JP4888547B2 - 作像ユニット、現像ユニット、感光体ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
そこで、特許文献1では、感光体ドラム表面の、ギャップコロが当接する部位よりも回転方向上流側の位置に、フェルトなどの清掃部材を当接させ、感光体ドラムの回転に伴って当該当接箇所が清掃されるように構成している。
また、当接部材は感光体ドラムのような回転体である必要がなく、従来のような摩耗による現像ギャップの経時的変化や感光体ドラムの駆動源の大型化などの問題が生じない。
ここで、また、前記第1もしくは第2の当接部材の一方には、第1と第2の当接部材を近接させる際の移動方向に対して所定の角度をなす一対のテーパー面が形成されると共に、前記退避手段が、それぞれのテーパー面に沿って形成されており、前記第1と第2の当接部材が離間状態にあるときに、双方の退避手段の保持部材に保持された清掃部材が、相互に接触している状態となるように前記一対のテーパー面の傾きが決定されていてもよい。
ここで、さらに、現像ローラを有する現像ユニットにおける第1の当接部材を、感光体ドラムを有する感光体ユニットにおける第2の当接部材に当接させることにより、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップが規定値になるように構成された作像ユニットにおける現像ユニットであって、前記第1と第2の当接部材が離間した状態のときに、それらの当接部材間の隙間に介在する清掃部材と、前記第1と第2の当接部材が近接するにつれて、前記清掃部材を、前記第1と第2の当接部材間の隙間から退避させる退避手段とを備え、前記退避手段は、前記清掃部材を退避させる際に、前記第1と第2の当接部材のうち少なくとも第2の当接部材の当接予定部位表面を前記清掃部材が摺接しながら移動するように構成されてなることを特徴とする現像ユニットとしてもよい。
<実施の形態1>
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型のカラーデジタルプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)を例にして説明する。
(1−1.プリンタの全体構成)
図1は、プリンタ1の全体の概略構成を示す断面図である。
画像プロセス部10は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)およびブラック(K)の各再現色に対応するトナー像を作像する作像ユニット11C〜11K、並びに各作像ユニット11C〜11Kにおける静電潜像担持体である各感光体ドラム101(図2参照)を露光走査する露光走査部13を備えている。
露光走査部13は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、C〜K色の画像形成のためのレーザ光L1を発し、感光体ドラム101C〜101Kをそれぞれ露光走査する。露光走査部13による露光走査を受けて、各作像ユニット11C〜11Kにより所定のタイミングで作像された各色のトナー像は、中間転写ベルト21の内側の、各作像ユニットに対応する位置に配された1次転写ローラ12C〜12Kに印加された電圧による静電力により、走行する中間転写ベルト21周面の同じ位置に重ね合わせて転写される。このようにしてフルカラーのトナー像が形成される。
トナー像が転写された記録シートは、定着部40において熱定着された後、外部の排紙トレイ35上に排出される。
(1−2.作像ユニットの構成)
画像プロセス部10における作像ユニット11C〜11Kは、それぞれ供給するトナーの色が異なるほかは、基本的に同じ構造であるので、以下では、ブラック用の作像ユニット11Kの構成について説明し、説明を簡潔にするためトナー色を表す添字は省略する。
同図に示すように作像ユニット11Kは、感光体ドラム101を有する感光体ユニット100と現像ローラ201を有する現像ユニット200を、感光体ドラム101と現像ローラ201が対向するように配設してなる。
感光体ユニット100は、感光体ドラム101のほか、感光体ドラム101の周面を所定の電位に帯電させる帯電器103や感光体ドラム周面に残留したトナーを除去するクリーナブレード113等を備える。
