JP3552973B2 - 感光体ユニット及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電式複写機やプリンタ等の画像形成装置における感光体ユニット及び画像形成装置に関し、より詳しくは、感光体ドラムをフレームに装着する際に感光体の損傷を防ぐため、クリーニング装置と帯電装置と感光体ドラムを一体的にフレームに保持すると共に該フレームに少なくとも感光体ドラムを着脱自在に一体に装着した感光体ユニット、及び該感光体ユニットを具備した画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機やプリンタなどの画像形成装置に備えられている感光体は、ドラム形状で支持軸を有するものが用いられ、この感光体を径方向に移動させることによって、該感光体を装置本体に着脱するようになっている。上記感光体は、画像形成装置に回転可能に配置されることになるので、該感光体の着脱においては、支持軸の先端部を装置本体側の駆動部に連結したり、感光体のフランジに設けられたギアを、駆動部の駆動ギアに歯合させたりするようになっている。
ところが、上記のような着脱構造では、感光体の支持軸の両端を駆動部に位置合わせしながら着脱する操作が必要になり、感光体の全長が長くなって重量が増大し、その操作性が悪くなる。
【0003】
そこで、従来の静電式複写機やプリンタ等の画像形成装置における感光体ドラムの着脱装置としては、クリーニング装置と感光体ドラムが支持部材に一体に形成された感光体ユニットと帯電装置とを別体に形成し、感光体ユニットに感光体ドラムを装着する際は、帯電装置が配置されている上方から支持部材の配置をされている下方に向かって、感光体ドラムを着脱するようにしたもの(例えば、実開平1−57772号公報参照)や、感光体の支承部材に取着されたガイドレールに沿って感光体を水平方向に転走させて支承部材の所定位置に装着するもの(例えば、特開昭63−267989号公報参照)等が知られている。
【0004】
上記実開平1−57772号公報に開示された技術では、クリーニング装置と感光体ドラムが一体となった感光体ユニットにおいて、感光体ドラムの端面と対向し、かつ感光体ドラムの対面軸線と直交する凹所が支持部材に設けられている。これにより、帯電装置が配置される上側から下方に向かって、感光体ドラムを容易に着脱することができる。
また、上記特開昭63−267989号公報に開示された技術では、感光体ドラムを支持するための支承部材に対して、回動自在にガイドレールを装着し、通常は垂直方向になっているこのガイドレールを感光体ドラムの着脱時のみ水平に回動させ、このガイドレール上に、感光体ドラムの支持軸を載置して、該ガイドレールに沿って支持軸を転送させている。そのため、感光体ドラムを水平方向から容易に装着することができる。しかも、上記ガイドレールの回動動作に応じて、感光体ドラムの支持軸と駆動部とを切り離す駆動部断絶手段が設けられているので、感光体ドラムの離脱も容易となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
感光体ドラムと帯電装置とクリーニング装置が一体に構成された感光体ユニットに対して、感光体ドラムを着脱する際には、帯電装置に感光体ドラムが当たって感光体ドラムの感光面あるいは帯電装置を損傷しないようにしつつ、クリーニングブレードのクリーニングエッジを損なわないように装着しなければならない。また、感光体ドラムの周囲に配置する帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等の小型化よりも感光体ドラムの小型化がより容易であるために、フレームに対して感光体を着脱する際に、指がフレームに当たり感光体の着脱が難しくなっている。
【0006】
しかしながら、実開平1−57772号公報に開示された技術では、感光体ドラムを感光体ユニットの上方から着脱するように構成しているが、帯電装置を一体的に設けた感光体ユニットに対しての着脱ができない。また、帯電装置を持たない感光体ユニットに対して感光体ドラムを着脱するので、感光体ユニットと別体の帯電装置を設けなければならず、その上感光体ドラムの着脱を行うためには、帯電装置を感光体ドラムの上方から待避させた後に着脱しなければならず、着脱時の作業工程数が増えて、作業が簡単でない。
【0007】
また、特開昭63−267989号公報に開示された技術では、単に水平状態で感光体ドラムを着脱することが述べられているだけで、感光体ドラム着脱時における該感光体ドラム周囲に配置された装置に対しては何ら考慮されていない。特に、帯電装置とクリーニングブレードを有したクリーニング装置と一体的に構成した感光体ユニットに対して感光体ドラムを着脱する際には、帯電装置に感光体ドラムが当たって感光体ドラムの感光面を損傷しないようにするとともに、クリーニングブレードのクリーニングエッジも損なわないようにしなければならない。しかしながら、特開昭63−267989号公報には、単に水平状態で感光体ドラムを着脱することが述べられているだけで、感光体ドラム周囲に配置された装置に対してどのように装着すべきかは、開示も示唆もされておらず、帯電装置を外さず、かつ感光体ドラム表面や帯電装置のグリッド等を損なわずに、感光体ドラムを着脱できるかに関しては全く記載されていない。
【0008】
本発明の目的は、帯電装置を取外すことなく、且つクリーニングブレードのエッジの感光体ドラムの感光面を損なわずに、感光体ドラムを着脱できるようにして、感光体ドラムの着脱作業を簡素化することにある。
また、他の目的は、指で感光体ドラムを保持して、フレームに対して感光体ドラムを着脱する際の作業性を向上することにある。
さらに、他の目的は、感光体ドラムを保持する部分の強度を弱めることなく、且つ感光体ドラムを保持する部分を大型化することなく、感光体ドラムを着脱できる構造を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来例の問題点に鑑みてなされたもので、その第1の技術手段は、感光体ドラムと、該感光体ドラムに当接して該感光体ドラム上のトナーを除去するクリーニングブレードを備えたクリーニング装置と、帯電装置とを一体的にフレームに保持すると共に、該フレームに少なくとも感光体ドラムを着脱自在に装着する感光体ユニットにおいて、前記感光体ドラムの一端側を前記フレームの一端側のホルダに形成され内壁の一部が軸方向に突出した軸受部を有する貫通孔に軸方向から挿入し、前記感光体ドラムの他端側を前記感光体ドラムの一端側を中心として回動し、前記フレームの他端側のホルダに形成した着脱ガイド溝に沿って側方向から挿入することを特徴とする。
【0010】
第2の技術手段は、第1の技術手段の感光体ユニットにおいて、前記感光体ユニットを作業面上に載置したときに前記感光体ドラムの着脱方向が略斜め上方となるように、前記フレームに据え部が設けられていることを特徴とする。
【0011】
第3の技術手段は、第1または第2の技術手段の感光体ユニットを具備する画像形成装置であることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、図1〜図22に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施例である感光体ユニット用いたデジタルカラー複写機の内部構成を示す正面図である。
複写機本体1は、両面自動原稿送り装置(RADF: Reversing Automatic Document Feeder)11,画像読み取り部12,画像形成部13,給紙機構14等から構成されている。
複写機本体1の上面には、原稿台111及び図示しない操作パネルが設けられ、複写機本体1の内部に画像読み取り部12及び画像形成部13が設けられている。原稿台111の上面には、原稿台に対して開閉可能な状態で支持され、原稿台111面に対して所定の位置関係をもって両面自動原稿送り装置(RADF)11が装着されている。
【0021】
さらに、両面自動原稿送り装置11は、まず、原稿の一方の面が原稿台111の所定位置において画像読み取り部12に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台111の所定位置において画像読み取り部12に対向するよう原稿を反転して原稿台111に向かって搬送するように構成されている。そして、両面自動原稿送り装置11は、1枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後、この原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。以上の原稿の搬送、及び原稿の表裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して制御される。
【0022】
画像読み取り部12は、両面自動原稿送り装置11により原稿台111上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために、原稿台111の下方に配置されている。画像読み取り部12は、原稿台111の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体112,115と、光学レンズ118と、光電変換素子であるCCDラインセンサ119とを有している。
【0023】
この原稿走査体112,115は、それぞれ第1の走査ユニットと第2の走査ユニットを構成する。第1の走査ユニット(原稿走査体)112は原稿画像表面を露光する露光ランプ113と、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって反射する第1ミラー114とを有し、原稿台111の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動するものである。第2の走査ユニット(原稿走査体)115は、第1の走査ユニット112の第1ミラー114により反射された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって反射する第2ミラー116及び第3ミラー117を有し、第1の走査ユニット112と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
