JP5183564B2 - ドラムユニット及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を媒体に出力するドラムユニット及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置では電子写真方式が用いられており、帯電器が感光体ドラムを予め帯電し、露光器がドラムの画像形成面に光を照射すると、この画像形成面には静電潜像が形成される。また、現像器はトナーを担持しており、このトナーが静電潜像に付着してトナー像が形成される。そして、このトナー像が用紙に転写及び定着される。

ここで、トナーが静電潜像に付着するには、感光体ドラムと現像器との間に所定の間隙（ギャップ）が必要であり、このギャップを得るための構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
詳しくは、感光体ドラムのうち画像形成面よりも外側には、幅狭の非画像形成面があり、現像器側に設けられたギャップ規制コロ等の規制部が非画像形成面に当接している。また、この非画像形成面を清掃する構成も示されている。

特開２００３−３０７９３１号公報

しかしながら、長期間使用される画像形成装置においては、上述した従来の技術では、この非画像形成面へのトナーの付着を防止できないとの課題が依然として残されている。
画像形成面のクリーニングにおいては、ウレタン等からなるゴムのブレードで掻き取る手法が効果的であるが、この非画像形成面は、画像形成面とは異なり、トナーが常時供給される箇所ではないため、ウレタン等を有するゴムのブレードを非画像形成面に単に接触させると、例えば濡れていないガラスをゴムのブレードで触れた場合と同様に、非画像形成面とブレードとの接触に伴うブレード鳴きが生じ、装置の信頼性に影響を及ぼす。

一方、これら非画像形成面とブレードとの接触圧を低くすると、非画像形成面に付着したトナーを除去できない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、非画像形成面へのトナーの付着を確実に防止できるドラムユニット及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、その駆動によって画像形成面に潜像を形成し、潜像がトナーで現像されてトナー像を形成するドラムユニットであって、画像形成面よりも外側の非画像形成面にて、現像器側との隙間を設定する規制部に当接される感光体ドラムと、非画像形成面に形成されており、フッ素オイルが、又はフッ素オイルと固形潤滑剤との混合物が塗布された潤滑性付与面とを具備する。

第１の発明によれば、ドラムユニットの感光体ドラムでは、画像形成面に潜像を形成し、この潜像がトナーで現像されてトナー像を形成するが、この画像形成面よりも外側の非画像形成面は規制部に当接され、現像器側との隙間が設定されている。
ここで、この非画像形成面には現像器側からのトナーが飛散して付着することがあり、規制部と感光体ドラムとの間に飛散したトナーが入り込んで、現像器と感光体ドラムとの隙間が設定値よりも大きくなってしまう。そのため、この非画像形成面にトナーを付着しないようにする必要がある。

そこで、この非画像形成面に対し、フッ素オイルを、又はこのフッ素オイルと固形潤滑剤との混合物を塗布した潤滑性付与面が形成すれば、トナーは潤滑性付与面からはじかれ、非画像形成面へのトナーの付着を防止できる。この結果、現像器と感光体ドラムとの隙間が設定値で維持可能になる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、非画像形成面に対峙しており、感光体ドラムの回転方向で視て媒体との転写位置の下流側にてユニットに設置されたホルダーと、ホルダーに固定されており、非画像形成面に付着したトナーを掻き落とし可能なブレード部とをさらに具備することを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、潤滑性付与面の他、カウンタ方向で非画像形成面に当接するブレード部を備えていれば、非画像形成面へのトナーの付着をより一層確実に防止できるし、また、このブレード部が潤滑性付与面にも当接するので、従来の如くの感光体ドラムとブレード部との接触に伴うブレード鳴きも生じない。

第３の発明は、第２の発明の構成において、画像形成面から残留トナーを掻き落とすクリーニング部材と、クリーニング部材の長手方向の両側にて非画像形成面に接触しており、画像形成面から非画像形成面に飛散した残留トナーを吸着させるサイドシール部材とをさらに具備し、サイドシール部材には、フッ素オイルが、又はフッ素オイルと固形潤滑剤との混合物が含浸されていることを特徴とする。