現像ユニット200は、現像ローラ201のほか、トナーを紙面手前側から奥側に向けて攪拌しながら搬送する第1攪拌スクリュー206と、奥側に搬送されたトナーを手前側に搬送しながら現像ローラ201の表面にトナーを供給する第2攪拌スクリュー207、および現像ローラ201の表面に付着したトナー層の厚みが一定の値になるように規制するドクターブレード208などを筺体209に保持してなる。この筺体209は、トナー収容容器を兼ねている。
図3、図4は、作像ユニット11Kのうち、特に、現像ギャップを確保するための位置決め機構の構成を示す図であり、感光体ドラム101の回転軸111に直交し、かつ、紙面手前側の当接部材102の位置における断面で示している。
図3は、感光体ドラム101と現像ローラ201とが離間している状態(以下「離間状態」という。)を示し、図4は、現像ユニット200が感光体ユニット100に位置決めされて、感光体ドラム101と現像ローラ201とが互いに現像ギャップを介して対向している状態(以下「対向状態」という。)を示す。
現像ローラ201の支軸205の当該現像ローラ本体201aの両端部外側の位置(図5参照)には、現像ギャップ規制用のコロ(以下、「DSコロ」という。)202が取着されている。
対向状態において、DSコロ202は、感光体ドラム101の下方に設けられた鉤状の断面形状を有する受け部材106と感光体ドラム101を収容するハウジング105に設けられた感光体側当接部材102とにより形成された空間内に収容され、DSコロ202の周面が感光体側当接部材102に当接して感光体ドラム101と現像ローラ201間の現像ギャップが規定値に設定される(以下、DSコロ202と感光体側当接部材102とを互いに当接させて感光体ドラム101と現像ローラ201間の現像ギャップを規定値に設定することを「位置決め動作」という。)。
なお、上記現像ギャップの規定値は、機種や現像剤の種類にもよるが、通常0.2mm〜0.5mm程度に設定される。また、感光体側当接部材102、受け部材106、および板バネ固定部107は、ハウジング105と一体的に形成されていてもよい。
(1−3.作像ユニットにおける当接部材清掃機構)
次に、位置決め機構における当接部位を清掃する機構について説明する。
そこで、本実施の形態における作像ユニット11は、DSコロ202周面および感光体側当接部材102の当接面にゴミや汚れが付着したまま位置決め動作が行われないように、DSコロ202が感光体側当接部材102に当接する直前に双方の当接部位のゴミや汚れを除去する清掃機構を備えている。
なお、図5、図6(a)、図6(b)では、図面を見やすくするために、ハウジング105については部分的な表示にとどめおり、また、図3、図4における受け部材106、板バネ固定部107、板バネ108およびネジ109については表示を省略している。
回転部材301は、楕円柱状であって、その軸方向における中央部が楕円の短径方向から見たときにコの字型にくり抜かれており、この部分に感光体側当接部材102の先端部が入り込み、支軸302を介して回転部材301が感光体側当接部材102に回転可能に軸支される。
感光体側当接部材102および支持部材112は、感光体ユニットのハウジング105に固定されており、感光体ドラム101の回転軸111は、感光体側当接部材102および支持部材112に対してベアリング等を介して回転自在に保持されている。
一方、回転部材301の外周面には、シート状の外側清掃部材303が貼着されると共に、上記コの字型部分の、感光体側当接部材102の端面に対向する部分には、内側清掃部材307が貼着される。外側清掃部材303および内側清掃部材307は、弾性を有し、滑り摩擦係数がある程度低い部材(例えばウレタンフォームやフェルト等)からなる。また、それぞれの厚みは、1(mm)〜3(mm)程度である。特に、内側清掃部材307の厚みは、回転部材301の回動を可能にしつつ、感光体側当接部材102の当接面に適度な圧力で接触し、その表面の異物を擦り取るだけの厚みが要求される。
この初期位置において、内側清掃部材307は、感光体側当接部材102の当接面102aのほぼ全面を覆うようにして接触しており、トナー粉やその他の異物が、当該当接面102aに付着しないようになっている。