【0024】
光学レンズ118は、第2の走査ユニット115の第3ミラー117により反射された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をCCDラインセンサ119上の所定位置に結像させる。
【0025】
CCDラインセンサ119は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。CCDラインセンサ119は、白黒画面あるいはカラー画像を読み取り、R(赤),G(緑),B(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる3ラインのカラーCCDである。このCCDラインセンサ119により電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、図示しない画像処理部に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【0026】
次に、画像形成部13の構成について説明する。
画像形成部13の下方には、用紙トレイ201内に積載収容されている用紙(記録媒体)Pを1枚ずつ分離して画像形成部13に向かって供給する給紙機構14が設けられている。1枚ずつ分離された用紙Pは、画像形成部13の手前に配置された一対のレジストローラ202によりタイミングが制御されて画像形成部13に搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Pは、画像形成部13の画像形成にタイミングを合わせて画像形成部13に再供給搬送される。
【0027】
画像形成部13の下方には、転写搬送ベルト機構203が配置されている。転写搬送ベルト機構203は、駆動ローラ204と従動ローラ205との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト206、用紙吸着用帯電器207、除電器208等からなり、用紙Pを転写搬送ベルト206に静電吸着させて搬送する構成となっている。
【0028】
第1の画像形成ステーションPaと給紙機構14との間に設けられた用紙吸着用帯電器207は、レジストローラ202により搬送された用紙Pを転写搬送ベルト206の表面との間で挟持した状態で帯電させることで、転写搬送ベルト206と用紙Pとの間に静電気力を作用させるので、給紙機構14から供給されて用紙Pは、転写搬送ベルト206上に確実に吸着された状態で第1の画像形成ステーションPaから第4の画像形成ステーションPdの間をずれることなく搬送される。
【0029】
また、第4の画像ステーションPdと定着装置209との間で駆動ローラ204のほぼ真上部に設けられた除電器208は、搬送ベルト206に静電吸着されている用紙Pを転写搬送ベルト206から分離するコロナ放電を行わせるための交流電流が印加されている。
【0030】
用紙搬送路における転写搬送ベルト機構203の除電器208よりさらに下流側には、用紙P上に転写形成されたトナー像を用紙P上に定着させるための定着装置209が配置されている。この定着装置209の一対の定着ローラ間のニップを通過した用紙Pは、搬送方向切り換えゲート210を経て、排出ローラ211により複写機本体1の外壁に取り付けられている排紙トレイ212上に排出される。
【0031】
切り換えゲート210は、定着後の用紙Pの搬送経路を、複写機本体外へ用紙Pを排出する経路と、画像形成部13に向かって用紙Pを再供給する経路との間で選択的に切り換えるものである。切り換えゲート210により再び画像形成部13に向かって搬送方向が切り換えられた用紙Pは、スイッチバック搬送経路213を介して搬送方向端を入れ換えられ、レジストローラ202に至る間に表裏反転された後、画像形成部13へと再度供給される。
【0032】
また、画像形成部13における転写搬送ベルト206の上方には、転写搬送ベルト206に近接して、第1の画像形成ステーションPa、第2の画像形成ステーションPb、第3の画像形成ステーションPc、および第4の画像形成ステーションPdが、用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【0033】
転写搬送ベルト206は駆動ローラ204によって、図1において矢印Zで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構14を通じて給送される用紙Pを保持し、用紙Pを画像形成ステーションPa〜Pdへと順次搬送する。
【0034】
各画像ステーションPa〜Pdは、実質的に同一の構成を有している。各画像ステーションPa〜Pdは、それぞれ図1に示す矢印F方向に回転駆動される感光体ドラム300a,300b,300c,300dを有している。
【0035】
各感光体ドラム300a〜300dの周辺には、感光体ドラム300a〜300d上に残留するトナーを除去するクリーニング装置400a〜400dと、感光体ドラム300a〜300dを一様に帯電する帯電装置500a〜500dと、感光体ドラム300a〜300d上に形成された静電潜像を現像する現像装置700a〜700dと、現像された感光体ドラム300a〜300d上のトナー像を用紙Pへ転写する転写用放電器800a〜800dとが感光体ドラム300a〜300dの回転方向に沿って順次配置されている。
【0036】
また、各感光体ドラム300a〜300dの上方には、レーザビームスキャナユニット(以下、LSUという)600a〜600dがそれぞれ設けられている。LSU600a〜600dは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子(図示せず)、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー(偏向装置)601a〜601dと、ポリゴンミラー601a〜601dにより偏向されたレーザビームを感光体ドラム300a〜300d表面に結像させるためのfθレンズ602a〜602dやミラー603a〜603d,604a〜604d等から構成されている。
【0037】
LSU600aにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、LSU600bにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、LSU600cにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、LSU600dにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。
【0038】
以上により色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム300a〜300d上に形成される。そして、現像装置700aには黒色のトナーが、現像装置700bにはシアン色のトナーが、現像装置700cにはマゼンタ色のトナーが、現像装置700dにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体ドラム300a〜300d上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部13にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【0039】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Pとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Pは、給紙カセット201から送り出されて給紙機構14の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Pの先端部分がセンサ(図示せず)にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ202により一旦停止される。
【0040】
そして、用紙Pは各画像ステーションPa〜Pdとタイミングをとって図1の矢印Z方向に回転している転写搬送ベルト206上に送られる。このとき転写搬送ベルト206と用紙Pとの間には吸着用帯電器207により所定の帯電が施されるので、用紙Pは、各画像ステーションPa〜Pdを通過する間、安定して搬送供給される。
【0041】
各画像ステーションPa〜Pdにおいては、各色のトナー像がそれぞれ形成され、転写搬送ベルト206により静電吸着されて搬送される用紙Pの支持面上で重ね合わされる。第4の画像ステーションPdによる画像の転写が完了すると、用紙Pは、その先端部分から順次、除電用放電器208により転写搬送ベルト206上から剥離され、定着装置209へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された用紙Pは、用紙排出口(図示せず)から排紙トレイ212上へと排出される。
【0042】
なお、上述の説明では、LSU600a〜600dにてレーザビームを走査して露光することにより、感光体への光書き込みを行う。しかし、LSUの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系(LEDヘッド)を用いても良い。LEDヘッドはLSUに比べ、サイズも小さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。
【0043】
次に、本発明の特徴点に係る構成について、図2〜図10に基づいて説明する。
図2は、図1に示した4つの画像ステーションPa〜Pdを複写機本体1の裏面側から見た斜視図である。
