JP2016177065A - プロセスユニット、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムの位置変動を抑制する。
【解決手段】画像形成ユニット４は、感光体ドラム４２、第１押圧部４６、及び、シール部材４５６を備える。感光体ドラム４２は、感光体層４２３を有する。感光体層４２３は、感光体ドラム４２の幅方向中央部に形成されている。第１押圧部４６は、感光体層４２３に対して幅方向の外側であり、且つ、感光体ドラム４２の幅方向両端位置において、感光体ドラム４２を所定の圧力で押圧する。シール部材４５６は、感光体層４２３に対して幅方向の外側であり、且つ、感光体ドラム４２の幅方向両端位置に配置され、トナーがクリーニングブレード４５１の端面から外側へ漏れることを抑制する。第１押圧部４６は、シール部材４５６を押圧する。
【選択図】図７

Description

本発明は、プロセスユニット、及び、画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置において、感光体ドラムの位置変動を抑制する種々の技術が知られている。

例えば、ある感光体ドラムでは、貫通軸の一方端をボスで支持し、他方端を軸継手の軸部を介して軸受で支持する（特許文献１参照）。

特許文献１には、上記感光体ドラムによれば、感光体ドラムを支持する軸心は一直線に保たれ、かつ、軸継手によって感光体ドラムが回転力を受けるので、感光体ドラムの位置変動を抑制することができると記載されている。

特開平１０−１０４９９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の感光体ドラムでは、軸受に隙間があるため、外部から作用する力によって、感光体ドラムの位置が変動するという課題があった。具体的には、感光体ドラムは、帯電ローラー、現像ローラー、転写ローラー、及び、クリーニングブレードから押圧力を受ける。また、クリーニングブレードは、使用するにつれて摩耗するため、感光体ドラムへの押圧力が変動する。したがって、クリーニングブレードの摩耗に伴って、感光体ドラムの位置が変動する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、感光体ドラムの位置変動を抑制することの可能なプロセスユニット、及び、画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明のプロセスユニットは、感光体層を有する像担持体（感光体ドラム）と、前記像担持体を押圧する第１押圧部とを備える。前記感光体層は、前記像担持体の幅方向中央部に形成されている。前記第１押圧部は、前記感光体層に対して幅方向の外側であり、且つ、前記像担持体の幅方向両端位置において、前記像担持体を所定の圧力で押圧する。

本発明のプロセスユニット、及び、画像形成装置によれば、感光体ドラムの位置変動を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す側面図である。 感光体ドラムの周辺の構成を示す図である。 クリーニングブレードの構成を示す図である。 感光体ドラムを押圧する押圧部を示す斜視図である。 押圧部材の取り付け状態を示す斜視図である。 押圧部を構成する押圧部材の形状を示す斜視図である。 押圧部の要部の構成を示す斜視図である。 押圧部の要部の構成を示す正面図である。 感光体ドラムの軸受の内周面形状を示す斜視図である。 感光体ドラムの軸受の内周面形状を示す斜視図である。（ａ）は、押圧部側から見た斜視図であり、（ｂ）は、押圧部の反対側から見た斜視図である。 感光体ドラムに作用する外力を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面（図１〜図１１）を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、記録用紙Ｐ上に画像を形成する装置であって、筐体１０、給紙部２、搬送部Ｌ、トナー補給ユニット３、画像形成ユニット４、転写部５、定着部７、及び、排出部８を備える。

次に、図２を参照して、感光体ドラム４２の周辺の構成について説明する。図２は、感光体ドラム４２の周辺の構成を示す図である。図２に示すように、感光体ドラム４２の周辺には、現像部４３、帯電ローラー４４、及び、クリーニング部４５が配置されている。感光体ドラム４２は、「像担持体」の一例に相当する。

現像部４３は、現像ローラー４３１を備える。クリーニング部４５は、クリーニングブレード４５１、クリーニングローラー４５２、排出スクリュー４５３、及び、クリーニングハウジングス４５４を備えている。

