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。
第1〜第4の画像形成部SY、SM、SC、SKの構成及び動作は、形成するトナー画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、Y、M、C、Kは省略して、総括的に説明する。
本実施例の画像形成装置100は、4個の像担持体としての感光体ドラム1(以下、ドラムと記す)を有する。ドラム1は、図示矢印A方向に回転する。ドラム1の周囲には帯電ローラ2及びスキャナユニット(露光装置)3が配置されている。帯電ローラ2はドラム1の表面を均一に帯電する帯電手段である。スキャナユニット3は帯電されたドラム面に画像情報に基づきレーザーを照射してドラム上に静電像(静電潜像)を形成する露光手段である。
又、ドラム1の周囲には現像装置(以下、現像ユニットと記す)4及びクリーニングブレード6が配置されている。現像ユニット4はドラム1に形成された潜像をトナー(現像剤)で現像する。本実施例では、現像ユニット4は、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーTを用いる。現像ユニット4は、現像剤担持体(現像手段)としての現像ローラ17をドラム1に対して接触させて接触現像を行うものである
又、4個のドラム1に対向して、ドラム1上のトナー像を記録材12に転写するための中間転写体(第2の像担持体)としての中間転写ベルト(以下、ベルトと記す)5が配置されている。クリーニングブレード6はドラム1からベルト5へのトナー像の転写後のドラム面から転写残トナーを除去するクリーニング手段である。クリーニングブレード6によりドラム1から除去された転写残トナー(廃トナー)は除去現像剤収容部(以下、廃トナー収容部と記す)14aに収容される。
本実施例では、各画像形成部Sにおいて、ドラム1、帯電ローラ2、クリーニングブレード6、および廃トナー収容部14aが感光体ユニット13を形成している。さらに本実施例では、現像ユニット4および感光体ユニット13を一体的にカートリッジ化してプロセスカートリッジ7を形成している。
各プロセスカートリッジ7は、それぞれ、画像形成装置100の装置本体100Aに設けられた装着ガイドや位置決め部材などの装着手段(不図示)により取り外し可能に装着される。即ち、本実施例において、上記のプロセスカートリッジ7が画像形成装置100の装置本体100Aに着脱可能なユニットである。
本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ7は全て同一形状を有している。各プロセスカートリッジ7の現像ユニット4内には、それぞれ、Y色、M色、C色、K色の各色のトナーT(TY、TM、TC、TK)が収容されている。
ベルト5は、全てのドラム1に当接し図示矢印B方向に回転する。ベルト5は、複数の支持部材(駆動ローラ51、二次転写対向ローラ52、従動ローラ53)に掛け渡されている。ベルト5の内周面側には、各ドラム1に対向するように、一次転写手段としての、4個の一次転写ローラ8が並設されている。又、ベルト5の外周面側において二次転写対向ローラ52に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ9が配置されている。
[画像形成プロセス]
画像形成時には、先ず、ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット3から発された画像情報に応じたレーザー光によって、帯電したドラム1の表面が走査露光され、ドラム1上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次いで、ドラム1上に形成された静電潜像は、現像ユニット4によってトナー像として現像される。ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ8の作用によって写ベルト5上に転写(一次転写)される。
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第1〜第4の画像形成部SY、SM、SC、SKにおいて順次に行われ、ベルト5上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。その後、ベルト5の移動と同期して記録材12が二次転写部へと搬送される。
記録材12はカセット26に積載収容されており、給送ローラ27・28によって1枚分離給送されて上行搬送路(記録材を搬送するための搬送手段)29に導入され、レジストローラ対30により所定の制御タイミングにて二次転写部へ搬送される。そして、記録材12を介してベルト5に当接している二次転写ローラ9の作用によって、ベルト5上の4色重ね合わせのトナー像が一括して記録材12上に二次転写される。
トナー像が転写された記録材12は、定着手段としての定着装置10に搬送される。そして、定着装置10において記録材12に熱及び圧力を加えられることで、記録材12にトナー像が定着される。定着装置10を出た記録材12は画像形成物として画像形成装置上面の排出トレイ31上に排出される。