各画像ステーションPa〜Pdは、複写機本体1に対し着脱可能な2つのプロセスユニットから構成されている。第1プロセスユニットは、現像装置700a〜700dである。
また、第2プロセスユニット900a〜900dは、クリーニング装置400a〜400dが一体に形成されている樹脂製のフレーム901a〜901dに対し、感光体ドラム300a〜300d、及び帯電器500a〜500dが着脱自在に一体に取り付けられ、感光体ユニットとして構成されている。各第1プロセスユニットを構成する各現像装置600a〜600d、及び各第2プロセスユニット900a〜900dは、複写機本体1の後支持フレーム151(図20参照)に図2中のF方向及びR方向に移動可能に設けられた移動フレーム159に対して着脱できるようになっており、この移動フレーム159に装着された状態で、図2中のF方向、及びR方向に移動できるように構成されている(なお、F方向とは複写機本体1の背面側から前面側へ向かう方向であり、R方向とは複写機本体1の前面側から背面側へ向かう方向である)。
第1プロセスユニットである各現像装置700a〜700d、及び各第2プロセスユニット900a〜900dは、F方向に一杯に移動したときに、複写機本体1の外部に取り出すことができる。また、各現像装置700a〜700d、及び各第2プロセスユニット900a〜900dは、R方向一杯に移動すると、複写機本体1への装着が完了し画像形成が可能な状態となる。
【0044】
本発明の各第2プロセスユニット900a〜900dに関して、以下に詳細に説明するが、各第2プロセスユニット900a〜900dはそれぞれ同一の構成であるので、第2プロセスユニット900dの説明で代表する。
【0045】
図2に示すように、各第1プロセスユニット(現像装置)700a〜700d、及び各第2プロセスユニット900a〜900dの複写機本体1への装着が完了した状態において、第2プロセスユニット900d内のクリーニング装置400dは、クリーニングブレード404dによって感光体ドラム300dより掻き取った回収トナーを、クリーニング装置400d内部に備えた第1のトナー搬送スクリュー424dの回転により矢印Z方向に搬送して、各クリーニング装置400a〜400dに対して共通に配設されたトナー排出装置440に送る。例えば、クリーニング装置400dから送られたトナーは、トナー排出装置440のトナー搬送管441内部に駆動ギヤ443により回転するように設けられた第2のトナー搬送スクリュー442にて矢印X方向に搬送し、トナー搬送管441に連結された廃トナーボックス444へと送られ回収される。
【0046】
第2プロセスユニット900a〜900bは複写機本体1に対して、図2中のR方向に挿入して装着される過程で、トナー搬送パイプ422dに設けた排出口(図示せず)を閉じているスライドシャッター426dが付勢バネ427dに抗してF方向に移動し、R方向一杯に移動したときに、トナー搬送パイプ422dに設けた排出口(図示せず)とトナー搬送管441に設けられた受け口と対向して、トナー搬送パイプ422dとトナー搬送管441が連通する。また、このとき、第1のトナー搬送スクリュー424dを回転する駆動ギヤ425dが、複写機本体側のギヤと係合する。更に、感光体ドラム300dを回転する駆動手段(図20に示す感光体駆動軸155)が、第2プロセスユニット900dのフレーム901d後側端部のドラムホルダ後部907dに開設した貫通孔908dから入り、第2プロセスユニット900d内で多少の遊びを有して保持されている感光体ドラム300dを位置決めとすると共に感光体ドラム300dと係合して感光体ドラム300dを駆動可能とする。
【0047】
次いで、図3〜図5、図9〜図12に基づいて、第2プロセスユニット900dを更に詳細に説明する。なお、図3〜図12及び図16〜図22に基づく説明では、添え字dは省略する場合がある。
図3は、感光体ドラム300を装着していない状態の第2プロセスユニット900を裏面側から見た斜視図であり、図4は、第2プロセスユニット900を感光体ドラム300の側から見た要部断面図を示す(感光体ドラム300は図示せず)。図9、及び図10は、それぞれ、図4のA−A断面、及びB−B断面を示している。
【0048】
図3に示すように、第2プロセスユニット900は、図中のF側端部のドラムホルダ前部902,図中R側端部のドラムホルダ後部907,ドラムホルダ前部902とドラムホルダ後部907の間のクリーナ部401,クリーナ部401をドラムホルダ前部902及びドラムホルダ後部907と連結する連結部909,909、搬送部421、並びに帯電装置装着部となる前側連結部920,後側連結部940が一体的となった樹脂製のフレーム901に、各種の部品が組み付けられている。
【0049】
以下、クリーニング装置400の各部について詳細に説明する。
クリーニング装置400のハウジング(以下、クリーナハウジングという)を形成する第2プロセスユニット900のフレーム901のクリーナ部401は、感光体ドラム300側の上部に、ブレードホルダ402に保持されたクリーニングブレード404がビス403により装着されている。このクリーニングブレード404のF方向及びR方向の端部には、第2シール部材414が設けられている。クリーナ部401の感光体ドラム300側下部に、シール板金407に保持されたトナー受けシール409がビス406により装着されている。
【0050】
クリーナ部401のR側には、搬送部421が設けられている。この搬送部421のトナー搬送パイプ422の内部は円柱状の空洞になっており、クリーナ部401の空洞408と連結している。この搬送部421の内部の空洞とクリーナ部401内の空洞408とは連結されており、クリーナ部401のF側端部に設けられた軸受(図示せず)と搬送部421のR側端部に設けられた軸受け423により回転可能に保持された第1のトナー搬送スクリュー424が配置されている。この第1のトナー搬送スクリュー424の回転軸R側端部には駆動ギヤ425が固定されており、複写機本体の駆動ギヤと係合して、第1のトナー搬送スクリュー424を回転駆動する。
【0051】
搬送部421のトナー搬送パイプ422の外周には、スライドシャッタ426と付勢バネ427とが組み付けられている。スライドシャッタ426は、第2プロセスユニット900が複写機本体1に装着される過程で複写機本体側の係合部に当接して、F方向に移動してトナー搬送パイプ422に設けられた排出口を開放し、第2プロセスユニット900が複写機本体1前面側に引き出される時に、付勢バネ427によりR方向に移動して軸受423に当接して停止し、このときにトナー搬送パイプ422に設けられた排出口を閉じる。
また、前側連結部920,後側連結部940の感光体ドラム300側には、第1シール部材428が設けられている。
【0052】
以下、クリーニング装置400が複写機本体1へ装着され、作動する時の各部の機能について説明する。
クリーニングブレード404は、感光体ドラム300の外周面と当接して、感光体ドラム300の外周面上に残留する未転写トナーを除去すると共に、クリーニングブレード404とトナー受けシール409との間の開口部(以下、クリーナ開口という)411の感光体ドラム300の回転方向下流側のシールを行って、機内にトナーが飛散しないようにしている。
【0053】
トナー受けシール409は、図9に示すように、感光体ドラム300の外周面と当接して、クリーナ開口411の感光体ドラム300の回転方向上流側のシールを行うと共に、その背面側(即ち、感光体ドラム300に向いている面とは反対側の面)で、クリーニングブレード404により感光体ドラム300から除去されたトナーを第1のトナー搬送スクリュー424側に案内している。
【0054】
第2シール部材414は、感光体ドラム300の外周面とこの外周面に当接するクリーニングブレード404のクリーニングエッジ405との当接部に沿って、クリーニングブレード404の長手方向端部側(図2中のF方向及びR方向)に移動するトナーを感光体ドラム300より離隔する側へと案内して、クリーニングブレード404の長手方向側に配置された第1シール部材428にトナーが移動して、第1シール部材428のシール機能に負担をかけないようにしている。
【0055】
図11(A)〜(C)は、第2シール部材414の取付構造を示し、図11(A)はクリーニングブレード404の背面側、つまりフィルム体415が貼着されている側から見た図であり、図11(B)は断面図であり、図11(C)はクリーニングブレード404の前面側から見た図である。図11に示すように、第2シール部材414は、可撓性を有するフィルム体(可撓性シール体)415の一端に貼着されており、このフィルム体415の他端がブレードホルダ402に貼着されることで、ブレードホルダ402との距離がほぼ一定となり、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405のあるクリーニングブレード404の厚さ側の端面(以下、クリーニング端面という)406に接触するようになっている。また、フィルム体415とクリーニングブレード404との間には、スポンジ等の弾性発泡体416がフィルム体415に装着されて設けられている。フィルム体415は、弾性可撓性を有し、感光体ドラム300の外周面に対して離接する方向に弾性的に撓むことができる。
【0056】
第2シール部材414は、以上のような構成であるので、感光体ドラム300とクリーニングブレード404の当接状態に応じて、クリーニングブレード404とフィルム体415との間に設けられた弾性介在部材である弾性発泡体416を経てフィルム体415が押されることとなり、第2シール部材414のクリーニングブレード404に対する位置が調節可能となり、フィルム体415の弾性力を強くしてクリーニングブレード404のクリーニングエッジ405から遠く離れにくくした場合であっても、感光体ドラム300に第2シール部材414が強く当たりすぎることがない。具体的には、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405が感光体ドラム300外周面に当接した際に、クリーニングブレード404が撓むと、その撓み量に対応して、弾性発泡体416が圧縮し、弾性発泡体416の弾性復元力によりフィルム体415が撓んで、第2シール部材414のクリーニングエッジ405に対する相対的な位置をほぼ同じ位置にしている。これにより、感光体ドラム300外周面に第2シール部材414が強く摺擦されることで、クリーニングブレード404のクリーニング端面406を強く押して、クリーニングブレード404が反転することがないようにしている。