次に、図３を参照して、クリーニングブレード４５１及びシール部材４５６について説明する。図３は、クリーニングブレード４５１の構成を示す図である。なお、図３は、現像部４３及び感光体ドラム４２を、画像形成ユニット４を構成するケーシング４２０から取り外して、現像部４３が配置されている側から見た斜視図である。図３に示すように、クリーニングブレード４５１は、感光体ドラム４２の軸方向（図３の左右方向）に延びている。また、クリーニングブレード４５１の端部には、シール部材４５６が配置されている。シール部材４５６の端部は、トナーがクリーニングブレード４５１の端面から外側へ漏れることを抑制する。

また、ケーシング４２０の端部（図３では左端部）には、軸受４２１が形成されている。図３では、上述のように感光体ドラム４２が取り外されているため、画像形成ユニット４を構成するケーシング４２０に配置されている感光体ドラム４２の軸受４２１が見えている。

次に、図４〜図８を参照して、押圧部４６の構成について説明する。図４は、押圧部４６を示す斜視図である。図５は、押圧部材４６１の取り付け状態を示す斜視図である。図６は、押圧部４６を構成する押圧部材４６１の形状を示す斜視図である。図７は、押圧部４６の要部の構成を示す斜視図である。図８は、押圧部４６の要部の構成を示す正面図である。

図４、図５に示すように、画像形成ユニット４を構成するケーシング４２０には、感光体ドラム４２の一方側端部（図５では、右側端部）を回転自在に支持する軸受４２１が形成されている。感光体ドラム４２は、軸受４２１に挿入された状態で、回転軸４２２を中心に回転自在に構成されている。また、感光体ドラム４２は、感光体ドラム本体と一体に回転するドラムフランジ４２４を備え、ドラムフランジ４２４は、軸受４２１に挿通されている。

図４、図５に示すように、押圧部４６（第１押圧部）は、押圧部材４６１、バネ４６２、及び、支持部材４６３を備えている。

バネ４６２は、押圧部材４６１の押圧板４６１ｂ（図６参照）に押圧力を付与する。また、バネ４６２は、図４に示すように、一方側端部（図４では、左側端部）が、支持部材４６３に固定され、他方側端部（図４では、右側端部）が、押圧部材４６１の係合部材４６１ｃに係合されている（図７、図８参照）。図４に示すように、支持部材４６３は、画像形成ユニット４を構成するケーシング４２０に配置され、バネ４６２の一方側端部（図４では、左側端部）を固定する。

図６に示すように、押圧部材４６１は、支持部４６１ａ、押圧板４６１ｂ、係合部材４６１ｃ、及び、補強板４６１ｄを備えている。なお、押圧部材４６１を構成する支持部４６１ａ、押圧板４６１ｂ、係合部材４６１ｃ、及び、補強板４６１ｄは、例えば、樹脂で一体に形成されている。支持部４６１ａは、略円筒状に形成され、図４及び図５に示すように排出スクリュー４５３の回転軸４５３ｂに挿通されて固定部材４５３ａによって排出スクリュー４５３の端部に固定されている。

押圧板４６１ｂは、図７に示すように、感光体層４２３に対して幅方向の外側の位置で、感光体ドラム４２を押圧する。なお、感光体層４２３は、感光体ドラム４２の幅方向中央部に形成されている。また、押圧板４６１ｂは、感光体ドラム４２の幅方向両端位置において、シール部材４５６を介して、感光体ドラム４２を押圧する。また、押圧板４６１ｂは、感光体ドラム４２の周面に沿うように円弧状に形成されている。係合部材４６１ｃは、図８に示すように、押圧部材４６１に押圧力を付与するバネ４６２の一方側端部（図８では右側端部）と係合する。補強板４６１ｄは、押圧部材４６１の強度を補強する板状部材である。

次に、図９、及び、図１０を参照して、感光体ドラム４２の軸受４２１の構成について説明する。図９は、感光体ドラム４２の軸受４２１の内周面形状を示す斜視図である。図１０は、感光体ドラム４２の軸受４２１の内周面形状を示す斜視図である。図１０（ａ）は、押圧部４６側から見た斜視図であり、図１０（ｂ）は、押圧部４６の反対側から見た斜視図である。

