JP5683221B2 - プロセス手段の支持固定構造及びこれを有する画像形成装置、プロセスカートリッジ、現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置およびこれに用いられるプロセスカートリッジ、現像装置であって、プロセス手段の支持固定構造を有するものに関する。

従来、像担持体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを着脱可能に備えた画像形成装置において、現像剤が消費されたカートリッジは分解、部品交換され、再び商品化されている。このため、プロセスカートリッジに使用される部品には分解容易性が求められている。

特許文献１に記載のプロセスカートリッジでは、プロセス手段（帯電ローラ）を回転可能に支持している軸受部材を、枠体に対して抜止めされた状態で支持している。そのため、軸受部材を枠体の抜止めした部分から取り外す際には、枠体（抜止めした部分）を弾性変形させて広げて、軸受部材を枠体から取り外す必要があった。

特許文献２に記載のプロセスカートリッジでは、プロセス手段の部品を容易に分解する方法として、像担持体を保持する枠体に設けた分解困難な部品（帯電ローラ）を他の部品（クリーニングブレード）と一体的に枠体に組み付けている。これにより、分解困難な部品を他の部品と一体的に取り外すことができ、分解が容易となる。

特許文献３に記載のプロセスカートリッジでは、プロセス手段の部品（帯電ローラ）を容易に分解する方法として、像担持体を保持する枠体の一部に、像担持体の径方向に長いガイド溝を設けている。ガイド溝は、帯電ローラの軸受けを兼ね、帯電ローラを回転自在に支持している。また、ガイド溝の一部に帯電ローラを組み付け、取り外すための着脱口を設けている。

特開平１１−３１１９３４（図６） 特開平８−１４６６９３（図５、図１３） 特開平７−３１９２４４（図１）

しかしながら、特許文献１では、像担持体を外さないと帯電ローラを外せなかった。また、枠体（抜止とめした部分）を弾性変形させて広げて、軸受部材を枠体から取り外す必要があり、枠体（抜止とめした部分）が白化或いは破損するおそれがあった。また、帯電ローラの長手方向両端のローラ部と軸部の間の狭い空間に工具等を入れて、帯電ローラを外す必要があり、帯電ローラが損傷する恐れがあった。

特許文献２では、特許文献１と同様に、像担持体を外さないと帯電ローラを外せなかった。 特許文献３では、ガイド溝の周囲の構造体が細いため、強度が弱く、破損する恐れがあった。また、画像形成時に帯電ローラを像担持体へ安定して加圧することが困難であった。

そこで本発明は、上記従来技術を更に発展させ、破損の恐れがなく、容易に分解できるプロセス手段の支持固定構造及びこれを有する画像形成装置、プロセスカートリッジ、現像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係るプロセス手段の支持固定構造、画像形成装置、プロセスカートリッジ、現像装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体を回転可能に支持する枠体と、前記像担持体に作用するプロセス手段と、前記プロセス手段を支持する支持部材と、一端が前記支持部材に一体的に設けられ、前記プロセス手段を前記像担持体へ付勢する付勢手段と、前記枠体に設けられ、前記付勢手段の付勢方向に沿って前記支持部材をスライド可能に支持する支持固定部と、前記支持部材を前記支持固定部に組み込む方向において、前記付勢手段の上流側に前記付勢手段の倒れを防止する壁と、を有し、前記支持部材は、前記プロセス手段を前記像担持体に当接させる第１の位置と、前記プロセス手段を前記付勢手段の付勢力に抗して前記像担持体から離間させる第２の位置と、を移動可能であり、前記支持固定部は、前記支持部材が前記第１の位置にあるときに前記支持部材の抜けを規制し、前記支持部材が前記第２の位置にあるときに前記支持部材が前記支持固定部から抜けて前記支持部材が前記支持固定部から取り外し可能とすることを特徴とする。

本発明によれば、現像装置、プロセスカートリッジを破損することなく、容易に分解できる。

第１実施形態に係る軸受部材の支持固定構成の斜視図である。 第１実施形態に係る電子写真画像形成装置の模式的断面図である。 第１実施形態に係るプロセスカートリッジの模式的断面図である。 第１実施形態に係るドラムユニットの組立および分解の斜視図である。 第１実施形態に係る軸受部材の支持固定構成の断面図である。 第２実施形態に係る軸受部材の支持固定構成の説明図である。 第２実施形態に係る軸受部材の支持固定構成の説明図である。