図7(a)の状態において、回転部材301は、外側清掃部材303を介してDSコロ202から矢印E方向の押力F1を受ける。ここで、同図に示すように、支軸302はDSコロ202と外側清掃部材303との接点から矢印E方向に伸ばした直線から右方向に外れた位置に設けられている。
回転部材301の回転に伴い外側清掃部材303および内側清掃部材307もまた、DSコロ202および感光体側当接部材102の当接面102aとそれぞれ摺接しながらG方向に移動する。このとき、外側清掃部材303によりDSコロ202の当接面が清掃され、内側清掃部材307により感光体側当接部材102の当接面102aが清掃される。
なお、DSコロ202と感光体側当接部材102とが当接した状態(図7(b))から、再び双方を離間させた状態へと変化させた場合、バネ304の付勢力により回転部材301は元の位置に戻り、図6(b)の状態となる。このとき、感光体側当接部材102の当接面102aは、内側清掃部材307により再び覆われた状態となる。これにより、当接面102aへのゴミや汚れの付着が防止される。
(1−4.実施の形態1のまとめ)
上記のように、感光体側当接部材102に清掃機構300を備える構成とすると、位置決め動作時において、DSコロ202と感光体側当接部材102とが当接する直前に、外側清掃部材303がDSコロ202の当接面を、内側清掃部材307が感光体側当接部材102の当接面をそれぞれ清掃して当該当接面上にゴミや汚れが付着している場合にはそれらを除去し、現像ギャップを確実に規定値に設定することができる。
<実施の形態2>
実施の形態1では、外側清掃部材303および内側清掃部材307を備えた回転部材301が、DSコロ202からの押力を受けて支軸302を中心に回転するのに伴って、外側清掃部材303および内側清掃部材307がそれぞれDSコロ202および感光体側当接部材102の当接面102aに摺接しながら移動して、両当接面を清掃する構成について説明した。
感光体ドラム101の回転軸111は、感光体側当接部材102にベアリング等を介して回転自在に保持されている。
一対の保持部材401、402は、一対のガイド部材405により案内されてそれぞれテーパー面102b、102cに沿って上下に摺動可能に保持されている。
保持部材401および402の上側端面には、それぞれ清掃部材403、404が貼着されている。保持部材401、402は、ある程度の剛性を有する部材(例えばポロン等)から成り、清掃部材403および404は、滑り摩擦係数がある程度低い部材(例えばウレタンフォームやフェルト等)から成る。
離間状態においては、保持部材401および402が圧縮バネ406による付勢を受けて、図10に示す位置(初期位置)にある。この状態で清掃部材403と404の表面が面一となっている。保持部材401の先端部の保持部材402側の角に面取り部401aが形成され、保持部材401、402の両者の先端部における接触面積を大きくして安定して初期位置を維持することができるようになっている。
図11(a)、(b)、(c)は実施の形態2において清掃機構400によってDSコロ202の当接面が清掃される様子を模式的に示す図である。
図11(b)は、離間状態からDSコロが感光体側当接部材102に近接する方向(E方向)に移動し、DSコロ202がちょうど清掃機構400の清掃部材403および404に当接した状態を示す。このとき、保持部材401および402は、それぞれ清掃部材403および404を介してDSコロ202から矢印J1方向に押力を受ける。保持部材401および402は、J1方向の押力を受けてテーパー面102b、102cに沿って摺動し後退する。
そして、最終的に図11(c)に示すように、DSコロ202は感光体側当接部材102と当接し、このとき保持部材401および402はテーパー面102b、102cに沿ってそれぞれ後退し、清掃部材403および404はDSコロ202と感光体側当接部材102との当接領域外へと退避した状態となる。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することが出来る。