一次転写工程後にドラム1上に残留した一次転写残トナーは、クリーニングブレード6によって除去される。また、二次転写工程後にベルト5上に残留した二次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置11によって除去される。除去された転写残トナー(廃トナー)はそれを搬送する搬送手段を備えた廃現像剤搬送ユニット(不図示)により、装置本体100A内の廃トナーボックス86に排出される。
画像形成装置100は、所望の単独又はいくつか(全てではない)の画像形成部Sのみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
[プロセスカートリッジ]
次に、本実施例のプロセスカートリッジ7の全体構成について、図3、図4を用いて説明する。図3はプロセスカートリッジ7の概略断面図である。図4はプロセスカートリッジ7の全体斜視図である。
現像ユニット4は現像ユニット4内の各種要素を支持する現像枠体18を有する。現像ユニット4にはドラム1と接触して図示矢印D方向(反時計方向)に回転する現像剤担持体(現像手段)としての現像ローラ17が設けられている。現像ローラ17はその長手方向(回転軸線方向)の両端部において軸受を介して回転可能に現像枠体18に支持されている。
また、現像ユニット4は現像剤収納室(以下、トナー収納室)18aと、現像ローラ17が配設された現像室18bと、を有する。現像室18bには現像ローラ17に接触して矢印E方向に回転する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ20と現像ローラ17のトナー層を規制するための現像剤規制部材としての現像ブレード21が配置されている。また、現像枠体18のトナー収納室18aには収容されたトナーTを撹拌するとともに前記トナー供給ローラ20へトナーを搬送するための撹拌部材23が設けられている。
そして、現像ユニット4はクリーニング枠体14に固定支持された嵌合軸24を中心にして感光体ユニット13に対して回動自在に結合されている。現像ユニット4は自由状態においては現像ローラ17がドラム1に当接する方向に嵌合軸24を中心に回動するように付勢手段としての加圧バネ(引っ張りバネ)25により回動付勢されている。
プロセスカートリッジ7は装置本体100Aに対して所定に装着されている状態においてクリーニング枠体14が装置本体100Aに位置決め固定されている。画像形成装置100の画像形成動作時においては現像ユニット4は自由状態にされる。これにより、現像ローラ17がドラム1に対して所定の押圧力で当接した現像可能状態に保持される。
画像形成装置100の非画像形成時においては、現像ユニット4は装置本体100A側の動作部材(不図示)の動作によりバネ25の付勢力に抗して嵌合軸24を中心に現像ローラ17がドラム1から離間する方向に回動された所定の退避位置に移動される。これにより、現像ローラ17はドラム1に対する当接が解除された状態に保持される。
プロセスカートリッジ7の現像枠体18の外面には、図4に示すように、装置本体側の電源部(不図示)からの印加電圧を現像ローラ17、トナー供給ローラ20及び現像ブレード21にそれぞれ供給するための3つの電気接点部41が設けられている。
プロセスカートリッジ7が装置本体100Aに対して所定に装着されている状態において、上記の3つの電気接点部41に対してそれぞれ装置本体100A側の対応する本体電気接点(不図示)が当接して電気的に導通した状態になる。これにより、装置本体100A側の電源部からの所定の印加電圧を現像ローラ17、トナー供給ローラ20及び現像ブレード21に対してそれぞれ供給することができるようになっている。
[感光体ユニット]
感光体ユニット13は、感光体ユニット13内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体14を有する。クリーニング枠体14には、一端側と他端側の軸受部32・33を介してドラム1が図3に示す矢印A方向に回転可能に取り付けられている。
また、クリーニング枠体14には、帯電ローラ軸受15が、帯電ローラ2の回転中心とドラム1の回転中心とを通る線に沿って、取り付けられている。ここで、帯電ローラ軸受15は図3に示す矢印C方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ2は帯電ローラ軸受15に回転可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ軸受15は付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ16によりドラム1に向かって付勢される。
プロセスカートリッジ7が装置本体に対して所定に装着されている状態においてクリーニング枠体14側の電気接点(不図示)と装置本体100A側の対応する本体電気接点(不図示)とが当接して電気的に導通した状態になる。これにより、装置本体100側の電源部(不図示)からの印加電圧を帯電ローラ2に供給することができるようになっている。
また、クリーニングブレード6は、一次転写後にドラム1の表面に残った転写残トナー(廃トナー)を除去するための弾性部材6aと、弾性部材を支持するための支持部材6bとが一体に形成されている。
クリーニングブレード6によって感光体ドラム1の表面から除去された廃トナーは、クリーニングブレード6とクリーニング枠体14により形成される空間を重力方向に落下し、廃トナー収容部14a内に収容される。