【0057】
この第2シール部材414は、ウレタン材質の弾性発泡体(多孔質)で形成されており、クリーニング端面406と感光体ドラム300外周面の隙間419(図9参照)をほぼ埋めて、トナーを感光体ドラム300から離間することをより効果的に行えるようにしている。
また、弾性発泡体416は、エーテル系ポリウレタンフォーム製の連続発泡スポンジであり、独立発泡性に比してより柔らかいので、クリーニングブレード404の撓みに応じて変形した際に、発泡性の弾性体であるために、クリーニングブレード404の湾曲に沿ってフィルム体415がより滑らかに湾曲され、第2シール部材414の位置が大きく変わることがない。
【0058】
また、弾性発泡体416がクリーニングブレード404の端部をクリーニングブレード404が反転する方向に押しても、クリーニングブレード404に対する接触圧が平均化されると共に且つ比較的広い面で接触するので、クリーニングブレード404が部分的に強く湾曲するようなことがなく滑らかに変形し、クリーニングブレード404のクリーニング性に影響を与える虞がなく、クリーニングブレード404の反転のおそれがない。フィルム体415を強く押すことがないので、より適している。
【0059】
また、第2シール部材414は、少なくとも感光体ドラム300との対向面及びブレード404との対向面が発泡性(多孔質)であることが望ましく、さらに望ましくは、弾性発泡体であることである。第2シール部材414の感光体ドラム300との対向面及びブレード404との対向面を多孔質とすることで、第2シール部材414の摺動性が向上し、感光体ドラム300やクリーニングブレード404との摺擦にて、第2シール部材414が振動し、クリーニングブレード404の感光体ドラム300外周面との摺擦に影響を与えるようなことがなく、クリーニングブレード404の長手方向端部での圧接力が増大して、クリーニングブレード404の端部から反転する虞をより無くすことができる。また、第2シール部材414が弾性発泡体からなる場合、弾性発泡体のスキン層がフィルム体415との接着面とすることで、第2シール部材414のフィルム体415から剥がれ難い構成とすることができる。このような条件を満たすものとして、ウレタン製発泡体があり、特にウレタン製発泡体は、感光体ドラム300の外周面の感光層を化学的に冒すことが少ないので、感光体ドラム300に接触しても感光層を損なうことがなく、形成される画像の品質を長期にわたって保持するのに適している。
【0060】
図11(A)〜(C)に、クリーニングブレード404,フィルム体415,弾性発泡体416,第2シール部材414,ブレードホルダ402の各寸法の一例を示す。
フィルム体415は、例えばPET等の可撓性を有する材質からなり、ここでは、厚さ188μmのフィルムからなる。フィルム体は、10mm×15mmの寸法を有する。
クリーニングブレード404は、厚み2mmで、15mm幅(長手方向と直交する方向)を有し、その内の5mmがブレードホルダ402への取り付けに用いられる。
【0061】
介在部材である弾性発泡体416は、ストレスフリーの状態で2.6mmの厚みを有し、ブレードホルダ402の有する厚み1.6mmにて形成される空間を埋めており、エーテル系ポリウレタンフォーム等からなる連続発泡体からなる。第2シール部材414は、フィルム体415に取り付けた面からクリーニングブレード404のクリーニングエッジ405にかかる方向に3mm、厚み方向にも3mmの寸法を有する幅10mmの直方体である。
【0062】
そして、図11(C)に示すように、第2シール部材414の側端は、クリーニングブレード404の側端よりも所定量だけ、ここでは、0.5mmだけ内側に位置している。これにより、取付時に、クリーニングブレード404の側方に配置した第1シール部材428により、第2シール部材414のクリーニングブレード404のクリーニングエッジ405に対する相対的位置関係が損なわれず、第2シール部材414の位置を本来の位置に配置することができる。
【0063】
クリーニングブレード404,第2シール部材414,フィルム体415,弾性発泡体416及びブレードホルダ402は、上述のように一体的に構成されているので、クリーナハウジング401に対しての着脱が容易であり、第2シール部材414の交換のためにクリーニング装置400の内部に指を入れる等の作業が不要で、トナー受けシール409を損なったり、作業により手が汚れるといったことを無くすことができ、更に作業数も低減できる。また、第1のトナー搬送スクリュー424とクリーニングブレード404との間隔を狭くできるので、よりクリーニング装置400の小型化が図れる。
【0064】
第1シール部材428は、感光体ドラム300の外周面の非画像域に圧接して、クリーナ開口411のクリーニングブレード404長手方向端部からクリーニング装置400の外部に漏れ出て飛散しないようにシールしている。
【0065】
次に、帯電装置500について説明する。
図3に示すように、帯電装置500は、第2プロセスユニット900のフレーム901のドラムホルダ前部902、及びドラムホルダ後部907の上部に設けられ帯電装置装着部となる前側連結部920、及び後側連結部940に対して装着/抜き出しできるようになっている。この帯電装置500の装着は、前側連結部920の前側立設部921に設けた開口922を通して挿入され、帯電装置500のガイド凹部504に、前側連結部(帯電器装着部)920の前側立設部921と後側立設部941とを連結して図3中のFR方向に伸びるガイド凸部911,912が嵌入することで案内される。ガイド凸部911,912に案内されて、帯電装置500を、更に挿入すると、帯電装置500の後ホルダ531に一体的に設けられた上下2つの位置決め凸部532,533が、それぞれ、フレーム901の後側立設部941に設けた位置決め開口932,933に嵌入して、位置決めがなされる(図3の状態)。このとき、図4に示すように、前側立設部921に設けた係合部923に、帯電装置500の前ホルダ521に設けた弾性的に撓む可動係合部522が係合する、これにより帯電装置500は抜けなくなる。帯電装置500を抜くときには、可動係合部522を図4中の下方に押して撓ませて係合を解除して、F方向に抜けば、ガイド凸部911,912に沿って抜き出すことができる。
【0066】
帯電装置500を装着した第2プロセスユニット900の複写機本体1への装着が完了した状態では、帯電装置500の位置決め凸部532,533内に設けられたビス電極534,535が、複写機本体側の電極と接触して、グリッド550に通電して、グリッド550に所定の電位を与えるようになっている。また、帯電装置500は、第2プロセスユニット900の複写機本体への装着が完了した状態でも、帯電装置500単体で着脱できる。
【0067】
図4、及び図12に示すように、帯電装置500は、放電電極ホルダ502を保持した電気良導体製(金属製)のケース501に前ホルダ521及び後ホルダ531が固定ビス503により固定されて組み立てられている。
グリッド550は、前ホルダ521の高さ規定突起523と後ホルダ531の高さ規定突起539により後述するコロナ放電電極570からの高さが規定された状態で、グリッド550の前係合開口524に前ホルダ521に固定された張架電極525が係合し、更に、グリッド550の後係合開口527が後ホルダ531に配設された張架調節電極528(図4参照)に係合して張架されている。ビス電極535の首部537は、ねじになっており、後ホルダ531のねじ穴にねじ込まれており、張架調節電極528にもねじ込まれている。これにより、ビス電極535を回すと、グリッド550に係合した張架調節電極528が移動して、グリッド550に張力を与えて張ることができ、グリッド550中央部がたるんで、コロナ放電電極570との高さがグリッド550の長手方向によって異なることが無くなる。また、ビス電極535の頭部は、複写機本体側電極と接触する。
【0068】
ケース501は、中継導体526により張架電極525に電気的に接続される。これにより、ケース501は、グリッド550と同電位になる。
コロナ放電電極570は、放電電極ホルダ502に接着して保持されている。また、コロナ放電電極570は、中継導体571に接触しており、中継導体571は、後ホルダ531のねじ穴538にねじ込まれたビス電極534のねじを設けた胴部にねじ込まれている。これにより、ビス電極534を介して複写機本体から電力が供給されて、コロナ放電電極570の放電先端571からコロナ放電する。
【0069】
図4、及び図12に示すように、コロナ放電電極570は、帯電装置500の長手方向に感光体ドラム300の端部まで対向するように配置されている。また、グリッド550のメッシュ部551は、感光体ドラム300の感光面である外周面の画像域に対向し、グリッド550の開口部524,527は、感光体ドラム300の感光面である外周面の非画像域に対向する。従って、コロナ放電電極570が感光体ドラム300外周面に向かって放電すると、画像域では、所定の電位を与えられたグリッド550のメッシュ部551により、感光体ドラム300の画像域に至る電荷が制御されて、画像域における帯電電位を一様且つ所定の電位とする。また、非画像域では、コロナ放電電極570から放電された電荷は、グリッド550の開口部524,527を通って、感光体ドラム300外周面の非画像域に至り、非画像域の電位を所定の電位にする。なお、放電電極ホルダ502,前ホルダ521,及び後ホルダ531の材質は、PS−HI+PPEであり、電気的絶縁性の高いものである。また、鋸歯状のコロナ放電電極570,グリッド550、及びケース501はステンレス製である。
