JP4682891B2 - 感光体ドラムユニット - Google Patents

Description

本発明は、ファクシミリ装置、複写機或いはプリンタ（これらの複合機も含む）等に採用される電子写真方式の画像形成装置を構成する感光体ドラムユニットに関し、更に詳しくは、スコロトロン型帯電器を備えた感光体ドラムユニットに関する。

上記の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムを軸回転可能に支持するユニットフレームに、スコロトロン型帯電器を該感光体ドラムの表面に対峙させその長手方向に沿うよう取付固定してユニット化した感光体ドラムユニットが広く採用されている。このようなスコロトロン型帯電方式の場合、感光体ドラムの表面とグリッドとの距離が、感光体ドラムの長手方向のいずれの位置においても等距離に保たれていないと、感光体ドラムの長手方向において帯電むらが生じ、これが画像品質に影響する。

従来、シールドケース、放電ワイヤ（条体）及びグリッドを一体的に組付けユニット化した帯電器は、感光体ドラムを支持するユニットフレームに、長手方向の両端においてねじ締結して固定されていた。ユニットフレームは樹脂成型品からなり、その長手方向にねじれ等の歪みを生じることがある。一方、帯電器は全体として剛体状の一体物として構成されるから、帯電器をユニットフレームにねじ締結する際、ユニットフレームの上記歪みに倣い難く、その為、グリッドと感光体ドラム表面との距離が長手方向において一定とならないと言う問題点があった。

特許文献１では、感光体の駆動軸にグリッド板保持部材を設けたスコロトロン型帯電器の場合、駆動軸の偏心量によって感光体表面とグリッド板との距離が変動すると言う問題点に鑑み、グリッド板を長手方向に張力を与えると共に、感光体表面に摺接し感光体表面とグリッド板との距離を所定の距離に保つ位置決め部材を設けたスコロトロン型帯電器が提案されている。また、特許文献２では、帯電装置の本体からグリッド電極を分離し、このグリッド電極を、感光体ドラムを回転自在に支持する感光体支持体（ユニットフレーム）に対して位置決め部材及び位置調整装置を介して支持することが提案されている。
実開平４−１３３２５８号公報 特開平６−３５２９６号公報

ところで、特許文献１で提案されたスコロトロン型帯電器は、ＰＣカートリッジ（ユニットフレーム）に取付固定されるホルダー間に帯電器を支持し、グリッド板保持部材を感光体表面に摺接する位置決め部材によって位置決めすることによってグリッド板と感光体との間を所定の間隔に保とうとするものであるが、テフロン（登録商標）等の低摩擦物質が塗布された位置決め部材を必要とする為コスト高となることは不可避であった。また、ユニットフレームに取付固定されるホルダーと帯電器とは一体とされて全体が剛体状の一体物とされるから、ユニットフレームに歪み等があると、これに倣い難く、取付固定の確実性が損なわれることも予想されるところであった。

また、特許文献２で提案された帯電装置は、グリッド電極を帯電装置本体から分離して感光体ドラムのユニットフレームに取付けんとするものであるが、位置決め部材及び位置調整装置を必要とする為部品点数が増え、コスト高となる上に、ユニットフレーム側にグリッド電極が取付けられる為、ドラムユニットとして構成する場合に、帯電装置本体とグリッド電極との位置調整も必要となる。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、簡単な構成でありながら、帯電器がユニットフレームの歪み等に追随して感光体ドラムとの所定の位置関係を維持し得る感光体ドラムユニットを提供することを目的としている。

請求項１の発明に係る感光体ドラムユニットは、ユニットフレームと、該ユニットフレームに軸回転可能に支持された感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面に対峙しその長手方向に沿うよう上記ユニットフレームの両端部に取付固定されるスコロトロン型帯電器とを備えた感光体ドラムユニットであって、上記帯電器は、上記ユニットフレームの両端部に取付固定される一対の取付部材と、該取付部材間に張架される放電電極条体と、該取付部材間に結合支持され該放電電極条体を覆うシールドケースと、該取付部材間に張架されシールドケースの感光体ドラム側開口部に配置されるグリッドとがユニット化され、このユニット化された状態で、上記一対の取付部材をして上記ユニットフレームの両端部に取付固定されるよう構成され、上記一対の取付部材とその間のシールドケースとは、相互の寡少な位置ずれを許容する結合手段を介して結合され、当該帯電器が、上記取付部材をして上記ユニットフレームの両端部に取付固定された状態では、上記放電電極条体及び上記グリッドの所期の相対位置関係が変化せず、且つ、グリッドと感光体ドラムの表面との相対距離がその長手方向において略均一な状態に維持されていることを特徴とする。