第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、クリーニング部材が画像形成面の残留トナーを清掃すると、この両側に設けられたサイドシール部材では、画像形成面から非画像形成面に飛散した残留トナーを吸着できる。
ここで、サイドシール部材は非画像形成面に接触しているので、このサイドシール部材に対してフッ素オイル、又はフッ素オイルと固形潤滑剤との混合物を含浸すれば、既存の構造を用いて非画像形成面へのトナーの付着を防止できるし、このフッ素オイル、又はフッ素オイルと固形潤滑剤との混合物のメンテナンスもフリーになって、ドラムユニットの長寿命化に寄与する。

第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、感光体ドラムは、画像形成面に非晶質シリコン系の層を有した感光体ドラムであることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、非晶質シリコン系の層を有した感光体ドラムは長寿命であるとの長所を有するが、上記の潤滑性付与面を備えていれば、この感光体ドラムの特性を長期間に亘って維持可能になり、この長所を確実に活かすことができる。

第５の発明は、第１から第４の発明のドラムユニットを搭載した画像形成装置であることを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、上述したドラムユニットを搭載すれば、良好な画像形成が長期間に亘って行われるため、画像形成装置の信頼性向上に寄与する。

本発明によれば、画像形成面の外側に位置する非画像形成面に対して潤滑性付与面を形成しているため、この非画像形成面へのトナーの付着を確実に防止できるドラムユニット及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

本実施例のプリンタの概略構成図である。 図１のドラムユニットの外観斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線から視た矢視断面図である。 図３の現像器と感光体ドラムとの位置説明図である。 図３の感光体ドラムとクリーニング部との位置説明図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、画像形成装置の一例であるカラー印刷可能なプリンタ１の構造が概略的に示されている。同図に示された断面はプリンタ１の左側面からみたものである。このため、プリンタ１の前面は同図中の右側に、背面は左側にそれぞれ位置する。

同図に示されるように、プリンタ１の装置本体２の上方には排紙トレイ３６が設けられ、このトレイ３６の近傍には、使用者の各種操作に供される複数の操作キーや、各種情報を表示する画面を配置したフロントカバー５が設けられている。
また、この装置本体２の下方には給紙カセット４が配置され、その収容部４０には、枚葉の用紙が積層された状態で収納されている。同図で視て収容部４０の右上方にはローラ４６が設けられる。

そして、用紙は、同図においてカセット４の右上方に向けて送出され、この送出された用紙は、装置本体２の内部でプリンタ１の前面に沿って上方に向けて搬送される。
また、カセット４は、プリンタ１の前面側、つまり、図１において右方向に向けて引き出し可能に構成されており、この引き出した状態にて、カセット４内に新たな用紙を補充したり、用紙を別の種類の用紙に入れ替え可能となる。

装置本体２の内部には、カセット４からの用紙搬送方向で見て下流側に搬送ローラ１０、レジストローラ１４、画像形成部１６及び転写部３０が順番に配置されている。
画像形成部１６には４個のドラムユニット１７が並設され、各ユニット１７には感光体ドラム１８がそれぞれ設けられている（図２）。このドラム１８は回転自在に設置され、図示しない駆動モータによって図１の時計回りにそれぞれ駆動する。また、本実施例のドラム１８は、その表面に非晶質シリコン系の層を有したａ−Ｓｉドラムである。

また、このドラム１８とカセット４との間には露光器１５が備えられており、この露光器１５からは、レーザ光が各ドラム１８に向けてそれぞれ照射される（図１，３）。そして、これら図１，３にも示されるように、各ドラム１８の周囲の適宜位置には、帯電器２０、現像器２４、中間転写ローラ１３やクリーニング部５０がそれぞれ設けられている。なお、この図３では構造の説明上、ドラムユニット１７の他、中間転写ベルト（媒体）１２や現像器２４も示されている。

この帯電器２０は、ドラム１８に接する帯電ローラ２１、及びローラ２１の表面を研磨摺擦することによりクリーニングするブラシを備えたローラ２２を有し、図２に示されたユニット１７のハウジング４７の下部に位置し、ドラム１８の画像形成面７６を一様に帯電させる。
また、図３で視て、現像器２４はユニット１７の左方にそれぞれ配置され、現像ローラ２５を有している。この現像ローラ２５は図示しない駆動モータによって同図の反時計回りに駆動する。