【0070】
ここで、画像形成ステーションPa〜Pdにおける作像工程について簡単に説明する。なお、これら画像形成ステーションPa〜Pdは同一の構造であるため、以下では、画像形成ステーションPdについてのみ説明し、添え字dは省略する。図13は、感光体ドラム300の周囲に配置された各種手段により作像行程が行われる様子を示している。図14は、図13における各行程で感光体ドラム300の表面電位がどのように推移するかを示している。
【0071】
図13〜図15に示すように、帯電行程では、感光体ドラム300の外周面は帯電装置500によって負極性の電位(−500V)に一様に帯電される。グリッド550により帯電される領域の感光体軸方向長(以下、帯電幅という)は、メッシュ部551に対向した帯電領域の感光体ドラム軸方向長(以下、メッシュ帯電幅という)と開口部524,527に対向した帯電領域の感光体軸方向長(以下、開口帯電幅という)によりなっている。
【0072】
次の露光行程では、感光体ドラム300の外周面がレーザビームスキャナユニット(LSU)600によって画像データに応じて露光走査されて、画像域に静電潜像が形成される。この露光走査により、光が当たった部分(画像形成域のうちで次の現像行程でトナーを乗せる部分)は、急激に表面電位が下がり、絶対値の小さい負極性の電位(約−100V)で現像行程に至る。これに対して、露光走査で光の当たらなかった部分(画像形成域のうちで次の現像行程でトナーを乗せない部分と非画像域の感光体ドラム軸方向長(以下、非画像幅という))は、暗減衰はするものの、絶対値の大きい負極性の電位(約−250V)のままで現像行程に至る。尚、メッシュ帯電幅は、画像域の感光体軸方向長(以下、画像幅という)より長く、その幅内に画像幅が入るように設けられている。これは、メッシュ部551による帯電の感光体軸方向端部域は、帯電の一様性が低下しているので、画像域が一様に帯電した部分に収まるように、画像幅に対して所定の余裕(図15中の露光マージン)を与えるためである。また、感光体ドラム300外周面の非画像域の開口部に対向した部分も同様に帯電される。
【0073】
現像行程では、現像装置700によって、露光行程で形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給してトナー像となして、静電潜像を顕像化する。この現像行程では、感光体ドラム300の画像域の電位と同極性(負極性)に帯電したトナーを、感光体ドラム300の画像域の電位と同極性(負極性)の現像電位で現像するので、感光体ドラム300の現像する領域の現像電位(−200V)よりその絶対値が小さい部分にはトナーが供給されるが、感光体ドラム300の現像する領域の現像電位(−200V)よりその絶対値が大きい部分にはトナーが供給されない。従って、レーザビームスキャナユニット(LSU)600による露光行程で光の当たった部分にトナーが載って、トナー像が形成される。このとき非画像域の一部も現像されるが、現像電位よりその絶対値が大きい負極性となっているので、非画像域にトナーは付着しない。現像行程でも、感光体軸方向端部域では、現像が一様に行えないので、画像域に対して所定の余裕(図15中の現像マージン)を設けている。
【0074】
転写行程では、転写搬送ベルトの背面側に配置された転写用放電器800により、トナーと逆極性で画像域の表面電位の絶対値より大きな電位(+1.2kV)が、転写搬送ベルト203上に保持された用紙Pに与えられて、感光体ドラム300の外周面上に形成されたトナー像が用紙側に静電気的に引き寄せられて、用紙P上に転写される。ここでも、転写手段の感光体軸方向端部域の電位は中央部に比して低下するので、画像域に対して所定の余裕(図15中の転写マージン)を設けている。
【0075】
クリーニング行程では、クリーニング装置400によって、前の転写行程で用紙Pに移動しなかったトナーや再度感光体ドラム300の外周面に戻ってきたトナーを、感光体ドラム300の外周面から除去する。この行程では、画像幅に対して所定の余裕(図15中のクリーニングマージン)を持たせて、クリーニングを行っている。上述の第2シール部材414の位置は、画像幅の外方になっている。
【0076】
最後の除電行程では、画像幅に対して所定の余裕(除電マージン)を持たせて、感光体ドラム300の外周面を除電して、外周面の表面電位を一様に、ほぼゼロまで下げている。これにより、次の帯電行程で、画像域の表面電位に一様性が無くなるのを防止している。
上述の各行程におけるマージンは、図15に示すように露光マージン,現像マージン,転写マージン,クリーニングマージン,除電マージンの順に、大に設定されている。
【0077】
次に、図3〜図5,図16、及び図17に基づいて、第2プロセスユニット900に対する感光体ドラム300の着脱の仕方に関して説明する。図16は、第2プロセスユニット900を作業のために机等のおおむね水平な作業平面に置いた状態を示す断面図である。図17は、感光体ドラム300を第2プロセスユニット900のフレーム901に装着した際の抜け防止用のストッパ950を示している。
図3、及び図16に示すように、感光体ユニット900には、帯電装置500が装着されたままの状態である。
【0078】
第2プロセスユニット900のフレーム901に感光体ドラム300を装着する際には、感光体ドラム300の後側軸部303を、ドラムホルダ後部907の貫通孔908に軸方向に挿入した後に(図3中の1及び2の動作)、貫通孔908に挿入された後側軸部303を中心にして感光体ドラム300の前側軸受部301を回動してドラムホルダ前部902の着脱ガイド溝903に沿って挿入する(図3中の3の動作)。次いで、ストッパ950をドラムホルダ前部902の着脱ガイド溝903に挿入する。以上で、感光体ドラム300の第2プロセスユニット900への装着は完了する。ストッパ950には凸部951が設けられており、ストッパ950の凸部951がドラムホルダ前部902の着脱ガイド溝903の壁面に設けられた凹部904に入って、ストッパ950の位置決めをするようになっている。また、ストッパ950は、振動等でストッパ950がドラムホルダ前部902から簡単に抜けることがないようになっている。
【0079】
この抜けを防止する構造は、図17に示すように、ストッパ950の凸部951が設けられた部分は、スリット952が設けられており、このスリット952,952の間の部分は、弾性可撓部953になっている。また、この可撓弾性部953の中央部に半球状の凸部954が形成されている。また、ストッパ950の着脱ガイド溝903への装着時に、ストッパ950の半球状の凸部954に対向する着脱ガイド溝903の壁面に半球状の凹部906(図3参照)が設けられている。このように構成しているので、ストッパ950を装着するときに、着脱ガイド溝903の壁面に押されて撓み、ストッパ950が着脱ガイド溝903に押し込まれて、ストッパ950の半球状の凸部954が着脱ガイド溝903の壁面に半球状の凹部906に対向すると、弾性力で可撓弾性部953が戻り、半球状の凸部954が半球状の凹部906に嵌入して、ストッパ950の抜けを防止する。
【0080】
感光体ドラム300を第2プロセスユニット900から取り外す場合は、先ず、ドラムホルダ前部902の前側に設けた切欠き部905に指を通して、ストッパ950の背面に指を掛けて、ストッパ950を引き出した後に、装着の手順を逆に行えばよい。
【0081】
なお、感光体ドラム300装着時の手による保持方法に関して、図5に基づいて説明すると以下のようである。
図5(A)に示すように、感光体ドラム300の両端面305,305の感光体ドラム300外周面に近いところを両手の指で挟んで保持し、上述のように、感光体ドラム300の後側軸部303をドラムホルダ後部907の貫通孔908に入れる(動作1及び2)。このとき、ドラムホルダ後部907に設けた逃げ凹部909が、感光体ドラム300の後側軸部303側の指に対して逃げ部となるので、指が邪魔で、後側軸部303が貫通孔908に入らないといったことがない。次いで、感光体ドラム300の前側軸部301をドラムホルダ前部902の着脱ガイド溝903に沿って挿入するとき(動作3)に、ドラムホルダ前部902にストッパ950が入る空間の着脱方向手前側の部分が、ストッパ950が未装着の場合は、ドラムホルダ後部907の逃げ凹部909と同様に、指の逃げ部となって、指が装着の妨げにならないようになっている。また、感光体ドラム300の取り外しの際にも、この両指の逃げ部は、感光体ドラム300の両端面305,305の感光体ドラム300外周面に近いところを両手の指で挟むための逃げ部としても機能する。
【0082】
また、感光体ドラム300の後側軸部303の軸方向長さが長く、且つ、この長くした後側軸受部303が斜めからドラムホルダ後部907の貫通孔908に挿入できる程度に、貫通孔908の内径が後側軸部303外形に比して比較的大な場合であれば、逃げ凹部909を不要としても良い。しかし、その場合、後側軸部303が長くなり、図20に基づいて後述するように、ドラムホルダ後部907の貫通孔908に複写機本体1側の位置決めブロック152が入るような場合であれば、ドラムホルダ後部907の感光体ドラム300軸方向長さが長くなり、同方向に第2プロセスユニット900が長くなる。
また、指の逃げ部は、図5(B)に示すように、切欠きにしても良い。
【0083】
以上、図3〜図5に示す例に基づいて、感光体ドラム300の第2プロセスユニット900に対する着脱構造について説明したが、図3〜図5に示す着脱構造と異なる感光体の着脱構造について、以下図6〜図8に基づいて、その構造及び感光体の着脱の仕方を説明する。
【0084】
図6は、ドラムホルダ後部907の構成が異なる感光体ドラム300の着脱構造を有する例を示す図3と類似した図であり、図7は、感光体ドラム300を装着していない状態の第2プロセスユニット900を感光体ドラム300側からみた一部断面正面図である。