本発明においては、請求項２の発明のように、前記結合手段を、取付部材とシールドケースとに形成された互いに遊嵌関係の係合ピン及び係合孔によって構成することができる。また、請求項３の発明のように、前記グリッドを、取付部材に対してばね部材を介してその長手方向にテンションが付与された状態で張架するようになすことが望ましい。

請求項１の発明に係る感光体ドラムユニットにおいては、帯電器を構成する両端の取付部材とその間のシールドケースとは、相互の寡少な位置ずれを許容する結合手段を介して結合されているから、取付部材をしてユニットフレームに取付ける際、ユニットフレームに長手方向のねじれ等による歪みがあっても、各取付部材がこれに倣い、取付固定が確実になされる。しかも、グリッドは取付部材間に張架されシールドケースの感光体ドラム側開口部に配置されるから、感光体ドラム表面との距離がその長手方向に渡って所定の距離に維持され、帯電むらが生じる懸念がない。更に、放電電極条体も取付部材間に張架されているから、放電電極条体及びグリッドが所定の相対位置関係に維持される。このような帯電器のユニットフレームに対する取付の確実性と、グリッドのユニットフレームに対する追随性等は、取付部材とシールドケースとが相互の寡少な位置ずれを許容する結合手段を介して結合されることにより達成され、簡易な構成で部品点数やコストの増大を招くことなくなされるものである。

また、請求項２の発明のように、前記結合手段を、取付部材とシールドケースとに形成された互いに遊嵌関係の係合ピン及び係合孔によって構成するようにすれば、極めて簡易に上記取付の確実性やグリッドのユニットフレームに対する追随性が達成される。更に、請求項３の発明のように、グリッドを、取付部材に対してばね部材を介してその長手方向にテンションが付与された状態で張架するようにすれば、グリッドが常に張った状態に維持されると共に、取付部材のユニットフレームに倣った取付の確実性とも相俟って、感光体ドラム表面との所定距離の維持が的確になされる。

以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の感光体ドラムユニットが採用された画像形成装置の一例を示す縦断面図、図２は同感光体ドラムユニットの断面図、図３は同感光体ドラムユニットに組み付けられる帯電器における取付部材とシールドケースとの関係を示す部分切欠分解斜視図である。

図１に示す画像形成装置Ａは、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であっても良いことは言うまでもない。図において、画像形成装置Ａの装置本体１は、記録紙（用紙）の給紙部２と、電子写真方式の画像記録部３と、印字後の記録紙の排出部４とが、この順序で高さ方向に層積されて構成されている。記録紙の給紙部２は、多数枚の記録紙を堆積収納し得る抜差し可能な給紙カセット２ａと、該給紙カセット２ａの前端部に設置された分離給紙ローラ（ピックアップローラ）２ｂと、該分離給紙ローラ２ｂの周面に弾接する分離パッド２ｃとよりなる。給紙部２は、図例のような１段カセット方式に限らず、多段カセット方式、或いはオプションカセット方式とすることも可能である。

画像記録部３は、感光体ドラム５の周囲に、帯電器６、ＬＥＤ等からなる露光器７、現像器８、転写ローラ９及び残留トナー除去装置１０をこの順序で配したプロセス部と、その下流側の定着器１１とより構成される。これらプロセス部は、露光器７及び転写ローラ９を除き、感光体ドラム５、帯電器６及び残留トナー除去装置１０を一括した感光体ドラムユニット５０と、トナー容器、攪拌器及び現像ローラ等を一括した現像器ユニット８０とよりなるプロセスユニットとされ、感光体ドラムユニット５０及び現像器ユニット８０は、装置本体１に対してその前面側より個々に或いは両者を何等かの結合手段で結合した状態で着脱可能に装着される。また、露光器７及び転写ローラ９を除く全てのプロセス部を一括してプロセスユニットとすることも可能である。ここで、装置本体１の前面側とは、図１における紙面手前側を言い、奥側を背面側と言う。

定着器１１の下流側には、切替ゲート４ａ、排出ローラ対４ｂ及び排出トレイ４ｃが連設され、これらによって排出部４が構成される。上記プロセス部の上流側近傍には、レジストローラ対１２が配設され、上記給紙カセット２ａから、分離給紙ローラ２ｂ及び分離パッド２ｃの作用により１枚ずつ分離繰出された記録紙（用紙）は、該レジストローラ対１２によりレジストされて、前記感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入される。感光体ドラム５は図１の矢示方向に回転しながら、帯電器６によりその表面が一様に帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器７によって感光体ドラム５の表面に照射され、感光体ドラム５の表面には静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム５の表面の光導電体の特性により、光の照射部分の電位が変化し、その他の部位の電位が維持されて形成されるものである。