再び図１に戻り、中間転写ベルト１２は各ドラム１８の上方に配置され、この転写ベルト１２とトレイ３６との間には４個のトナーコンテナ２３が配設されている。これら各コンテナ２３は、プリンタ１の背面側から前面側に向けて、マゼンタ用、シアン用、イエロー用、そして、ブラック用の順に配設され、このブラック用のコンテナの容量が最も大きく構成されている。

転写部３０には転写ローラ３１が備えられ、このローラ３１は中間転写ベルト１２に対して斜め下方から圧接可能に構成されている。
そして、これらベルト１２とローラ３１とは、４個の各トナーコンテナ２３から供給されたトナーを用い、トナー像を用紙に転写するためのニップ部を形成させる。

また、用紙搬送方向で見て転写部３０の下流側には、定着部３２、排出分岐部３４及びトレイ３６が順番に配置されている。
本実施例では、転写部３０と手差しトレイ３との間に両面印刷ユニット３８が形成されている。このユニット３８は、排出分岐部３４から装置本体２の前面側で分岐して下方に向けて延び、レジストローラ１４の上流側に連結している。

ここで、本実施例のクリーニング部５０は、図３に示されるように、ドラム１８の回転方向で視て中間転写ローラ１３との転写位置の下流側にて、画像領域用クリーニングブレード（クリーニング部材）５２、摺擦ローラ５６、両端用クリーニングブレード５８やトナー回収部８０を有する。
このローラ５６は、図示しない駆動モータによって同図の反時計回りに駆動し、トナー像が転写された後の画像形成面７６をトレール方向で摺擦研磨する。

これにより、このローラ５６は、画像形成面７６の非晶質シリコン系の層に付着する残留トナーなどを除去する。
画像領域用クリーニングブレード５２は、ハウジング４７に固定される亜鉛鋼板の本体や、この本体に熱溶着されたポリウレタンゴム製のブレード部からなり、ドラム１８の回転方向で視てローラ５６の下流側にて、ドラム１８の回転軸線に沿って配置されており（図３〜５）、このブレード部がカウンタ方向で接し、画像形成面７６に付着した残留トナーなどを掻き取っている。なお、この図４，５では摺擦ローラ５６やトナー回収部８０の図示を省略している。

これら画像領域用クリーニングブレード５２や摺擦ローラ５６によって画像形成面７６から掻き取られた残留トナーは、トナー回収部８０のケーシング８１に溜まり（図３）、ドラム１８の回転軸線方向に沿って延びたスクリュー８８によって搬送され、図示しない回収容器に集められる。
なお、画像領域用クリーニングブレード５２の長手方向の両側には、フェルトやスポンジのサイドシール部材７４がそれぞれ設けられており（図３〜５）、このブレード５２の掻き取りによって飛散した残留トナーを吸着している。

ところで、上述した画像形成面７６は、図３の中間転写ベルト１２側から視ると、図４にて矢印で示された領域であり、図３のトナー回収部８０側から視ると、図５にて矢印で示された領域であり、その外側には非画像形成面７８，７８がドラム１８の全周に亘って存在し、上記のサイドシール部材７４は非画像形成面７８に対峙している。

一方、この図４に示されるように、現像ローラ２５とドラム１８とのギャップは、この現像ローラ２５に設けられ、ドラム１８に連れ回るギャップ規制コロ（規制部）２６と非画像形成面７８との接触によって設定される。
つまり、非画像形成面７８のうち図４に点線で示された領域は、規制コロ２６に接する箇所になり、当該箇所にもトナーを付着させないための工夫が必要になる。

そこで、本実施例ではサイドシール部材７４に、フッ素オイル、又はフッ素オイルと固形潤滑剤との混合物を含浸している。なお、この固形潤滑剤にはポリテトラフルオロチレン（ＰＴＦＥ）が用いられる。
これにより、非画像形成面７８には、サイドシール部材７４を介して、フッ素オイルのみ、又はフッ素オイルとＰＴＦＥとの混合物が塗布されており、この塗布された潤滑性付与面７９が形成されている。