図6に示すように感光体ユニット900(第2プロセスユニット)には、帯電装置500が装着されたままの状態である。
【0085】
この変形例の感光体着脱構造は、図6及び図7に示すように、ドラムホルダ前部902及びドラムホルダ後部907が互いに対向して配置され、その間に、感光体ドラム300を挟時するようにして感光体ドラム300を支持する。ドラムホルダ後部907には貫通孔908が形成されており、貫通孔908に感光体ドラム300の後端に設けられた支持軸303を嵌入するようになっている円筒形状である。
また、ドラムホルダ前部902には、着脱可能なストッパ950が設けられており、このストッパ950を取り外した状態で、着脱ガイド溝903が形成されており、着脱ガイド溝903の突き当たり部分に感光体ドラム300の前端に設けられた支持軸301を支持し、ストッパ950により抜け止めとしている。
【0086】
一方、ドラムホルダ後部907には、図7に示すように、装着される感光体ドラム300の支持軸303を受けるようにホルダ907の内壁の一部が軸方向に突出して設けられた軸受部960が設けられている。
また、この軸受部960に対向する位置、すなわち感光体ドラム300を装着する側には、ドラムホルダ後部907の一部を切り欠いてなる切欠き部970が設けられている。軸受部960は、ドラムホルダ後部907に感光体ドラム300が装着される際に、感光体ドラム300の後側支持軸303の移動を規制することにより、該感光体ドラム300周囲に配置されている各種部材に感光体ドラム300表面が接触することを阻止する規制手段として機能する。
【0087】
次に感光体ドラム300をドラムホルダに装着する際の保持方法に関して説明する。本実施例では、感光体ドラム300の支持軸の一方をドラムホルダ後部907の貫通孔908に差し込むようになっている。
具体的には、感光体ドラム300の両端面の感光体ドラム300外周面に近いところを両手の指で挟んで保持し、前述のように、感光体ドラム300の後側支持軸303をドラムホルダ後部907の貫通孔908に挿入する(図6中の動作1及び2)。このとき、図8(A)に示すように、ドラムホルダ後部907の感光体ドラム300が装着される側の反対側に設けられている軸受部(規制手段)960によって、感光体ドラム300の後側支持軸303の移動が規制され、貫通孔908から外れるように過剰に移動することがない。しかも、ドラムホルダ後部907において、軸受部960に対向するように設けられている切欠き部970が、感光体ドラム300の後側支持軸303側の指に対して逃げ場となるので、指が邪魔で、後側支持軸303が貫通孔908に入らないといったことがない。
【0088】
従来の装置では、図8(B)に示すように、規制手段としての軸受部960が設けられていないため、貫通孔908における感光体ドラム300が挿入される方向に位置する角部に、感光体ドラム300の後側支持軸303が入りにくくなる。その結果、後側支持軸303が貫通孔908から外れて過剰に移動することになり、感光体ドラム300の角部で、ドラムホルダ後部907の周囲に配置されているトナークリーニング装置400のクリーニングブレード404やトナー受けシール409等が損傷したり、逆に、ホルダなどの角部が感光体ドラム300表面に接触して、感光体ドラム300表面が損傷したりする。
しかしながら、本発明のように、感光体ドラム300の後側支持軸303の移動を規制する規制手段として機能する軸受部960を設けることによって、上記問題点の発生を防止することができる。
【0089】
次に、感光体ドラム300の前側支持軸301を回動してドラムホルダ前部902の着脱ガイド溝903に沿って挿入する(図6中の3の動作)。このとき、ドラムホルダ前部902にストッパ950が入る空間の着脱方向手前側の部分が、ストッパ950が未装着の場合は、ドラムホルダ後部907の指逃用切欠き部970と同様に、指の逃げ場となって、指が装着の妨げにならないようになっている。
次いで、ストッパ950をドラムホルダ902の着脱ガイド溝903に挿入する(図6中の4の動作)。以上で、感光体ドラム300の第2プロセスユニット900への装着は完了する。
【0090】
また、感光体ドラム300の後側支持軸303の軸方向長さが長く、且つ、この長くした後側支持軸303が斜めからドラムホルダ後部907の貫通孔908に挿入できる程度に、貫通孔908の内径が後側支持軸303外径に比して比較的大きな場合であれば、切欠き部970を不要としても良い。しかし、その場合、後側支持軸303が長くなり、後述するように、ドラムホルダ後部907の貫通孔908に複写機本体側の位置決めブロック152が入るような場合であれば、ドラムホルダ後部907の感光体ドラム300の軸方向長さが長くなり、同方向に第2プロセスユニット900が長くなる。
【0091】
感光体ドラム300を第2プロセスユニット900から取外す場合は、まず、ドラムホルダ前部902の前側に設けた切欠き部に通して、ストッパ950の背面に指を掛けて、ストッパ950を引き出した後に、装着の手順を逆に行えばよい。このとき、上記両方の指逃凹部(ストッパ950を取り外している状態にある空間部、及び指逃切欠き部970)は、感光体ドラム300の両端面の外周面に近いところを両手の指で挟むための逃げ場としても機能する。
【0092】
次に、図3に示す第2プロセスユニット900において、感光体ドラム300を着脱する作業について説明する。
図16に示すように、第2プロセスユニット900を作業平面上に載置し、感光体ドラム300を着脱する際、着脱ガイド溝903は、着脱ガイド溝903から外す方向が上方となるように作業平面に対して所定の角度で傾斜している。これにより、作業者は斜め下方に第2プロセスユニット900を見下ろして、斜め方向に感光体ドラム300を取り付け、あるいは取り外して作業することができ、作業が非常に行いやすい。
また、帯電装置500を装着したままの第2プロセスユニット900に対して、感光体ドラム300を着脱するので、着脱時に、感光体ドラム300の感光面を接触しないようにする必要がある。更に、感光体ドラム300の感光面である外周面が、クリーニング装置400のクリーニングブレード404のクリーニングエッジ405を損なわないように着脱する必要があり、その作業について説明する。
【0093】
図3に示す作業1及び作業2の状態では、図5(A)のように、感光体ドラム300の外周面の縁部306は、第1シール部材428に接触するので、感光体ドラム300の外周面はクリーニングエッジ405に接触しない。作業1及び作業2ときに、感光体ドラム300の後側軸受部303をドラムホルダ後部907の貫通孔908に挿入され、貫通孔908と後側軸部303の挿入量によって、感光体ドラム300の外周面と帯電装置500との距離が規定される。このために、感光体ドラム300の装着作業の1及び2では、感光体ドラム300の外周面が帯電装置500に接触することがなく、感光体ドラム300の外周面(感光層の塗布部)を損なうことがない。
【0094】
次の、図3に示す作業3のときに、感光体ドラム300の前側軸受部301がドラムホルダ前部902の着脱ガイド溝903の入り口に至るまでは、感光体ドラム300の外周面と帯電装置500との距離は大であり、感光体ドラム300の外周面と帯電装置500の接触は起こらない。感光体ドラム300の前側軸受部301が着脱ガイド溝903に入ると、感光体ドラム300は着脱ガイド溝903により位置規制されて移動するので、感光体ドラム300の外周面の上方に帯電装置500が接近しても、感光体ドラム300の外周面は帯電装置500に接触しない。
【0095】
装着されている感光体ドラム300を取外すときには、作業は、4,3,2,1の順に行われるので、上記と同様の理由により、感光体ドラム300の外周面は帯電装置500に接触しない。
このように、感光体ドラム300の着脱に関して、帯電装置500が感光体ドラム300が周囲を損なわないように形成されている。
以上は、図6、図7に示す例の構成においても同様である。
【0096】
次に、クリーニングブレード404及びトナー受けシール409の着脱時における感光体ドラム300外周面との接触に関して、図16、図18、及び図19に基づいて説明する。
図18(A),図18(B)は、感光体ドラム300の装着時の移動によりクリーニングブレード404のクリーニングエッジ405に対して感光体ドラム300の外周面がどのように移動するかを示している。
図19(A),図19(B)は、感光体ドラム300の装着時の移動によりトナー受けシール409の先端に対して感光体ドラム300の外周面がどのように移動するかを示している。
【0097】
図18(A),図18(B)に示すように、感光体ドラム300の外周面がドラムホルダ前部902の着脱ガイド溝903に沿って移動すると、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405が感光体ドラム300の外周面に接触したときから装着が完了するまでの間に、クリーニングブレード404を徐々に撓ませる。この間、クリーニングエッジ405に対して、感光体ドラム300の外周面の接触点の位置は、図18(B)の拡大図(感光体ドラム300の外周面とクリーニングエッジ405の付近の移動状態に関し、接触した瞬間を2点鎖線で図示し、装着完了時を実線で示している)のように移動する。つまり、感光体ドラム300の外周面とクリーニングエッジ405が接触した瞬間の接触点Qは感光体ドラム300の移動方向を示すラインnに沿って移動して、装着完了時にはQ′に至るが、クリーニングエッジ405は感光体ドラム300の外周面に沿って接触点Rまで移動し、クリーニングエッジ405に作用する摩擦力はクリーニングブレード404の根本側(クリーニングブレード404の支持体であるブレードホルダ402側)から先端側(クリーニングブレード404のクリーニングエッジ側)に向かうように働く。このクリーニングエッジ405を感光体ドラム300外周面に対して当接する当接力は、感光体ドラム300の外周面に静電気力により付着しているトナーを除去する必要から、かなり大きくする必要がある。
