JP3424892B2

JP3424892B2 - 画像形成装置の作像ユニット

Info

Publication number: JP3424892B2
Application number: JP35525996A
Authority: JP
Inventors: 賢雨宮; 勝田中; 治司水石; 滋渡邊; 俊隆山口; 謙三巽; 洋吉永; 武男須田; 真由美大堀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2003-07-07
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: JPH10187007A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真式複写機、
プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、
特に感光体、現像装置、帯電装置等を一つのケース内に
納めた作像ユニットを有し、この作像ユニットごと交換
可能である画像形成装置に関する。更に詳細には、感光
体を帯電するために作像ユニット内に組み込まれた帯電
ローラが作像ユニットを搬送する際の衝撃によって感光
体に衝突、圧接して種々の不具合をもたらすことを防止
することができる作像ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やファクシミリ等の電子写真式画
像形成装置においては、感光体、現像装置、帯電装置等
を一体のケース内に納めて作像ユニットを形成し、画像
形成装置に対してユニット単位で着脱可能に構成するこ
とにより、画像形成装置全体としての小型化を図ってい
る。このような作像ユニットに内蔵する帯電装置は、帯
電ローラを用いて感光体表面にイオンあるいは電子を付
着させて一定電位に均一に帯電する帯電ローラ方式のも
のであることが多い。図９はこのような方式の帯電装置
および感光体の従来構成（未公知）を示す図であり、こ
の帯電装置は、帯電ローラ１を帯電ローラケース２に保
持するために、帯電ローラ１の両軸端部を軸支する軸受
３と帯電ローラケース２の下面との間にスプリング４、
４を配して帯電ローラ１を支持し、更に帯電ローラ１、
ケース２、及びスプリング４を含む帯電装置全体を感光
体表面に向かって上下動自在に支持する。更に、図示せ
ぬ回動アーム等によって帯電装置全体を感光体に向かっ
て押し下げることにより帯電ローラ１が感光体５と接し
たときに、スプリング４の付勢力によって帯電ローラ１
を感光体５に均等に押し付けて感光体５と連れ回りさ
せ、感光体５の表面を均一に帯電させる。また帯電ロー
ラケース２の下面にはスポンジ等からなるクリーニング
パッド６を貼付してあり、非作像工程時に帯電ローラ表
面をクリーニングするために、図示せぬアームによっ
て、帯電ローラ１が感光体５に接した上記状態よりもさ
らに帯電ローラケース２を押し下げて、クリーニングパ
ッド６を強く帯電ローラ１に接触させ、感光体５との連
れ回りによって回転する帯電ローラ１の表面との摺接に
より帯電ローラ１の表面からトナーその他の異物を除去
する。上記のごとく帯電ローラを感光体に対して接離さ
せることにより帯電ローラが感光体に常時接触すること
による感光体の汚損を防止する為の機構を備えた作像ユ
ニットは公知でない一方で、このような接離機構を設け
た場合には作像ユニット単体、或は画像形成装置ごと運
搬する場合等に、振動、衝撃等によって帯電ローラが感
光体に衝突、圧接して感光体の損傷等の不具合が生じる
ので、この点の改善が必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これを更に詳述する
と、上記のごとき構成を備えた作像ユニットを用いた画
像形成装置では、その小型化が重要な課題であり、作像
ユニット内での感光体、帯電装置、現像装置等の各構成
要素間のスペースとしては、通常画像形成装置として機
能する上で必要な最低限度のクリアランスしか許されな
い場合が多い。図９に示した作像ユニットにおいても、