そして、この静電潜像は、バイアス印加された現像器８で逐次現像されてトナー画像として感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に至る。この現像の際、光の照射により電位が変化した部位には、現像器８との電位差によりトナーが感光体ドラム５に吸引されて黒部分となり、その他の部分にはトナーは吸引されず白部分となって、全体として、画像情報に基づく白黒のトナー画像が形成されるのである。上記レジストローラ対１２は、感光体ドラム５の表面のトナー画像に同期して記録紙がこの対合部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。

転写ローラ９はバイアス印加されており、感光体ドラム５と対合され且つ矢示方向（感光体ドラム５とウイズ方向）に回転駆動されながら記録紙をニップ搬送し、この間感光体ドラム５の表面のトナー像が記録紙に転写される。感光体ドラム５の表面に残ったトナーは、残留トナー除去装置１０で除去・回収される。トナー像が転写された記録紙は、定着器１１に導入され、永久画像として定着された後、切替ゲート４ａを押し上げ、排出ローラ対４ｂを経て排出トレイ４ｃ上に排出される。この一連の記録紙の給送は、給紙カセット２ａからの繰出し直後に略垂直（鉛直）に立ち上がり、排出ローラ対４ｂでは給紙カセット２ａからの繰出し方向とは略１８０度の方向にＵターンするような主給送パスＰに沿ってなされる。このようなレイアウト構成により、装置全体のコンパクト化が図られる。

図例の画像形成装置Ａは、両面記録機能を備えており、上記主給送パスＰの切替ゲート４ａの取付け位置から、前記レジストローラ対１２の上流側で上記主給送パスＰに循環合流する反転給送パスＰ１が形成されている。前記排出ローラ対４ｂは、正逆転可能とされ、また、反転給送パスＰ１には搬送ローラ対１３、１４が配設されており、両面記録する場合は、上記のように片面記録がされた記録紙が主給送パスＰに沿って搬送され、記録紙の後端が排出ローラ対４ｂに至ると、該排出ローラ対４ｂは一旦停止して記録紙の後端をニップする。次いで、排出ローラ対４ｂが逆転し、記録紙はその後端より搬送ローラ対１３、１４によって反転給送パスＰ１を搬送され、主給送パスＰに合流し、レジストローラ対１２に至る。該レジストローラ対１２によってレジストされて、再度感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入されてその裏面の記録がなされる。両面記録された記録紙は、その後、上記同様主給送パスＰに沿って排出トレイ４ｃ上に排出される。

図例の画像形成装置Ａは、記録紙の手差機能を更に備えており、装置本体１の側部には上下に開閉可能な手差トレイ１５が付設されている。該手差トレイ１５は、使用しない時は、図１の２点鎖線のように閉止され、把手１５ａをして開閉が可能とされている。該手差トレイ１５の前端部には分離給紙ローラ１５ｂと分離パッド１５ｃとが弾接状態で配設され、その更に下流側には主給送パスＰに合流する手差給送パスＰ２が連設されている。

上記手差トレイ１５を用いて画像記録をする場合、上記把手１５ａをして手差トレイ１５を開け、その上に記録紙をセットし、適宜スタート操作により、手差給紙ローラ１５ｂを作動させる。手差トレイ１５上の記録紙は、分離給紙ローラ１５ｂと分離パッド１５ｃとの作用により１枚ずつ分離されて繰出され、手差給送パスＰ２を搬送され、主給送パスＰに合流する。その後、レジストローラ対１２によってレジストされて、感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入されて記録がなされる。手差記録紙に両面記録する場合、記録紙は排出ローラ対４ｂの逆転により、反転給送パスＰ１を搬送され、上記の通りその裏面記録がなされる。記録が完了した記録紙は、排出ローラ対４ｂによって排出トレイ４ｃ上に排出される。