[第１実施形態]
本発明に係るプロセス手段の支持固定構造、画像形成装置、プロセスカートリッジ、現像装置の第１実施形態について、図を用いて説明する。図２は本実施形態の画像形成装置の構成図である。図３は本実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。

図２、図３に示すように、本実施形態に係る画像形成装置Ａは、プロセスカートリッジＢを着脱可能に有している。画像形成装置Ａは、光学手段としての光学系１から画像情報に基づいた情報光を、帯電ローラ（プロセス手段）８により帯電したドラム形状の感光ドラム７へ照射し、感光ドラム７に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像ユニット（現像装置）１０により現像剤（以下、トナーと称す）で現像されトナー像が形成される。

一方、トナー像の形成と同期して、記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）２をカセット３ａからピックアップローラ３ｂ及びこれに圧接する圧接部材３ｃで一枚ずつ分離給送する。給送された記録媒体２は、プロセスカートリッジＢの感光ドラム７と転写手段としての転写ローラ４とが対向する転写部Ｔに搬送される。転写部Ｔに搬送された記録媒体２は、電圧印加された転写ローラ４により感光ドラム７上に形成されたトナー像が転写され、定着装置５へと搬送される。定着装置５は、駆動ローラ５ａとヒータ５ｂとを内蔵し、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。トナー像が定着された記録媒体２は、排出ローラ３ｄにより搬送され、反転搬送経路を通して排出部６へと排出される。記録媒体２に転写されずに、感光ドラム７に残った転写残トナーは、クリーニングブレード１１ａによって除去トナー収容部１１ｃへ回収される。

（プロセスカートリッジＢ）
図３に示すように、プロセスカートリッジＢは、感光ドラム（像担持体）７と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段とは、像担持体に作用するものである。例えば、感光ドラム７を帯電させる帯電手段（帯電ローラ８）、感光ドラム７に形成された静電潜像を現像する現像手段（現像ユニット１０）、感光ドラム７に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段（クリーニングブレード１１ａ）がある。

本実施形態に係るプロセスカートリッジＢは、感光ドラム７を回転可能に支持し、クリーニングブレード１１ａ及び帯電ローラ８が組み込まれた像担持体支持枠体１１ｄと、現像ローラ１０ｄを有する現像ユニット１０を有している。

（ドラムユニット１１）
図４は本実施形態に係るドラムユニット１１の組立および分解の模式的斜視図である。図４に示すように、ドラムユニット１１は、感光ドラム７、帯電ローラ８、クリーニングブレード１１ａ、像担持体支持枠体１１ｄを有し、プロセスカートリッジＢの一部を構成する。

感光ドラム７は、一端に像担持体ギア５０を有し、他端にフランジ５１を有している。像担持体ギア５０は、カップリング４０、軸部５２、駆動伝達ギア４１が一体となって構成されている。カップリング４０は、画像形成装置本体からプロセスカートリッジＢへの駆動伝達手段である。駆動伝達ギア４１は、現像ローラ１０ｄに駆動伝達する。フランジ５１は、支持穴５３を有する。

感光ドラム７の一端側には軸受６０がビス等の固定手段により像担持体支持枠体１１ｄに結合されている。感光ドラム７の他端側では、金属性の位置決めピン６１が像担持体支持枠体１１ｄの位置決め部６２を通って、支持穴５３内に圧入されている。これにより、感光ドラム７は像担持体支持枠体１１ｄに対して回転可能に支持される。

（帯電ローラ８の支持固定構成）
図１は本実施形態に係る軸受部材の支持構成の斜視図である。図５は本実施形態に係る軸受部材の支持固定構成の断面図である。

図１、図５に示すように、軸受部材（支持部材）８０ａは、帯電ローラ８の回転軸８ａの両端を回転可能に支持している。帯電ローラ８は、軸受部材８０ａを介して、圧縮スプリング（付勢手段）７１によって感光ドラム７方向に付勢される。圧縮スプリング７１は、軸受部材８０ａに圧入やインサート成型により一体的に設けられる。軸受部材８０ａはフランジ８０ｂを有し、像担持体支持枠体１１ｄは長手方向両端に支持固定部１１ｆを有している。フランジ８０ｂを支持固定部１１ｆに取り付けることで、軸受部材８０ａを像担持体支持枠体１１ｄに取り付けている。