[電気接点構成]
次に、電気接点部41の構成について詳しく説明する。前述したように、本実施例のプロセスカートリッジ7における現像枠体18の外面には、装置本体100A側からの印加電圧を現像ローラ17、トナー供給ローラ20及び現像ブレード21に供給するための3つの電気接点部41が設けられている。各電気接点部41はそれぞれ独立し、間隔をあけて隣接して設けられている。
この3つの各電気接点部41は、本実施例においては、現像枠体18の外面に対して二色成形を行うことで、矩形形状で且つ所定の厚みtを持たせて一体に成形されている。即ち、現像枠体18は電気絶縁性樹脂材料を用い、各電気接点部41は導電性樹脂材料を用い、枠体18と各電気接点部41とを異材質成形することで外面に所定の厚みを有する適宜の平面形状の電気接点部41が一体に設けられた現像枠体18を製造している。図5は各電気接点部41の二色成形の手順を示したものである。
図5の(a)は、現像枠体18が成形される様子を示したものである。金型はキャビ金型(枠体成形時)52a、コア金型51及びコア金型51のガイド部54に対してスライド可能に設けられたコアバック金型53から構成されている。
図5の(b)は、現像枠体18に対して各電気接点部41が二色成形される様子を示している。各電気接点部41の二色成形時には、キャビ金型52a(枠体成形時)はキャビ金型52b(電気接点部成形時)に交換される。かつコア金型51のガイド部54に対してスライド可能に設けられたコアバック金型53が矢印方向(図示)に退避(コアバック技術)し、電気接点部41が成形される。
図5の(c)は、電気接点部41が二色成形された現像枠体18が金型から離型された状態を示している。
各電気接点部41の表面に対して本体側電気接点が当接する。また、各電気接点部41は現像枠体18の肉厚を貫通して現像枠体18の内面側に至る脚部41aを有する。脚部41bは電路形成部材(不図示)を介して対応する現像ローラ17又はトナー供給ローラ20又は現像ブレード21に対して電気的に接続される。
また、本実施例においては、隣接する電気接点部41の間に現像枠体18で形成された凸部43が設けられている。この凸部43は電気接点部41と現像枠体18の外面との接合界面45と同一の高さから形成され、隣接する電気接点部41を仕切る方向に延在(延伸)している。
本実施例においては、上記の仕切り凸部43に加えて、図4に示すように、3つの電気接点部41の全体を囲むように現像枠体18で形成された枠状凸部44が設けられている。42aは上記の仕切り凸部43と枠状凸部44とにより各電気接点部41の周りに形成された凹部である。各電気接点部41はそれぞれ上記の凸部43、44で囲まれている。上記の仕切り凸部43、枠状凸部44、凹部42aは、前述したコアバック技術を用いる時に、コア金型51、ガイド部54によって形成される形状である。本実施例では凸部43、44はそれぞれ横断面において矩形の形状にしている。
図1の(a)は上記3つの電気接点部41部分の断面を示したものである。(b)は(a)の部分的な拡大図である。図1に示すように、現像枠体18で形成された仕切り凸部43は電気接点部41と現像枠体18の外面との接合界面45と同一の高さから形成され、隣接する電気接点部41を仕切る方向に延在している。このように凸部43を設けることで、隣接する電気接点部41がお互いに電気的影響を及ぼさないための沿面距離47を確保することが可能となる。
図6の(a)は本実施例1における電気接点部41部分の断面、(b)は比較例の電気接点部41部分の断面を示している。
(a)は、隣接する電気接点部41の間に枠体18で形成された凸部43であって、電気接点部41と枠体18の外面との接合界面45と同一の高さから形成され、隣接する電気接点部(41)を仕切る方向に延在している凸部を有する構成である。G1はこの構成における電気接点部41を配設した枠体部分の厚みである。
(b)は、隣接する電気接点部41の間に、電気接点部41と現像枠体の外面との接合界面45より下方に凹部42bを形成して沿面距離47を確保している構成である。G2はこの構成における電気接点部41を配設した枠体部分の厚みである。
(a)の構成と(b)の構成は同じ沿面距離47を確保している。しかし、(a)の構成は(b)の構成よりも電気接点部41を配設した枠体部分の薄型化が可能となる(G1<G2)。
《実施例2》
本実施例2は、図7の(a)のように、隣接する電気接点部41の間に設けられた凸部43の高さhを電気接点部41の上面部44と同一の高さにしている。これにより、実施例1の図6の(a)の構成と同様に必要な沿面距離を確保することができる。また、凸部43が電気接点部41の上面部44と実質同一の高さであることで、物流時等に電気接点部41の角部と他の物体60とが干渉(衝突)して電気接点部41の角部が破損してしまうことを防止することが可能となる。
図7の(b)は図6の(b)の比較例と同じ構成であり、この構成の場合は、上記のような凸部43が存在しないので、凹部42bに他の物体60が入り込みやすく、そのために電気接点部41の角部に破損を生じさせやすい。
《実施例3》
実施例1や2において枠状凸部44を無しにして、図8のように、仕切り凸部43だけを具備させた構成にすることもできる。
《実施例4》
また、図9のように、仕切り凸部43を複数形成して沿面距離47を更に確保する構成のすることもできる。