【0098】
また、クリーニングブレード404の材質は、ウレタンゴム等の感光体ドラム300外周面に対する摩擦係数が大きいものが用いられる。従って、クリーニングエッジ405に作用する摩擦力が、上述とは逆に、クリーニングブレード404の先端側から根本側に向かうように働くように、感光体ドラム300の着脱方向を着脱ガイド溝903で規定した場合、この当接力が大であることと、摩擦係数が大であることにより、クリーニングエッジ405に加わる力が大になる。これにより、クリーニングエッジ405が、感光体ドラム300の外周面との摩擦によりエッジ先端が鈍ったり、変形したりして、クリーニングエッジ405が損なわれることがなく、感光体ドラム300の着脱によるクリーニング不良の虞をなくすことができる。
感光体ドラム300の一端側(後側軸受部303)を先に第2プロセスユニット900のフレーム901に挿入する関係上、先に挿入した側から、順次、感光体ドラム300の外周面とクリーニングエッジ405が接触していく。
【0099】
図19(A),図19(B)に示すように、感光体ドラム300の外周面が上述の着脱ガイド溝903に沿って移動すると、トナー受けシール409の先端が接触したときから装着が完了するまでの間に、トナー受けシール409を撓ませる。この間、トナー受けシール409の先端に対して、感光体ドラム300の外周面の接触点の位置は、図19(B)の拡大図(感光体ドラム300の外周面とトナー受けシール409の先端付近の移動状態を、接触した瞬間を2点差線で図示し、装着完了時を実線で示している)のように移動する。つまり、感光体ドラム300の外周面とトナー受けシール409の先端が接触した瞬間の接触点Tは感光体ドラム300の移動方向を示すラインnに沿って移動して、装着完了時にはT′に至るが、トナー受けシール409の先端は感光体ドラム300の外周面に沿って接触点Uまで移動し、トナー受けシール409の先端に作用する摩擦力はトナー受けシール409の先端側から根本側に向かうように働く。この場合、トナー受けシール409がフィルム体なので、トナー受けシールの材質がウレタンのように感光体ドラム300の外周面に対して比較的摩擦係数が高くても、感光体ドラム300の外周面に対する当接力が小さく、クリーニングブレード404のようにトナーを除去する必要が無く、感光体ドラム300の外周面に軽く当接していれば良いので、トナー受けシール409の先端側から根本側に向かうように摩擦力が作用しても、トナー受けシール409の先端が損なわれ難く、トナー受けシール409の機能を阻害することが無い。
【0100】
なお、この例では、ウレタンは柔らかく、長期間接触しても、感光体ドラム300の外周面を損ないにくいが、その反面、感光体ドラム300の外周面との摩擦力が大きくならないようにしているが、トナー受けシール409の材質に他のものを採用するのであれば、感光体ドラム装着時のトナー受けシール409が損なわれ難く、感光体ドラム300の外周面を長時間接触して使用しても損なわないように工夫する必要がある。例えば、PET等のように、感光体ドラム300外周面に対する摩擦係数は小さいものの硬い材質を使用するのであれば、ウレタンの場合の厚さよりもさらに薄いフィルム体にし、感光体ドラム300の外周面に対する当て角を更に小さくし(接触点における感光体ドラム300の外周面に対する接平面により近くする)、更に、トナー受けシール409の感光体ドラム300の当接側先端部の感光体ドラム300との接触側にバリがでないようにする(型で抜く際の方向を規定したり、バフ研磨等によるバリ取りなど)等の対応が必要である。
【0101】
また、トナー受けシール409の先端が、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405程、湾曲に厳しくないのは、次のような理由による。つまり、図9に示すように、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405は、感光体ドラム300の中心に引いた水平面hよりも上方で感光体ドラム300の周面に接触(図9中の線G)しているが、トナー受けシール409の先端は、水平線hの下方で感光体ドラム300の周面に接触(図9中の線F)している。このために、クリーニングエッジ405により除去されたトナーは、感光体ドラム300の水平方向に最も突出した所(図中の線H)から、図中の線jよりも左側のクリーナハウジング内に落下することになるからである。また、トナー受けシール409がトナーを除去するものでなく、単に粉体であるトナーがクリーナハウジングの外部に濡れないように、かつ、感光体ドラム300の外周面からトナーを書き落とさない程度に、感光体ドラム300の外周面に軽圧接するからである。
【0102】
また、使用した第2プロセスユニット900から感光体ドラム300を取り外す場合、トナーを作業面に落として汚すことを防止する必要があるが、その点について以下に説明する。
感光体ドラム300の外周面が、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405、及び第2シール部材414の端面から離れたとき、クリーニングエッジ404及び第2シール部材414の端面にトナー塊が残っている場合があり、このトナー塊が作業面に落下する虞がある。図16に示すように、感光体ドラム300の外周面が、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405及び第2シール部材414の端面から離れたとき、トナー受けシール409の先端は感光体ドラム300外周面に当接している。また、同図に示すように、感光体ドラム300を完全に装着した状態であっても、作業面に置いたクリーニング装置400のクリーナ開口411を鉛直方向(重力方向)に投影したときの領域内W(クリーニングエッジ405から鉛直方向上方に引いた図中の波線と、トナー受けシール409の先端から鉛直方向上方に引いた図中の波線との間の領域)に、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405、及び第2シール部材414の端面が位置している。従って、感光体ドラム300を取り外した場合、クリーニングブレード404のクリーニングエッジ405及び第2シール部材414の端面に残ったトナー塊は、クリーナハウジング内に落下して、作業面等のクリーナハウジングの外部を汚すことがない。また、感光体ドラム300を装着するときに、クリーニングエッジ404及び第2シール部材414の端面にトナー塊がまだ残っている場合であっても、同様に、トナー塊はクリーナハウジング内に落下し、クリーナハウジングの外部を汚すことがない。
【0103】
以上のように、第2プロセスユニット900dは、他のユニット900a〜900dと共に複写機本体1の同一の支持フレーム151に対して装着されて図2中のR方向に移動して複写機本体1に装着が完了するが、第2プロセスユニット900を複写機本体1に装着する際の感光体ドラム300の位置決め、及び感光体ドラム300を駆動する駆動機構との結合に関して、図20に基づいて説明する。
【0104】
図20は、第2プロセスユニット900と複写機本体1との係合関係を示す縦断面図である。図20(A)は、装着途中を示した図である。図20(B)は、装着完了状態を示した図である。
図20(A),図20(B)に示すように、第2プロセスユニット900は、現像装置600(図20には図示せず)と共に移動フレーム159に対して着脱できるようになっている。移動フレーム159は、第2プロセスユニット900及び現像装置600を乗せた状態で、複写機本体1の後支持フレーム151及び前支持フレーム160に対して、図20中のF方向及びR方向に移動可能に設けられている。第2プロセスユニット900及び現像装置600の着脱は、感光体駆動軸155が第2プロセスユニット900のフレーム901内に位置しない位置(図20(A)よりも更にF方向に移動した位置、以後、着脱位置と呼称する)で行われる。第2プロセスユニット900が移動フレーム159に乗せられた状態では、前述の通り、感光体ドラム300は第2プロセスユニット900のフレーム901のドラムホルダ前部902及びドラムホルダ後部907上に支持されている。
【0105】
この着脱位置で、移動フレーム159に第2プロセスユニット900及び現像装置600が装着後、移動フレーム159は、第2プロセスユニット900及び現像装置600を乗せた状態で、前支持フレーム160の開口から複写機本体1内に移動すると、先ず、感光体駆動軸155が第2プロセスユニット900のドラムホルダ後部から入って来て、感光体ドラム300内に至る。更に、移動フレーム159が移動すると、複写機本体1の後支持フレーム151に固定された位置決めブロック152がドラムホルダ後部907の貫通孔908に嵌入して、第2プロセスユニット900のフレーム901が複写機本体1の後支持フレーム151に対して位置決めされると共に、感光体駆動軸155に固定された軸受け157が感光体ドラム300の後側軸受部303内に嵌入し、感光体駆動軸157の段部163が感光体ドラム300の前側軸受部301に嵌入する。この状態で、係合ブロック161が、感光体駆動軸155のF側端部から外嵌し、固定ビス158の締結により感光体駆動軸157の段部301との間で感光体ドラム300の前側軸受部301を締め付けて、感光体ドラム300を感光体駆動軸155に固定する、また、移動フレーム159を、複写機本体1の前支持フレーム160に、固定ビス162で固定する。以上により、第2プロセスユニット900の複写機本体1への装着が完了する。このように、第2プロセスユニット900を複写機本体1に装着すると、感光体駆動軸155が回転すると、感光体300も回転する。また、感光体ドラム300は、感光体駆動軸155により支持されており、第2プロセスユニット900の前側軸受部301及び後側軸受部303から離間した状態になって、回転ムラ等が生じないようになっている。