さらに、本実施例では両端用クリーニングブレード５８，５８を設け、非画像形成面７８，７８に付着したトナーをそれぞれ掻き取り可能にしている。
具体的には、図２に示されるように、本実施例のブレード５８は、板ばね材として使用されるステンレス製のホルダー６０と、ポリウレタンゴム製のブレード部７０とで構成されている。

このホルダー６０は、その長手方向が中間転写ベルト１２の移動方向に沿って延びており、ブレード部７０は接着剤等を用いることなくカシメによりホルダー６０に固定されている。これにより、ブレード部７０の先端部分は、ドラム１８の回転方向で視て上記転写位置よりも下流側の適宜位置にて、非画像形成面７８にカウンタ方向で接するため、仮に、トナーが非画像形成面７８に付着しても除去可能になる。

上記ドラムユニット１７を搭載したプリンタ１が印刷を行う際は、カセット４からローラ４６により用紙が１枚ずつ分離して送出される。送出された用紙はレジストローラ１４に到達する。このローラ１４は、用紙の斜め送りを矯正しつつ、画像形成部１６で形成されるトナー画像との画像転写タイミングを計りながら、用紙を所定の給紙タイミングにて転写部３０へと送出する。

一方、各感光体ドラム１８に対しては、まず、各イレーサランプ１９が点灯し（図３）、帯電器２０がドラム１８の画像形成面７６をそれぞれ帯電する。次いで、露光器１５が画像形成面７６にレーザ光をそれぞれ照射すると、各画像形成面７６には静電潜像が作られ、この静電潜像から各色のトナー像が形成される。

各トナー画像は転写部３０にて用紙に転写される。なお、トナー像の形成時などに非画像形成面７８に飛散したトナーや、画像形成面７６に残留したトナーはクリーニング部５０で除去される。
その後、用紙は未定着トナー画像を担持した状態で定着部３２に向けて送られ、この定着部３２にて加熱及び加圧され、トナー像が定着される。次いで、定着部３２から送出された用紙は排出ローラ３５を介して排紙トレイ３６に排出され、高さ方向に積層される。

この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部３２から排出された用紙は、排出分岐部３４でその搬送方向が切り替えられる。つまり、片面に印刷された用紙は装置本体２内に引き戻され、両面印刷ユニット３８に搬送される。続いて、この用紙はレジストローラ１４の上流側に向けて送出され、転写部３０に向けて再び送られる。これにより、用紙の未だ印刷がされていない方の面にトナー像が転写される。

以上のように、本実施例によれば、ドラムユニット１７の感光体ドラム１８では、画像形成面７６に潜像を形成し、この潜像がトナーで現像されてトナー像を形成されるが、この画像形成面７６よりも外側の非画像形成面７８はギャップ規制コロ２６に当接されており、現像ローラ２５とのギャップが設定されている。

ここで、この非画像形成面７８には現像ローラ２５からのトナーが飛散して付着するし、画像形成面７６を画像領域用クリーニングブレード５２で清掃すると、残留トナーが非画像形成面７８に飛散し得ることがあり、規制コロ２６と非画像形成面７８との間に飛散したトナーが入り込んで、現像器２４とドラム１８とのギャップが設定値よりも大きくなり、濃度低下や濃度ムラを用紙に生じさせる。そのため、この非画像形成面７８にトナーを付着しないようにする必要がある。

そこで、この非画像形成面７８に対し、フッ素オイルを、又はこのフッ素オイルとＰＴＦＥとの混合物を塗布した潤滑性付与面７９が形成すれば、トナーは潤滑性付与面７９からはじかれ、非画像形成面７８へのトナーの付着を防止できる。この結果、現像器２４とドラム１８とのギャップが当初の設定値で維持可能になる。