次に、図２及び図３を参照して感光体ドラムユニット５０について詳細に説明する。感光体ドラム５は、アルミニウム等の導電性円筒体の表面に光導電体をコーティングしてなり、その両端開口部には絶縁性樹脂等からなるフランジ部材５ａ、５ｂが固着されている。この両端のフランジ部材５ａ、５ｂは、軸受５１ａ、５１ｂを介して樹脂成型品からなるユニットフレーム５１に支持され、感光体ドラム５はフランジ部材５ａ、５ｂを介し、軸受５１ａ、５１ｂによってユニットフレーム５１に軸回転可能に支持される。フランジ部材５ａ、５ｂは、更に装置本体１の機体に固設された位置決めピンを兼ねるドラム軸１ａ、１ｂに軸回転可能に支持されている。フランジ部材５ａ、５ｂの周面には、同心的にギヤ５ｃ、５ｄが形成されており、ギヤ５ｃは装置本体１内の不図示の駆動伝達系に噛合連結され、この駆動力を得て感光体ドラム５がドラム軸１ａ、１ｂの回りに軸回転する。反対側のギヤ５ｄには、転写ローラ９等の機構部の被駆動伝達ギヤ（いずれも不図示）が噛合し、これら機構部への回転駆動伝達がなされる。

帯電器６は、スコロトロン型帯電器であって、上記ユニットフレーム５１の両端部に取付固定される一対の取付部材６１、６２と、該取付部材６１、６２間に張架される放電電極条体６３と、該取付部材６１、６２間に結合支持され該放電ワイヤ６３を覆う断面Ｕ型のシールドケース６４と、該取付部材６１、６２間に張架されシールドケース６４の感光体ドラム側開口部６４ａに配置されるグリッド６５とがユニット化されて構成される。取付部材６１、６２は、夫々に形成されたビス孔６１ａ、６２ａを介し、ビス６１ｂ、６２ｂによりユニットフレーム５１に締結固定される。

放電電極条体６３は、コロナ放電電極であって、図例のような多数の針状電極６３ａ…を備えた細帯金属板状体からなるものの他、金属ワイヤ等によって構成される。この放電電極条体６３の一端６３ｂは、一方の取付部材６１内に掛止され、他端６３ｃは引張スプリング６３ｄを介して他方の取付部材６２内に掛止されて、両取付部材６１、６２間にテンションが付与された状態で張架されている。また、グリッド６５は、多数のスリットを形成した金属薄板からなり、その一端６５ａは一方の取付部材６１に掛止され、他端６５ｂは揺動部片６５ｃ及び引張スプリング（ばね部材）６５ｄを介して他方の取付部材６２に掛止されている。

上記揺動部片６５ｃは、取付部材６２に感光体ドラム５側からその反対側に貫くよう配設され且つ支点ピン６５ｃａを支点として揺動可能に支持されている。この揺動部片６５ｃの感光体ドラム５側突出端にはグリッド６５の他端６５ｂが掛止され、反対側の突出端には引張スプリング６５ｄが掛止されている。断面Ｕ字形のシールドケース６４はその開口部６４ａが感光体ドラム５側に向くよう配置され、グリッド６５はこのシールドケース６４の開口部６４ａに位置し、上記揺動部片６５ｃを介した引張スプリング６５ｄの引張力によってテンションが付与された状態で両取付部材６１、６２間に張架されている。そして、上記放電電極条体６３及びグリッド６５は、本感光体ドラムユニット５０が画像形成装置Ａの所定位置に装着された時に、装置本体１内の電源電極（不図示）と接合し、夫々に所定の電圧が印加されるようになされている。

両取付部材６１、６２とシールドケース６４とは、結合手段６０を介して結合されている。これを図３も参照して更に詳細に説明する。図３は、両取付部材６１、６２とシールドケース６４との結合関係を示す分解斜視図であり、上記放電電極条体６３及びグリッド６５の図示は省略されている。即ち、両取付部材６１、６２の側面部及び反感光体ドラム側面には複数の係合ピン６０ａ…が突設され、一方、シールドケース６４の各係合ピン６０ａ…に対応する部位には、これら係合ピン６０ａ…よりやや径大若しくは長円形の係合孔６０ｂ…が穿設されている。この係合ピン６０ａ…と係合孔６０ｂ…との遊嵌関係の相互の係合によって結合手段６０が構成される。

上記両取付部材６１、６２とシールドケース６４とは、係合孔６０ｂ…に係合ピン６０ａ…を挿入係合させることによって結合される。係合孔６０ｂは係合ピン６０ａよりやや径大若しくは長円形とされているから、係合孔６０ｂ…に対するピン６０ａ…の係合は、遊嵌状態でなされる。その結果、結合手段６０による取付部材６１、６２とシールドケース６４との結合は、相互の寡少な位置ずれを許容するものとなる。このような取付部材６１、６２とシールドケース６４の結合状態にあって、取付部材６１、６２間に上記のように放電電極条体６３及びグリッド６５が、夫々引張りスプリング６３ｄ、６５ｄによってテンションが付与された状態で張架される。