《実施例5》
また、凸部43や44は、図10のように、横断面おいて山形の形状にすることもできる。また、その他、横断面おいて半円や台形等の形状のものにすることもできる。
《その他の事項》
(1)仕切り凸部43は延伸方向に沿ってストレートでなくとも屈曲或いは蛇行した形態のものにすることもできる。
(2)電気接点部41の個数は実施例の3つに限定されるものではなく、少なくとも二つであり、4つ以上であってもよい。形状や配列形態は任意である。
(3)画像形成装置100の装置本体100Aに着脱可能なユニットは、実施例の、少なくとも、ドラム(像担持体)1と、ドラム上の潜像を現像剤Tで現像する現像ユニット(現像手段)4を備えたいわゆる一体型のプロセスカートリッジ7に限られない。
上記のユニットは、少なくとも、ドラム1と、現像ユニット4を除く画像形成プロセス手段を備えたいわゆる分離型のプロセスカートリッジであってもよい。また、ドラム1に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段4を備えた現像ユニット(現像カートリッジ)であってもよい。また、ドラム1から現像剤を除去するクリーニング手段を備えたクリーニングユニットや、ドラム1や中間転写体5から除去された廃現像剤を廃現像剤容器86に搬送する搬送手段を備えた廃現像剤搬送ユニット(不図示)などであってもよい。
(4)本発明において画像形成装置の画像形成方式は実施例1や2の像担持体として電子写真感光体を用いた電子写真画像形成方式に限られない。画像形成装置は、像担持体として静電記録誘電体を用いた静電記録画像形成方式、像担持体として磁気記録磁性体を用いた磁気記録画像形成方式などの装置であってもよい。単色の画像形成装置であってもよい。転写方式に限られず記録材12に対して直接方式でトナー像を形成する装置であってもよい。
100・・画像形成装置、100A・・装置本体、7・・装置本体に着脱可能なユニット(プロセスカートリッジ)、18・・枠体(現像枠体)、41・・電気接点部、42a・・凹部、43・・凸部

Claims (13)

  1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なユニットにおいて、
    前記ユニットの枠体の外面に間隔をあけて配置され、所定の厚みを有する、少なくとも二つの電気接点部を有し、
    隣接する電気接点部の間に前記枠体で形成された凸部であって、前記電気接点部と枠体の外面との接合界面と同一の高さから形成され、隣接する電気接点部を仕切る方向に延在している凸部を有する
    ことを特徴とするユニット。
  2. 前記凸部が前記電気接点部の上面部と同一の高さであることを特徴とする請求項1に記載のユニット。
  3. 前記凸部が横断面において矩形の形状であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のユニット。
  4. 前記凸部が横断面において山形の形状であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のユニット。
  5. 前記凸部が複数形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のユニット。
  6. 前記電気接点部が凸部で囲まれていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のユニット。
  7. 前記電気接点部が前記枠体に対して二色成形によって一体に設けられていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のユニット。
  8. 前記ユニットが、少なくとも、潜像が形成される像担持体と、前記潜像を現像剤で現像する現像手段を備えたプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のユニット。
  9. 前記ユニットが、像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段を備えた現像ユニットであることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のユニット。
  10. 前記ユニットが、像担持体から現像剤を除去するクリーニング手段を備えたクリーニングユニットであることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のユニット。
  11. 前記ユニットが、像担持体から除去された廃現像剤を廃現像剤容器に搬送する搬送手段を備えた廃現像剤搬送ユニットであることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のユニット。
  12. 前記像担持体が電子写真感光体であることを特徴とする請求項8乃至11の何れか一項に記載のユニット。
  13. 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乃至12の何れか一項に記載のユニットを有することを特徴とする画像形成装置。
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