図９に示すように、軸受４２１には、感光体ドラム４２に対して押圧部材４６１と反対側の２箇所に凸面４２１ａ、４２１ｂが形成されている。凸面４２１ａ、４２１ｂは、押圧部材４６１から受ける押圧力を支持する。凸面４２１ａ、４２１ｂは、図１０（ａ）に示すように、それぞれ、内側に一定の厚み（例えば、０．２ｍｍ）突出して形成されている。また、凸面４２１ａ、４２１ｂは、軸受４２１の内周面に沿って、感光体ドラム４２の軸方向と平行に、帯状に形成されている。また、凸面４２１ａ、４２１ｂは、それぞれ、軸受４２１の内周面に沿った周方向の長さが、例えば、５ｍｍである。なお、軸受４２１の内径は、例えば、２０ｍｍである。なお、図１０（ｂ）に示すように、感光体ドラム４２に対して押圧部材４６１側には、図１０（ａ）に示す凸面４２１ａ、４２１ｂのような凸面は形成されていない。

次に、図１１を参照して、感光体ドラム４２が受ける外力について説明する。図１１は、感光体ドラム４２に作用する外力を示す図である。感光体ドラム４２は、１次転写ローラー５１、現像ローラー４３１、帯電ローラー４４、クリーニングローラー４５２、クリーニングブレード４５１、押圧部４６（押圧部材４６１）、及び、軸受４２１の凸面４２１ａ、４２１ｂから外力を受ける。

図１１に示すように、感光体ドラム４２は、１次転写ローラー５１から下向きに外力Ｆ６を受ける。感光体ドラム４２は、現像ローラー４３１から右向きに外力Ｆ３１を受ける。感光体ドラム４２は、帯電ローラー４４から上向きに外力Ｆ４を受ける。感光体ドラム４２は、クリーニングローラー４５２から左上向きに外力Ｆ５２を受ける。感光体ドラム４２は、クリーニングブレード４５１から左向きに外力Ｆ５１を受ける。感光体ドラム４２は、押圧部４６から左向きに外力Ｆ６１を受ける。

凸面４２１ａ、４２１ｂは、押圧部材４６１から受ける外力（押圧力）Ｆ６１の方向（図１１では左向き）に対して線対称の位置に配置されている。具体的には、外力Ｆ６１の向きに対して、角θ１をなす位置に凸面４２１ａが配置されている。また、外力Ｆ６１の向き（図１１では左向き）に対して、角θ２をなす位置に凸面４２１ｂが配置されている。角θ１の大きさは、角θ２の大きさと同一であって、例えば、６０度である。感光体ドラム４２は、凸面４２１ａから外力Ｆ７を受け、凸面４２１ｂから外力Ｆ８を受ける。

図１１に示すように、図１において中間転写ベルト５４の進行方向に沿って（水平方向に）Ｘ軸を想定し、Ｘ軸及び感光体ドラム４２の軸方向に対して垂直な方向にＹ軸を想定すると、感光体ドラム４２に作用するＸ軸方向の外力が釣り合う場合には、下記の（１）式が成り立つ。
Ｆ６１＋Ｆ５２＋Ｆ５１ａ＝Ｆ３１＋Ｆ７ａ＋Ｆ８ａ （１）
ここで、外力Ｆ５１ａは、外力Ｆ５１のＸ軸方向の成分である。同様に、外力Ｆ７ａ、外力Ｆ８ａは、それぞれ、外力Ｆ７、外力Ｆ８のＸ軸方向の成分である。

また、感光体ドラム４２に作用するＹ軸方向の外力が釣り合う場合には、下記の（２）式が成り立つ。
Ｆ６＝Ｆ４＋Ｆ５１ｂ （２）
ここで、外力Ｆ５１ｂは、外力Ｆ５１のＹ軸方向の成分である。また、上述のように、角θ１の大きさは、角θ２の大きさと同一であるため、外力Ｆ７の大きさと外力Ｆ８の大きさとは、同一となる。よって、外力Ｆ７のＹ軸方向の成分Ｆ７ｂと、外力Ｆ８のＹ軸方向の成分Ｆ８ｂとは、大きさが同じで、向きが逆であるため、打ち消される。

クリーニングブレード４５１が摩耗して、外力Ｆ５１の大きさが変化しても、上記（１）式を満たせば、感光体ドラム４２がＸ軸方向に移動することはない。上記（１）式において、外力Ｆ６１は、図４に示すバネ４６２によって作用するため、一定である。また、外力Ｆ５２、及び、外力Ｆ３１は、それぞれ、クリーニングローラー４５２及び現像ローラー４３１から感光体ドラム４２が受ける外力であるため、一定値にすることができる。具体的には、クリーニングローラー４５２を感光体ドラム４２に押圧するバネを備えることによって、外力Ｆ５２を一定値にすることができる。同様に、現像ローラー４３１を感光体ドラム４２に押圧するバネを備えることによって、外力Ｆ３１を一定値にすることができる。なお、現像ローラー４３１を感光体ドラム４２に押圧するバネ（図示省略）は、「第２押圧部材」に相当する。