従って、前記のように取付部材６１、６２をビス６１ｂ、６２ｂをしてユニットフレーム５１に締結固定することによって、帯電器６を感光体ドラムユニット５０に組付ける際、ユニットフレーム５１に歪み等があっても、シールドケース６４による規制が少なく、取付部材６１、６２がユニットフレーム５１に追随して確実な固定がなされる。また、放電電極条体６３及びグリッド６５は、取付部材６１、６２間に張架されているから、両者の所期の相対位置関係が変化せず、更には、グリッド６５と感光体ドラム５の表面との相対距離もその長手方向において略一定な状態とされる。加えて、放電電極条体６３及びグリッド６５が、夫々引張りスプリング６３ｄ、６５ｄによってテンションが付与された状態で張架されるから、取付部材６１、６２がユニットフレーム５１の歪みに追随し、シールドケース６４に対して相対位置ずれを生じても、テンション作用によって常時張った状態に維持され、グリッド６５と感光体ドラム５の表面との相対距離の一定化がより確実になされる。

このように、係合孔６０ｂ…及びピン６０ａ…で構成される結合手段６０とグリッド６５のテンションが付与された状態の張架と言う簡単な構成によって、ユニットフレーム５１の歪み等に対する追随性が得られ、グリッド６５と感光体ドラム５の表面との距離の一定性が保たれ、感光体ドラムの長手方向における帯電むらや、画像品質の低下を生じる懸念がなくなる。

尚、帯電器６におけるシールドケース６４の形状、取付部材６１、６２の全体形状等は図例のものに限定されるものではない。例えば、シールドケース６４の側部に樹脂フィルムをスカート状に貼設することも可能である。また、結合手段６０を構成する係合ピン６０ａ、係合孔６０ｂの形状も、図例のような円柱状ピン、円形状孔に限られず、角柱状ピン、角形状孔、その他の形状であっても良く、これらの形成対象も取付部材６１、６２及びシールドケース６４で逆であっても良い。

本発明の感光体ドラムユニットが採用された画像形成装置の一例を示す縦断面図である。 同感光体ドラムユニットの断面図である。 同感光体ドラムユニットに組み付けられる帯電器における取付部材とシールドケースとの関係を示す部分切欠分解斜視図である。

符号の説明

１ 装置本体
５ 感光体ドラム
５０ 感光体ドラムユニット
５１ ユニットフレーム
６ 帯電器
６０ 結合手段
６０ａ 係合ピン
６０ｂ 係合孔
６１ 取付部材
６２ 取付部材
６３ 放電電極条体
６４ シールドケース
６４ａ 感光体ドラム側開口部
６５ グリッド
６５ｄ 引張りスプリング（ばね部材）
Ａ 画像形成装置

Claims (3)

1. ユニットフレームと、該ユニットフレームに軸回転可能に支持された感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面に対峙しその長手方向に沿うよう上記ユニットフレームの両端部に取付固定されるスコロトロン型帯電器とを備えた感光体ドラムユニットであって、
   上記帯電器は、上記ユニットフレームの両端部に取付固定される一対の取付部材と、該取付部材間に張架される放電電極条体と、該取付部材間に結合支持され該放電電極条体を覆うシールドケースと、該取付部材間に張架されシールドケースの感光体ドラム側開口部に配置されるグリッドとがユニット化され、このユニット化された状態で、上記一対の取付部材をして上記ユニットフレームの両端部に取付固定されるよう構成され、
   上記一対の取付部材とその間のシールドケースとは、相互の寡少な位置ずれを許容する結合手段を介して結合され、
   当該帯電器が、上記取付部材をして上記ユニットフレームの両端部に取付固定された状態では、上記放電電極条体及び上記グリッドの所期の相対位置関係が変化せず、且つ、グリッドと感光体ドラムの表面との相対距離がその長手方向において略均一な状態に維持されていることを特徴とする感光体ドラムユニット。
2. 請求項１に記載の感光体ドラムユニットにおいて、
   前記結合手段は、取付部材とシールドケースとに形成された互いに遊嵌関係の係合ピン及び係合孔によって構成されていることを特徴とする感光体ドラムユニット。
3. 請求項１又は請求項２に記載の感光体ドラムユニットにおいて、
   前記グリッドは、取付部材に対してばね部材を介してその長手方向にテンションが付与された状態で張架されていることを特徴とする感光体ドラムユニット。