非作像時に帯電ローラ１が感光体５から離間している際
の両者のクリアランスはわずか２ｍｍ程度である。この
ような作像ユニットにおいて、作像ユニット単体、或は
画像形成装置の搬送時に振動や落下による衝撃を受ける
と、帯電ローラケース２が作像ユニット内で上下動して
帯電ローラ１が感光体５に衝突することがある。このよ
うな場合に、通常の画像形成動作時にはありえない衝撃
が帯電ローラから感光体に与えられることにより、帯電
ローラのゴム成分が感光体表面に付着したり、感光体表
面に打痕跡やキズが発生したりして、異常画像の原因と
なる。本発明は上記に鑑みてなされたものであり、作像
ユニットを搬送する際の振動、落下による衝撃を受けた
としても、作像ユニット内で帯電ローラケースが上下動
せず、帯電ローラが感光体に衝突することによる異常画
像の発生を防止できる画像形成装置の作像ユニットを提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
請求項１の発明は、画像形成装置本体に対して着脱自
在に装着される作像ユニットであって、上記作像ユニッ
トは、感光体に接触・離間自在であり且つ該感光体との
接触時には従動回転しつつ該感光体を帯電する帯電ロー
ラ、該帯電ローラの芯金を回転自在に軸支する軸受を感
光体に向けて進退自在に保持する帯電ローラケース、該
帯電ローラケースを感光体から離間する方向へ弾性付勢
する押し上げスプリング、該帯電ローラケースと該軸受
との間に配置されて帯電ローラを感光体側へ弾性付勢す
る加圧スプリング、及び該帯電ローラケースを上記押し
上げスプリングに抗して感光体側へ押圧したり押圧解除
することにより帯電ローラを感光体に接触・離間させる
接離機構、を備えた帯電装置と、該帯電装置の下方に位
置する感光体と、現像装置と、をケース内に納めた構成
を備え、上記ケースは、上記帯電ローラケースの上面側
を覆う上カバーを備え、上記帯電ローラが上記感光体か
ら離間している時に、振動及び落下時の衝撃により上記
帯電ローラケースが上下動して帯電ローラが感光体に衝
突することを防止するために帯電ローラケースを上記上
カバーに対して着脱自在に固定する板バネ製の固定部材
を備えていることを特徴とする。請求項２の発明は、請
求項１において、上記固定部材は、上カバーの上面に当
接する中央部と、該中央部の一端から延びて上カバーの
一部を係止する第１の爪と、該中央部の他端から上カバ
ーの下方へ延びて帯電ローラケースの一部を係止する第
２の爪と、該中央部から上カバーの外側へ延びる操作把
持部と、を備えていることを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
の作像ユニットの実施の形態を図面を参照して説明す
る。図１は本発明に係る帯電装置を用いた作像ユニット
の分解斜視図、図２は図１の作像ユニット、転写・分離
装置、定着装置等を示す断面図である。まず、これらの
図面により、本発明の帯電装置の一実施形態を用いた画
像形成装置の作像ユニットの構成を説明する。なおこれ
らの図において、符号１０は作像ユニット、１１は転写
・分離装置、１２は定着装置であり、作像ユニット１０
はカートリッジ状に形成してあって図示せぬ画像形成装
置本体に対して着脱可能になっている。また転写・分離
装置１１は、転写ローラ１３を備え、回動支点１４によ
り図中上下方向で回動可能にしてあり、定着装置１２
は、加圧ローラ１５と加熱ローラ１６とから構成されて
いる。図示の作像ユニット１０は、合成樹脂製の感光体
周りケース１７と上カバー３７とによりケースを構成
し、その内側に、感光体１８、帯電装置を構成する帯電
ローラ１９、現像装置２０、クリーニング装置２１及び
クリーニング装置２１で回収した残留トナーを現像装置
１１へ送り込むトナーリサイクルベルト２２、トナー搬
送スクリュー４２、剤攪拌部材４３等を備えている。ま
た上カバー３７は感光体周りケース１７上を覆うように
取り付けてあり、感光体１８や帯電ローラ１９等にオペ
レータやサービスマンの手などが接触するのを防止して
いる。