また、外力Ｆ７、Ｆ８は、左向きに作用する外力（Ｆ６１＋Ｆ５２＋Ｆ５１ａ）の反力である。したがって、外力Ｆ６１を充分に大きくすると、外力Ｆ５１の大きさが変化しても、上記（１）式を満たすように外力Ｆ７、Ｆ８の大きさが変化するため、上記（１）式は満たされる。

また、外力Ｆ６、及び、外力Ｆ４は、それぞれ、１次転写ローラー５１及び帯電ローラー４４から感光体ドラム４２が受ける外力であるため、一定値にすることができる。具体的には、１次転写ローラー５１を感光体ドラム４２に押圧するバネを備えることによって、外力Ｆ６を一定値にすることができる。同様に、帯電ローラー４４を感光体ドラム４２に押圧するバネを備えることによって、外力Ｆ４を一定値にすることができる。したがって、上記（２）式を満たすように、外力Ｆ６、及び、外力Ｆ４、を設定することができる。

このようにして、上記（１）式、及び、上記（２）式を満たすことができるため、感光体ドラム４２の位置変動を抑制することができる。

また、押圧部４６が、感光体ドラム４２に形成された感光体層４２３に対して幅方向両端位置において、クリーニングブレード４５１側から感光体ドラム４２を所定の圧力で押圧する。したがって、上記所定の圧力を、適正な値（現像ローラー４３１からの外力Ｆ３１よりも大きな値）に設定することによって、感光体ドラム４２の左右方向（図１１のＸ軸方向）の位置変動を抑制することができる。また、押圧部４６が、感光体ドラム４２に形成された感光体層４２３に対して幅方向両端位置において、感光体ドラム４２を押圧するため、感光体ドラム４２へのトナー像の形成に何ら影響を与えない。

更に、押圧部４６が、シール部材４５６を押圧する。シール部材４５６は、トナーがクリーニングブレード４５１の端面から外側へ漏れることを抑制する。したがって、押圧部４６を容易に配置することができる。

また、押圧部４６は、バネ４６２を介してシール部材４５６を押圧する。したがって、簡素な構成で、一定の圧力でシール部材４５６を押圧することができる。

更に、押圧部４６の押圧力（外力Ｆ６１）は、現像ローラー４３１の感光体ドラム４２に対する押圧力（外力Ｆ３１）より大きい。したがって、感光体ドラム４２の左右方向（図１１のＸ軸方向）の位置変動を抑制することができる。

また、軸受４２１は、感光体ドラム４２に対して押圧部４６と反対側の２箇所（凸面４２１ａ、４２１ｂ）で押圧部４６から受ける押圧力を受け止める。したがって、押圧部４６から受ける押圧力を安定して受け止めることができるため、感光体ドラム４２の左右方向（図１１のＸ軸方向）の位置変動を更に確実に抑制することができる。

加えて、軸受４２１の内周面には、感光体ドラム４２に対して押圧部４６と反対側の２箇所に、押圧部４６から受ける押圧力を支持する凸面４２１ａ、４２１ｂが形成されている。したがって、押圧部４６から受ける押圧力を更に安定して受け止めることができるため、感光体ドラム４２の左右方向（図１１のＸ軸方向）の位置変動を更に確実に抑制することができる。

また、凸面４２１ａ、４２１ｂは、押圧部４６から受ける押圧力の方向に対して線対称の位置に配置されている。したがって、押圧部４６から受ける押圧力を、更に安定して受け止めることができるため、感光体ドラム４２の左右方向（図１１のＸ軸方向）の位置変動を更に確実に抑制することができる。

（１）本実施形態では、押圧部４６がシール部材４５６を押圧する場合について説明したが、その他の部材を押圧する形態でもよい。例えば、感光体ドラム４２の感光体層４２３に対して幅方向両端位置を直接押圧する形態でもよい。