(1)上記実施の形態1および2においては、清掃機構300および400を感光体側当接部材102に設ける構成について説明したがこれに限られず、清掃機構300或いは400を現像ユニット側の当接部材、即ちDSコロ202に設けてもよい。この場合、円板もしくは円柱の形状をしたDSコロ202に対して清掃機構300或いは400の取着が難しいことが考えられる。その場合は、DSコロの形状を立方体やその他の多角柱形状(清掃機構300)或いはテーパー面を有する多角柱形状(清掃機構400)としてもよく、さらには、感光体側当接部材102を円板や円柱のコロ形状としてもよい。
(2)実施の形態1においては、回転部材301は、その外周面に外側清掃部材303を、内側のコの字型にくり抜かれた部分のうちL字形状の長辺に相当する部分である長辺部301aの表面に内側清掃部材307をそれぞれ備え、外側清掃部材303がDSコロ202の当接面を、内側清掃部材307が感光体側当接部材102の当接面をそれぞれ清掃する構成となっている。
(3)実施の形態2においては、感光体側当接部材102は、両側にテーパー面を有するとしたが、これに限られず、片側のみにテーパー面を有する構成とすることも可能である。この場合、テーパー面に沿って摺動する側の支持部材に備えられた清掃部材が、離間状態においてはテーパー面とは反対側の面の延長線上まで覆いかぶさるような構成とすることが望ましい。
(4)実施の形態2においては、離間状態において、保持部材401および402によって感光体側当接部材102の当接面が覆われる構成となっている。上記の構成では、感光体側当接部材102の当接面は4方が完全には覆われておらず、保持部材401、402の両側面に当たる部分は開口している。そのため、当該開口部からゴミや汚れが侵入し、当接面に付着する虞が少なからず存在する。そこで、当該開口部を覆うような壁部材を設けるようにしてもよい。これにより、離間状態において感光体側当接部材102の当接面は4方が完全に覆われた状態となり、当該当接面に対するゴミや汚れの付着をより効果的に防止することが出来る。
(5)実施の形態1および2においては、現像ユニット200は感光体ユニット100に支軸ピン104により軸支されており、現像ユニット200を感光体ユニット100に対して回動させてDSコロ202を感光体側当接部材102に当接させ、位置決め動作を行う構成について説明した。
また、現像ローラや感光体ドラムの、それぞれのユニットの筺体に対する軸受け精度が高ければ、位置決め用の当接部材を、上記実施の形態のようにDSコロや感光体ドラムの軸受兼用の当接部材とする必要もなく、各ユニットの筺体自体に当接部を設けて、これにより現像ローラと感光体ドラム間の位置決めを行って、現像ギャップが所定の規定値になるように構成してもよい。
また、上記各実施の形態および上記各変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
11 作像ユニット
100 感光体ユニット
101 感光体ドラム
102 感光体側当接部材
102a 当接面
102b、102c テーパー面
104 支軸ピン
105 ハウジング
106 受け部材
107 板バネ固定部
108 板バネ
109 ネジ
111 回転軸
112 支持部材
200 現像ユニット
201 現像ローラ
202 DSコロ
203 溝部
205、302 支軸
300、400 清掃機構
301 回転部材
301a 長辺部
301b 段部
303 外側清掃部材
304 バネ
305、306 アーチ状受け部材
307 内側清掃部材
401、402 保持部材
401a 面取り部
403、404 清掃部材
405 ガイド部材
406 圧縮バネ
407 バネ支持部材
Claims (7)
- 現像ローラを有する現像ユニットにおける第1の当接部材を、感光体ドラムを有する感光体ユニットにおける第2の当接部材に当接させることにより、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップが規定値になるように構成された作像ユニットであって、
前記第1と第2の当接部材が離間した状態のときに、当該第1と第2の当接部材間の隙間に介在する清掃部材と、
前記第1と第2の当接部材が近接するにつれて、前記清掃部材を、前記第1と第2の当接部材間の隙間から退避させる退避手段と
を備え、
前記退避手段は、前記清掃部材を退避させる際に、前記第1と第2の当接部材における少なくとも一方の当接予定部位の表面を前記清掃部材が摺接しながら移動するように構成されてなる