【０００６】帯電装置の帯電ローラ１９は、図３の分解
斜視図に示すように、金属製の芯金２７の外周に、吸湿
性が小さく抵抗値が安定しているローラ状の導電性ゴム
（例えばエピクロルヒドリンゴム）２８の軸心を固定し
たものであり、導電性ゴム２８の表面をドラム状感光体
１８の表面に接触させた状態で芯金２７に高電圧を印加
することによって、感光体１８の表面を一様に帯電す
る。帯電ローラ１９の芯金２７の両端部は、軸受２９、
２９によって回転自在に保持されており、各軸受２９を
帯電ローラケース３１により図中上下方向へ移動可能に
支持するとともに、軸受２９と帯電ローラケース３１の
内面との間に加圧スプリング３３を介在させ、この加圧
スプリング３３の付勢力によって帯電ローラ１９を感光
体１８へ所定の加圧力で押し付け可能にしている。軸受
２９をケース３１により上下動自在に支持する構造は、
例えば軸受２９の両端部から突出した被ガイド突起２９
ａをケース３１に設けた長穴（或は溝）３１ａによって
上下動自在に支持する。

【０００７】また帯電ローラ１９の保持部材である帯電
ローラケース３１の下面には、帯電ローラ１９の表面を
クリーニングするためのクリーニングパッド３４を、例
えば両面テープ等の接着剤で貼り付けておく。帯電ロー
ラ１９は、帯電動作時には感光体１８の表面に接触し続
ける。帯電ローラ１９は、周知のように感光体１８の表
面に付着している微小なトナーによって表面が汚れて帯
電ムラを引き起こしやすいが、帯電ローラの表面にクリ
ーニングパッド３４を圧接させてクリーニングし、付着
しているトナーを取り除くことによって帯電ローラ１９
が汚れた場合に生じる帯電ムラを防止できるようになっ
ている。さらに帯電ローラケース３１の長手方向の両端
部内側と、作像ユニット１０の感光体周りケース１７に
設けたバネ受け３５、３５との間には、スプリング（押
し上げスプリング）３６、３６をそれぞれ介在させ、帯
電動作時と帯電ローラ１９のクリーニング時以外の状態
で帯電装置全体を感光体１８から離れるように、スプリ
ング３６の付勢力によって帯電ローラケース３１を図中
上方へ付勢する（押し上げる）。

【０００８】図中の符号４０、４０は、帯電ローラ１９
を感光体１８に対して接離させる接離機構を構成する揺
動可能な一対の加圧アームである。図１及び図４、図５
に示すように、両アーム４０の間は回転軸９９によって
連結してあり、図示せぬ画像形成装置本体側に回転可能
に軸支するとともに一方のアーム４０の端部４０ａに偏
心カム１００の外周面を接触させ、電磁クラッチ等の駆
動手段によって偏心カム１００を所要角度づつ回転させ
ることにより、これらアーム４０を回転軸９９を中心と
して回動させ得るようになっている。そして、アーム４
０の先端で帯電ローラケース３１（上ケース３７の穴３
７Ａから上面の一部が露出している）の上面を加圧する
ことによって帯電ローラケース３１ごと帯電ローラ１９
を感光体１８側に押圧する。加圧アーム４０を帯電ロー
ラケース３１の上面から離せば、スプリング３６の付勢
力によって帯電ローラ１９及び帯電ローラケース３１が
感光体１８から離れるようになっている。なお図中１０
１は図示せぬ除電ランプのホルダーで、剛性の高い金属
製等からなり、アーム４０の先端側に回転軸９９と平行
に固定してある。

【０００９】このように構成した作像ユニットを用いた
作像動作を簡単に説明する。まず画像形成装置本体を所
定の位置に装着した状態で、感光体１８が図示せぬ駆動
源によって図２中の矢印方向に回転可能になり、画像形
成動作が開始すると、感光体１８に図示せぬ除電ランプ
から除電光を照射してその表面を除電し、表面電位を例
えば０〜−１５０Ｖの基準電位に平均化する。次に、感
光体１８の表面に接触した状態にある帯電ローラ１９に
高電圧を印加して感光体１８を帯電し、その表面電位を
例えば−１１００Ｖ前後にする。そして、その帯電した
電位面に対して露光して、画像となる表面電位が例えば
０〜−２９０Ｖの潜像部分を形成する。この潜像部分
が、感光体１８の回転によって現像装置２０の現像スリ
ーブ２３の位置まで移動すると、その潜像部分に例えば
−８００Ｖ前後のバイアスを掛けてある現像スリーブ２
３の表面に保持されているトナーが付着し、潜像部分が
現像されてトナー像（可視像）となる。

【００１０】一方、図示せぬ給紙部から給紙された転写
紙Ｐは、その先端と感光体１８上のトナー像の先端とを
転写ローラ１３の位置で一致するようにレジストローラ
対２４によってタイミング調整され、感光体１８上のト
ナー像が転写ローラ１３によって転写紙Ｐに転写され
る。その転写紙Ｐを定着装置１２の加圧ローラ１５と加
熱ローラ１６間へ搬送し、そこで熱と圧力により転写し
たトナーを転写紙Ｐへ融着させ、機外の図示せぬ排紙ト
レイ等に排出する。画像転写後に感光体１８上に残った
残留トナーは、クリーニング装置２１のクリーニングブ
レード２５により掻き落とし、感光体１８の表面にほと
んどトナーが付着、残留していない状態で次の作像工程
へ移る。クリーニング装置２１によって回収した残留ト
ナーは、トナーリサイクルベルト２２により現像装置２
０の現像剤攪拌部２６へ搬送して回収し、剤攪拌部材４
３で攪拌して再度現像スリーブ２３へ供給してトナーを
リサイクルする。なお図中４１はクリーニングブレード
２５のホルダーである。