【0106】
第2プロセスユニット900の取り外しは、前述の逆に行えば良い。
尚、係合ブロック161は、感光体駆動軸155の周面の一部をカットした部分164(Dカット部)に係合するように形成されている。また、感光体駆動軸155は、複写機本体1の後支持フレーム151に設けられた軸受154、位置決めブロック152内に設けられた軸受153及び移動フレーム159に設けられた軸受け165により、回転自在に支持される。
【0107】
この実施例のように、位置決めブロック152がドラムホルダ後部907の貫通孔908に嵌入して、第2プロセスユニット900のフレーム901を、複写機本体1に対して位置決めする場合、ドラムホルダ後部907は、感光体ドラム300の後部側軸受部303と位置決めブロック152に外嵌する構成であり、ドラムホルダ後部907それ自体にはスリット等の構造上強度を弱める加工は一切されていないので、十分な強度を保持することができ、第2プロセスユニット900を安定して支持することができる。この点に関し、従来例(例えば、特開昭63−267989号公報に記載のもの)のように駆動手段を有する側のドラムホルダにスリットが形成されている構成であると、ドラムホルダの強度が低下して、安定した位置決め、及びドラムの支持をすることができない。従って、その場合には、強度を上げるため感光体長手方向の寸法を大にしなければならず、第2プロセスユニットが長手方向に大型化することになる。
【0108】
本実施例では、感光体ドラム300の駆動を行い、位置決めを行うドラムホルダ後部907側は、その貫通孔908に感光体ドラム300の後側軸受部303を挿入するようにし、位置決めとして機能しないドラムホルダ前部902側には、着脱ガイド溝903を設けて、この着脱ガイド溝903を使用して感光体ドラム300の前側軸受部301を挿入するようにしている。
【0109】
以上の実施例とは異なって、例えば、第2プロセスユニット900のフレーム901の側面部に設けた位置決め突起等で第2プロセスユニット900の複写機本体1に対する位置決めを行って、ドラムホルダ後部907(感光体の軸を保持する部分)で位置決めを行わないような構成であれば、実施例のようにドラムホルダ前部902の片方だけ着脱ガイド溝903を使用する必要はなく、ドラムホルダ前部902、及び後部903の両方とも着脱ガイド溝903を設けて、第2プロセスユニット900に対する感光体ドラム300の着脱を行うようにしても良い。
【0110】
実施例の第2プロセスユニット900に対して感光体ドラム300を着脱する際の、第2プロセスユニット900の作業面に対する姿勢は、図9、及び図16のように、使用時の上下関係に近いものであったが、次のようにしても良い。
図21は、クリーニング装置400を有するフレーム901に対して、帯電装置500が図16とは異なる態様で取り付けられている実施例を示すもので、作業平面上で感光体ドラム300を着脱する作業時に、クリーニング装置400と帯電装置500が下方に位置し、感光体ドラム300を斜め上方から着脱するような構成の例である。
【0111】
また、第2プロセスユニット900を作業平面上に載置したとき、図22に示すように、フレーム901の一部を構成するクリーニング装置400が下方になるようにして、ほぼ上方から感光体ドラム300を着脱するようにしてもよい。クリーニング装置400の内部形状や帯電装置500の配置の位置によって、作業面に対して、クリーニング装置400と帯電装置500とを一体的に備えた感光体ユニットである第2プロセスユニット900の安定性が十分でない場合は、作業面に当接する部分にリブ等の据え部を設けて、安定して作業をすることができるようにすればよい。
【0112】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような構成であるので、次のような効果がある。
請求項1の発明によれば、ホルダに形成された貫通孔及び着脱ガイド溝によって、感光体ドラム表面が周囲に配置されている帯電器やクリーニング手段などに接触することが回避され、帯電器を装着した状態であっても、感光体ドラム表面を傷つけることなく感光体ドラムを装着することができる。また、感光体ドラムの規制手段として、ホルダに軸受部が突出して設けられているので、感光体ドラムの支持軸の一方を先に貫通孔に差し込む方式であれば、軸受部によって支持軸の過剰な移動が規制され、かつ貫通孔に支持軸が入りやすくなる。そのため、感光体ドラムの角部により、ホルダの周囲に存在するブレードやトナー受けシールなどの各部部材が損傷することがなく、逆に、これらの部材によって感光体ドラム表面が損傷することを防止することができる。
【0113】
請求項2の発明によれば、使用済みの感光体ユニットから感光体ドラムを取り外す作業をしても、トナーがこぼれ落ちて作業面を汚す恐れがない。また、感光体ドラムを感光体ユニットに対して着脱するときに作業者の眼前斜め下方にあるので、着脱作業を行いやすい。また、目視確認が行いやすいので、クリーニングブレードやトナー受けシール等を損傷することがない。
【0114】
請求項3の発明によれば、クリーニング装置,感光体ドラム,帯電装置が一体に形成された感光体ユニットを用い、しかも感光体ドラムと帯電装置は、感光体ユニットを画像形成装置から取り外した状態で着脱できるので、画像形成装置の維持管理が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の感光体ユニット(第2プロセスユニット)を用いたデジタルカラー複写機の内部構造を示す正面図である。
【図2】4つの画像ステーションPa〜Pdを複写機本体の裏面側から見た斜視図である。
【図3】感光体ドラムを装着していない状態の感光体ユニットを裏面側から見た斜視図である。
【図4】感光体ユニットを感光体ドラムの側から見た要部断面図(感光体ドラムは図示せず)である。
【図5】感光体ドラムを感光体ユニットのフレームに装着する作業を説明するための図である。
【図6】ドラムホルダ後部の構成が異なる感光体ユニットを裏面側から見た斜視図である。
【図7】ドラムホルダ後部の構成が異なる感光体ユニットを感光体ドラムの側から見た要部断面図(感光体ドラムは図示せず)である。
【図8】感光体ドラムを異なる構成の感光体ユニットのフレームに装着する作業を説明するための図である。
【図9】図4のA−A断面図である。
【図10】図4のB−B断面図である。
【図11】第2シール部材の取り付け構造を示す図である。
【図12】帯電装置をグリッド側から見た斜視図である。
【図13】画像形成ステーションにおける作像行程を説明するための模式図である。
【図14】図13の各行程における感光体ドラムの表面電位の推移を示す図である。
【図15】図13の各行程と、感光体ドラムの領域との関係を説明するための図である。
【図16】感光体ユニットを作業面上に置き、感光体ドラムを着脱する作業を説明する断面図である。
【図17】感光体ドラムを感光体ユニットに固定するストッパの斜視図及び上面図である。
【図18】感光体ドラム表面とクリーニングブレードとの関係を示す図である。
【図19】感光体ドラム表面とトナー受けシールとの関係を示す図である。
【図20】感光体ユニットと複写機本体との結合関係を示す縦断面図である。
【図21】図3の感光体ユニットと異なる態様の感光体ユニットを示す図である。
【図22】図3の感光体ユニットと更に異なる態様の感光体ユニットを示す図である。
【符号の説明】
1…複写機本体、11…両面自動原稿送り装置(RADF)、12…画像読み取り部、13…画像形成部、14…給紙機構、111…原稿台、119…CCDラインセンサ、151…複写機本体のフレーム、152…位置決めブロック、155…感光体駆動軸、156…係合段部、203…転写搬送ベルト機構、208…除電器、209…定着装置、210…搬送方向切り換えゲート、300a〜300d…感光体ドラム、400a〜400d…クリーニング装置、404a〜404d…クリーニングブレード、409a〜409d…トナー受けシール、424a〜424d…第1のトナー搬送スクリュー、440…トナー排出装置、500a〜500d…帯電装置、550a〜550d…グリッド、570a〜570d…コロナ放電電極、600a〜600d…レーザビームスキャナユニット(LSU)、700a〜700d…現像装置(第1プロセスユニット)、800a〜800d…転写用放電器、900a〜900d…感光体ユニット(第2プロセスユニット)、901a〜901d…フレーム、902a〜902d…ドラムホルダ前部、903a〜903d…着脱ガイド溝、907a〜907d…ドラムホルダ後部、908a〜908d…貫通孔、921a〜921d…前側立設部(帯電装置装着部)、941a〜941d…後側立設部(帯電装置装着部)、950a〜950d…ストッパ、960…軸受け部(規制手段)、970…切欠き部、P…用紙、Pa〜Pd…画像ステーション。
Claims (3)
- 感光体ドラムと、該感光体ドラムに当接して該感光体ドラム上のトナーを除去するクリーニングブレードを備えたクリーニング装置と、帯電装置とを一体的にフレームに保持すると共に、該フレームに少なくとも感光体ドラムを着脱自在に装着する感光体ユニットにおいて、
前記感光体ドラムの一端側を前記フレームの一端側のホルダに形成され内壁の一部が軸方向に突出した軸受部を有する貫通孔に軸方向から挿入し、前記感光体ドラムの他端側を前記感光体ドラムの一端側を中心として回動し、前記フレームの他端側のホルダに形成した着脱ガイド溝に沿って側方向から挿入することを特徴とする感光体ユニット。 - 請求項1記載の感光体ユニットにおいて、
前記感光体ユニットを作業面上に載置したときに前記感光体ドラムの着脱方向が略斜め上方となるように、前記フレームに据え部が設けられていることを特徴とする感光体ユニット。 - 請求項1または2に記載の感光体ユニットを具備することを特徴とする画像形成装置。
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