フランジ８０ｂは、帯電ローラ８を感光ドラム７へ付勢する付勢方向に直交する方向に突出している。フランジ８０ｂは、小径円柱状の長手規制部８０ｅ、大径円盤状の抜け止め規制部８０ｆから構成されている。抜け止め規制部８０ｆは、長手規制部８０ｅの先端に、長手規制部８０ｅから張り出して設けられている。

図１に示すように、支持固定部１１ｆは、帯電ローラ８を感光ドラム７へ付勢する付勢方向に対し平行な面１１ｅに形成された孔である。支持固定部１１ｆは、小径長穴１１ｆ１の一端に大径穴１１ｆ２を組合わせた鍵穴形状となっている。

図５に示すように、軸受部材８０ａは、第１の位置（図５（ａ）、図５（ｄ）の位置）と、第２の位置（図５（ｂ）、図５（ｅ）の位置）とへ、小径長穴１１ｆ１をガイド溝として圧縮スプリング７１の付勢方向にスライド可能（移動可能）に支持されている。第１の位置において、圧縮スプリング７１の付勢力により帯電ローラ８が感光ドラム７に当接する。第２の位置において、圧縮スプリング７１の付勢力に抗して帯電ローラ８が感光ドラム７から離間する。

図５（ｄ）、図５（ｅ）に示すように、支持固定部１１ｆとフランジ８０ｂの大きさの関係は、長手規制部８０ｅの径＜小径長穴１１ｆ１の穴幅＜抜け止め規制部８０ｆの径＜大径穴１１ｆ２の径となっている。これにより、図５（ａ）、図５（ｅ）に示すように、抜け止め規制部８０ｆが小径長穴１１ｆ１に有る場合は、抜け止め規制部８０ｆが面１１ｅに当接し、フランジ８０ｂは支持固定部１１ｆから抜けないようになっている。一方、図５（ｂ）、図５（ｄ）に示すように、抜け止め規制部８０ｆが大径穴１１ｆ２に有る場合は、図５（ｃ）に示すように、抜け止め規制部８０ｆが面１１ｅに接触せずに大径穴１１ｆ２を抜け、フランジ８０ｂは支持固定部１１ｆから取り外し可能な状態となる。フランジ８０ｂは、帯電ローラ８の長手方向及び圧縮スプリング７１の付勢方向と直交する方向（図５（ｃ）の矢印Ｘ方向）に取り外される。

上記構成において、圧縮スプリング７１の付勢力に抗して軸受部材８０ａを押し上げて第２の位置に移動し、大径穴１１ｆ２から抜け止め規制部８０ｆを抜くように、軸受部材８０ａを像担持体支持枠体１１ｄから取り外す。これにより、感光ドラム７をドラムユニット１１から外さなくとも、軸受部材８０ａと一緒に帯電ローラ８を容易に取り外すことができる。

帯電ローラ８を組込む際には、帯電ローラ８を回転可能に支持した軸受部材８０ａを、図５（ｃ）の位置から図５（ｂ）の位置へスライド（移動）し、抜け止め規制部８０ｆを大径穴１１ｆ２へ挿入する。

この時、圧縮スプリング７１の一端は軸受部材８０ａに一体的に設けられているが、圧縮スプリング７１の他端は像担持体支持枠体１１ｄの受面（圧縮スプリング７１の付勢方向と垂直な面）１１ｉを圧縮されながらスライドする。このため、圧縮スプリング７１が倒れる恐れがある。そこで、圧縮スプリング７１に当接して圧縮スプリング７１の倒れを防止するために、軸受部材８０ａに、圧縮スプリング７１の一端側近傍で、少なくとも軸受部材８０ａの組み込み方向（矢印Ｙ方向）の上流側にリブ形状の壁８０ｄを形成した。壁８０ｄの高さは、第２の位置にある軸受部材８０ａから受面１１ｉとの距離より低く設定した。圧縮スプリング７１の倒れを防止する構成を設けることにより、圧縮スプリング７１の組み付けを確実に行うことができる。