（２）本実施形態では、押圧部４６がバネ４６２を介してシール部材４５６を押圧する形態について説明したが、ゴムのような弾性体を介して、押圧部４６がシール部材４５６を押圧する形態であればよい。

（３）本実施形態では、軸受４２１が２箇所で押圧部４６から受ける押圧力を受け止める場合について説明したが、軸受４２１が１箇所又は３箇所以上で押圧部４６から受ける押圧力を受け止める形態でもよい。軸受４２１が１箇所で押圧部４６から受ける押圧力を受け止める場合には、押圧力を受け止める面の面積（周方向の長さ）を大きくすることが好ましい。

（４）本実施形態では、便宜上、押圧板４６１ｂが感光体ドラム４２に対して現像ローラー４３１の反対側に配置される場合について説明したが、押圧板４６１ｂがその他の位置に配置される形態でもよい。例えば、押圧板４６１ｂがクリーニングブレード４５１より上方に（１次転写ローラー５１に近い位置に）配置される形態でもよい。

本発明は、プロセスユニット、及び、画像形成装置に利用可能である。

１ 画像形成装置
２ 給紙部
３ トナー補給ユニット
４ 画像形成ユニット（プロセスユニット、画像形成部の一部）
４１ 露光装置
４２ 感光体ドラム（像担持体）
４２０ ケーシング
４２１ 軸受
４２３ 感光体層
４２１ａ、４２１ｂ 凸面
４２４ ドラムフランジ
４３ 現像部
４３１ 現像ローラー
４４ 帯電ローラー
４５ クリーニング部
４５１ クリーニングブレード
４５２ クリーニングローラー
４５３ 排出スクリュー
４５６ シール部材
４６ 押圧部（第１押圧部）
４６１ 押圧部材
４６１ａ 支持部
４６１ｂ 押圧板
４６１ｃ 係合部材
４６１ｄ 補強板
４６２ バネ
４６３ 支持部材
５ 転写部（画像形成部の一部）
５１ １次転写ローラー
５２ ２次転写ローラー
５３ 駆動ローラー
５４ 中間転写ベルト
５５ 従動ローラー
７ 定着部（画像形成部の一部）
８ 排出部

Claims (9)

1. 感光体層を有する像担持体と、
   前記像担持体を押圧する第１押圧部と
   を備え、
   前記感光体層は、前記像担持体の幅方向中央部に形成されており、
   前記第１押圧部は、前記感光体層に対して幅方向の外側であり、且つ、前記像担持体の幅方向両端位置において、前記像担持体を所定の圧力で押圧する、プロセスユニット。
2. 前記像担持体に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードを備え、
   前記第１押圧部は、前記クリーニングブレード側から前記像担持体を所定の圧力で押圧する、請求項１に記載のプロセスユニット。
3. 前記感光体層に対して幅方向の外側であり、且つ、前記像担持体の幅方向両端位置に配置され、トナーが前記クリーニングブレードの端面から外側へ漏れることを抑制するシール部材を備え、
   前記第１押圧部は、前記シール部材を介して、前記像担持体を押圧する、請求項２に記載のプロセスユニット。
4. 前記第１押圧部は、前記シール部材に押圧力を付与するバネを備える、請求項３に記載のプロセスユニット。
5. 前記像担持体にトナー像を形成する現像ローラーと、
   前記現像ローラーを前記像担持体に対して押圧する第２押圧部と、
   を備え、
   前記第１押圧部の押圧力は、前記第２押圧部の押圧力より大きい、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
6. 前記像担持体は、前記像担持体の駆動軸に連結されたドラムフランジを支持する軸受を備え、
   前記軸受は、前記像担持体に対して前記第１押圧部と反対側の２箇所で前記第１押圧部から受ける押圧力を受け止める、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
7. 前記軸受の内周面には、前記像担持体に対して前記第１押圧部と反対側の２箇所に、前記第１押圧部から受ける押圧力を支持する凸面が形成されている、請求項６に記載のプロセスユニット。
8. 前記凸面は、前記第１押圧部から受ける押圧力の方向に対して略線対称の位置に配置されている、請求項７に記載のプロセスユニット。
9. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記記録媒体に画像を形成する画像形成部を備え、
   前記画像形成部は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のプロセスユニットを備える、画像形成装置。

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