【００１１】図６(a) (b) (c) は上述のような作像ユニ
ットの各動作時における帯電ローラ１９、帯電ローラケ
ース３１及びアーム４０の動作と位置関係を示す図であ
る。まず図６(a) に示す感光体１８への帯電を行ってい
ない解除時には、アーム４０は偏心カム１００によって
最も上方へ回動した状態となっており、帯電ローラ１９
及び帯電ローラケース３１はスプリング３６によって押
し上げられて感光体１８の表面から離れている。次に図
６(b) に示す、感光体１８への帯電を行う帯電モード時
には、アーム４０は偏心カム１００によって下方へ回動
した状態となっており、帯電ローラケース３１はスプリ
ング３６の付勢力に抗して押し下げられ、帯電ローラ１
９はスプリング３３の付勢力によって感光体１８の表面
に所要の押圧力で接触し、感光体１８と連れ回りする。
この状態で感光体１８の表面を帯電する。さらに図６
(c) に示す、帯電ローラ１９の表面のクリーニングを行
うクリーニングモードでは、アーム４０は偏心カム１０
０によって最も下方へ回動した状態となっており、帯電
ローラ１９は強く感光体１８の表面に押し付けられ、ク
リーニングパッド３４は帯電ローラ１９の表面へ食い込
むようにして接触し、感光体１８と連れ回りする帯電ロ
ーラ１９の表面と摺接してトナー等を清掃、除去するよ
うになっている。そして上述の各モードは、偏心カム１
００のカム曲線の変化に応じて交互に繰り返される。

【００１２】ところで、本実施形態の装置の特徴的な構
成は、図７(a) (b) に示すように、ユニットや装置本体
の運搬時に、作像ユニット１０の上方から上カバー３７
と、帯電ローラケース３１を固定するに際して、２つの
固定部材６０、６０によって手前側、奥側をそれぞれ固
定し、帯電ローラケース３１が作像ユニット１０内で上
下動しないようにしている点にある。上カバー３７は上
面に穴３７Ａを有し、この穴３７Ａからケース３１の一
部が覗いている。固定部材６０は、樹脂、金属等の板バ
ネなどから構成し、右側端部（操作用把持部）６０ａ
と、中央部６０ｂと、左側端部（第１の爪）６０ｃと、
中央部適所から下方へ延びる第２の爪６０ｄを有する。
固定部材６０は、上記アーム４０が当接する位置を回避
した位置に配置される。固定部材６０の取り付け方法と
しては、図７（ｂ）の断面図に示すように、固定部材６
０の向かって右側端部６０ａを手で持ち、左側端部の第
１の爪６０ｃを上カバー３７の凹所３７Ｂに引っかけ、
そのまま下方向へ下ろすと中央部から下に伸びる第２の
爪６０ｄが帯電ローラケース３１に弾性的に引っかか
る。取り外しに際しては、右側端部６０ａを持ち上げ方
向に引き上げるだけで、中央部６０ｂ、第１の爪６０ｃ
と第２の爪６０ｄが次々と外れる。運搬等が終了した場
合には、この固定部材６０を除去することにより、装置
本体は正常に機能することができる。