また、潤滑性付与面７９の他、カウンタ方向で非画像形成面７８に当接する両端用クリーニングブレード５８を備えていれば、非画像形成面７８へのトナーの付着をより一層確実に防止できるし、また、ブレード部７０が潤滑性付与面７９にも当接するので、従来の如くの感光体ドラムとブレード部との接触に伴うブレード鳴きも生じない。

さらに、このブレード部７０は、ホルダー６０にカシメのみで固定されているので、製造工数が少なくて済むし、ホルダー６０の長手方向が、ドラム１８の回転方向で視て転写位置の下流側にて、中間転写ベルト１２の移動方向に沿って延びていることから、転写位置の上側のスペースも少なくて済む。
さらにまた、画像領域用クリーニングブレード５２が画像形成面７６の残留トナーを清掃すると、この両側に設けられたサイドシール部材７４では、画像形成面７６から非画像形成面７８に飛散した残留トナーを吸着できる。

ここで、サイドシール部材７４は非画像形成面７８に接触しているので、このサイドシール部材７４に対してフッ素オイル、又はフッ素オイルとＰＴＦＥとの混合物を含浸すれば、既存の構造を用いて非画像形成面７８へのトナーの付着を防止できるし、しかも、ドラムユニット１７の製造時点において、フッ素オイル、又はフッ素オイルとＰＴＦＥとの混合物をサイドシール部材７４に含浸するだけでメンテナンスフリーになり、ユニット１７の長寿命化に寄与する。

また、ａ−Ｓｉドラムは長寿命であるとの長所を有するが、上記の潤滑性付与面７９を備えていれば、この感光体ドラムの特性を長期間に亘って維持可能になり、この長所を確実に活かすことができる。
さらに、上述したドラムユニット１７を搭載すれば、良好な画像形成が長期間に亘って行われるため、プリンタ１の信頼性向上に寄与する。

本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施例では、トナー像が転写位置にて中間転写ベルトに転写しているものの、このトナー像は、転写位置で用紙に転写するものであっても良い。

また、この実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、非画像形成面へのトナーの付着を確実に防止できるとの効果を奏する。

１ プリンタ（画像形成装置）
１２ 中間転写ベルト（媒体）
１７ ドラムユニット
１８ 感光体ドラム
２４ 現像器
２５ 現像ローラ
２６ ギャップ規制コロ（規制部）
５０ クリーニング部
５２ 画像領域用クリーニングブレード（クリーニング部材）
５８ 両端用クリーニングブレード
６０ ホルダー
７０ ブレード部
７４ サイドシール部材
７６ 画像形成面
７８ 非画像形成面
７９ 潤滑性付与面

Claims (4)

1. その駆動によって画像形成面に潜像を形成し、該潜像がトナーで現像されてトナー像を形成するドラムユニットであって、
   前記画像形成面よりも外側の非画像形成面にて、現像器側との隙間を設定する規制部に当接される感光体ドラムと、
   前記非画像形成面に形成されており、フッ素オイルが、又は該フッ素オイルと固形潤滑剤との混合物が塗布された潤滑性付与面と、
   前記感光体ドラムの回転方向で視て媒体との転写位置の下流側にて前記非画像形成面に付着したトナーを掻き落とし可能なブレード部と、
   前記画像形成面から残留トナーを掻き落とすクリーニング部材と、
   該クリーニング部材の長手方向の両側にて前記非画像形成面に接触しており、前記画像形成面から前記非画像形成面に飛散した残留トナーを吸着させるサイドシール部材とを具備し、
   該サイドシール部材には、前記フッ素オイルが、又は該フッ素オイルと前記固形潤滑剤との混合物が含浸されていることを特徴とするドラムユニット。
2. 請求項１に記載のドラムユニットであって、
   前記非画像形成面に対峙しており、前記感光体ドラムの回転方向で視て媒体との転写位置の下流側にて前記ユニットに設置されたホルダーをさらに具備し、
   前記ブレード部は、
   該ホルダーに固定されていることを特徴とするドラムユニット。
3. 請求項１又は２に記載のドラムユニットであって、
   前記感光体ドラムは、前記画像形成面に非晶質シリコン系の層を有した感光体ドラムであることを特徴とするドラムユニット。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のドラムユニットを搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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