ことを特徴とする作像ユニット。 - 前記退避手段は、周面相当部に清掃部材を保持すると共に、現像ユニットもしくは感光体ユニットのいずれか一方に回転可能に軸支された回転部材を有し、
前記回転部材は、第1と第2の当接部材が離間状態にあるときに、前記清掃部材が当該第1と第2の当接部材間の隙間に介在するように、その回転位置が位置決めされ、
第1と第2の当接部材を近接させる際に、相手方の当接部材が前記清掃部材に当接すると、その押力により前記回転部材が所定方向に傾くようにして回転し、これにより前記清掃部材が前記隙間から退避するように、前記回転部材の輪郭形状とその軸支位置が決定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の作像ユニット。 - 前記第1もしくは第2の当接部材の一方には、第1と第2の当接部材を近接させる際の移動方向に対して所定の角度をなすテーパー面が形成されており、
前記退避手段は、
前記清掃部材を、前記テーパー面に沿って摺動可能に保持する保持部材と、
前記保持部材を、相手方の当接部材に近付く方向に付勢する付勢手段と
を備え、
前記清掃部材は、前記第1と第2の当接部材が離間状態にあるときに、テーパー面が形成された側の当接部材における当接予定部位に覆い被さるような位置に保持され、
第1と第2の当接部材を近接させる際に、相手方の当接部材が前記清掃部材に当接すると、その押力により前記保持部材が、前記テーパー面に沿って後退することにより、前記清掃部材が前記隙間から退避するように、前記テーパー面の傾きが決定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の作像ユニット。 - 前記第1もしくは第2の当接部材の一方には、第1と第2の当接部材を近接させる際の移動方向に対して所定の角度をなす一対のテーパー面が形成されると共に、前記退避手段が、それぞれのテーパー面に沿って形成されており、前記第1と第2の当接部材が離間状態にあるときに、双方の退避手段の保持部材に保持された清掃部材が、相互に接触している状態となるように前記一対のテーパー面の傾きが決定されている
ことを特徴とする請求項3に記載の作像ユニット。 - 現像ローラを有する現像ユニットにおける第1の当接部材を、感光体ドラムを有する感光体ユニットにおける第2の当接部材に当接させることにより、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップが規定値になるように構成された作像ユニットにおける現像ユニットであって、
前記第1と第2の当接部材が離間した状態のときに、それらの当接部材間の隙間に介在する清掃部材と、
前記第1と第2の当接部材が近接するにつれて、前記清掃部材を、前記第1と第2の当接部材間の隙間から退避させる退避手段と
を備え、
前記退避手段は、前記清掃部材を退避させる際に、前記第1と第2の当接部材のうち少なくとも第2の当接部材の当接予定部位表面を前記清掃部材が摺接しながら移動するように構成されてなる
ことを特徴とする現像ユニット。 - 現像ローラを有する現像ユニットにおける第1の当接部材を、感光体ドラムを有する感光体ユニットにおける第2の当接部材に当接させることにより、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップが規定値になるように構成された作像ユニットにおける感光体ユニットであって、
前記第1と第2の当接部材が離間した状態のときに、それらの当接部材間の隙間に介在する清掃部材と、
前記第1と第2の当接部材が近接するにつれて、前記清掃部材を、前記第1と第2の当接部材間の隙間から退避させる退避手段と
を備え、
前記退避手段は、前記清掃部材を退避させる際に、前記第1と第2の当接部材のうち少なくとも第1の当接部材の当接予定部位表面を前記清掃部材が摺接しながら移動するように構成されてなる
ことを特徴とする感光体ユニット。 - 請求項1乃至4に記載の作像ユニット、請求項5に記載の現像ユニット、請求項6に記載の感光体ユニットのいずれかを備えた画像形成装置。
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