【００１３】図８(a) 及び(b) は本発明に係る他の実施
形態、つまり請求項３の実施形態を示す図であり、(a)
は外観斜視図、(b) はその要部断面図である。この形態
例の特徴は、弾性材料等から成る緩衝部材６１、６１
を、作像ユニット１０の手前側、奥側の２ケ所で帯電ロ
ーラ１９と感光体１８の間の非画像領域に差し込むこと
で帯電ローラ１９が感光体１８と接触するのを防止する
点にある。各緩衝部材６１の取り付け、取り外しは簡単
であり、図８（ｂ）の断面図中の緩衝部材６１の左端６
１ａを持ち、差し込んで取り付け、抜き取って取り外す
ものである。左端６１ａは、例えば厚紙等で構成し、緩
衝部材本体は発泡スチロール、スポンジ等から構成す
る。この緩衝部材は上記固定部材６０と併用してもよい
し、単独で使用してもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、作像ユニットの運搬じには、固定部材により帯電ロ
ーラを支持するケースを固定するようにしたので、作像
ユニットを小型化しながらも、作像ユニットの搬送時の
振動、落下による衝撃により、帯電ローラケースが作像
ユニット内で上下動し、帯電ローラが感光体にぶつかる
のを防止でき、帯電ローラが感光体にぶつかることで起
こる感光体表面上の傷による異常画像の発生も防止でき
る。また、請求項２の発明によれば、請求項１と同様の
効果に加え、固定部材の脱着が容易に行えるので、組付
け時の負荷も少なく、市場でユーザーやサービスマンが
作像ユニットを交換する際も開梱作業が容易に行なえる
効果がある。また、請求項３の発明によれば、緩衝部材
を帯電ローラと感光体との間に配置したので、固定部材
を使用しなくても、請求項１、請求項２と同様の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯電装置を用いた作像ユニットの
分解斜視図。

【図２】図１の作像ユニット、転写・分離装置、定着装
置等を示す断面図。

【図３】図１の要部分解斜視図。

【図４】加圧アームの構成を示す平面図。

【図５】図４の正面図。

【図６】(a) (b) (c) は加圧アームの動作説明図。

【図７】(a) 及び(b) は本発明の特徴的な構成である固
定部材の説明図。

【図８】(a) 及び(b) は本発明の他の形態例の説明図。

【図９】従来例の説明図。

【符号の説明】

１０作像ユニット、１１転写・分離装置、１２定
着装置、１３転写ローラ、１４回動支点、１７感
光体周りケース、１８感光体、１９帯電ローラ、２
０現像装置、２１クリーニング装置、４０アー
ム、３１帯電ローラケース、３３加圧スプリング、
３４クリーニングパッド、６０固定部材、６１緩
衝部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡邊滋東京都大田区中馬込一丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者山口俊隆東京都大田区中馬込一丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者巽謙三東京都大田区中馬込一丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者吉永洋東京都大田区中馬込一丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者須田武男東京都大田区中馬込一丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者大堀真由美東京都大田区中馬込一丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開平８−292626（ＪＰ，Ａ) 特開平８−30177（ＪＰ，Ａ) 特開平５−257412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/02 - 15/02 103 G03G 21/00 G03G 21/00 560 - 578 G03G 21/10 - 21/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成装置本体に対して着脱自在に装
着される作像ユニットであって、上記作像ユニットは、感光体に接触・離間自在であり且
つ該感光体との接触時には従動回転しつつ該感光体を帯
電する帯電ローラ、該帯電ローラの芯金を回転自在に軸
支する軸受を感光体に向けて進退自在に保持する帯電ロ
ーラケース、該帯電ローラケースを感光体から離間する
方向へ弾性付勢する押し上げスプリング、該帯電ローラ
ケースと該軸受との間に配置されて帯電ローラを感光体
側へ弾性付勢する加圧スプリング、及び該帯電ローラケ
ースを上記押し上げスプリングに抗して感光体側へ押圧
したり押圧解除することにより帯電ローラを感光体に接
触・離間させる接離機構、を備えた帯電装置と、該帯電
装置の下方に位置する感光体と、現像装置と、をケース
内に納めた構成を備え、上記ケースは、上記帯電ローラケースの上面側を覆う上
カバーを備え、上記帯電ローラが上記感光体から離間している時に、振
動及び落下時の衝撃により上記帯電ローラケースが上下
動して帯電ローラが感光体に衝突することを防止するた
めに帯電ローラケースを上記上カバーに対して着脱自在
に固定する板バネ製の固定部材を備えていることを特徴
とする画像形成装置の作像ユニット。
【請求項２】上記固定部材は、上カバーの上面に当接
する中央部と、該中央部の一端から延びて上カバーの一
部を係止する第１の爪と、該中央部の他端から上カバー
の下方へ延びて帯電ローラケースの一部を係止する第２
の爪と、該中央部から上カバーの外側へ延びる操作把持
部と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置の作像ユニット。