なお、画像形成に際しては、帯電ローラ８が感光ドラム７の回転に従動回転し、このとき帯電ローラ８に電圧を印加することにより感光ドラム７の表面を均一に帯電させる。そのために、帯電ローラ８の長手方向両端に設けられた２つの軸受部材８０ａのうち少なくとも一方を導電性ポリアセタール樹脂等の導電性部材で構成する。これにより、画像形成装置本体から、導電性を有する圧縮スプリング７１を経て回転軸８ａに電圧が印加される。他端側の軸受部材８０ａにおいても、金属製の回転軸８ａとの摺動性が良く、且つ耐摩耗性に優れているポリアセタール樹脂で構成してもよい。

本実施形態では、プロセス手段の一例として帯電ローラ８の着脱について説明したが、本発明は他のプロセス手段（現像ローラ１０ｄ、クリーニングブレード１１ａ等）の着脱にも適用できる。

[第２実施形態]
次に本発明に係るプロセス手段の支持固定構造、画像形成装置、プロセスカートリッジ、現像装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図６は本実施形態に係る軸受部材８０ａの支持固定構成を示す図である。図６に示すように、本実施形態の画像形成装置Ａ、プロセスカートリッジＢ、現像ユニット（現像装置）１０は、上記第１実施形態の支持固定部１１ｆに変えて支持固定部１１ｇを設けたものである。

支持固定部１１ｇは、一対のガイド部１１ｇ１、一対の枠体長手規制部１１ｇ２、切り欠き部１１ｇ３を有している。一対のガイド部１１ｇ１、枠体長手規制部１１ｇ２は、フランジ８０ｂを圧縮スプリング７１の付勢方向にスライド可能にガイドする。

一対の枠体長手規制部１１ｇ２は像担持体支持枠体１１ｄから突出して形成されており、帯電ローラ８の長手方向において抜け止め規制部８０ｆを挟み込んでいる。一対のガイド部１１ｇ１は、それぞれ一対の枠体長手規制部１１ｇ２の先端から帯電ローラ８の長手方向に突出して形成されており、帯電ローラ８の長手方向において長手規制部８０ｅを挟み込んでいる。これにより、軸受部材８０ａは、帯電ローラ８の長手方向への移動を規制されている。

一対のガイド部１１ｇ１の間隔＜抜け止め規制部８０ｆの径となっており、軸受部材８０ａが図６（ａ）に示す第１の位置にあるとき、抜け止め規制部８０ｆがガイド部１１ｇ１に接触し、軸受部材８０ａの抜け方向への移動が規制されている。

切り欠き部１１ｇ３は、一対のガイド部１１ｇ１の一部を切り欠いたものであり、抜け止め規制部８０ｆが通過できる大きさになっている。これにより、軸受部材８０ａが図６（ｂ）に示す第２の位置にあるとき、抜け止め規制部８０ｆがガイド部１１ｇ１に接触せずに切り欠き部１１ｇ３を抜け、フランジ８０ｂは支持固定部１１ｇから取り外し可能な状態となる。フランジ８０ｂは、帯電ローラ８の長手方向及び圧縮スプリング７１の付勢方向と直交する方向（図６（ｂ）の矢印Ｘ方向）に取り外される。

上記構成において、圧縮スプリング７１の付勢力に抗して軸受部材８０ａを押し上げて第２の位置に移動し、切り欠き部１１ｇ３から抜け止め規制部８０ｆを抜くように、軸受部材８０ａを像担持体支持枠体１１ｄから取り外す。これにより、感光ドラム７をドラムユニット１１から外さなくとも、軸受部材８０ａと一緒に帯電ローラ８を容易に取り外すことができる。

[第３実施形態]
次に本発明に係るプロセス手段の支持固定構造、画像形成装置、プロセスカートリッジ、現像装置の第３実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７は本実施形態に係る軸受部材８０ａの支持固定構成を示す図である。図７に示すように、本実施形態の画像形成装置Ａ、プロセスカートリッジＢ、現像ユニット（現像装置）１０は、上記第２実施形態の支持固定部１１ｇ、長手規制部８０ｅ、抜け止め規制部８０ｆに変えて、支持固定部１１ｈ、抜け止め規制部８０ｇ、長手規制部８０ｈを設けたものである。

上記第２実施形態では、像担持体支持枠体１１ｄ側のガイド部１１ｇ１、枠体長手規制部１１ｇ２が軸受部材８０ａの抜け止め規制部８０ｆを囲う構成とした。本実施形態では、軸受部材８０ａ側の長手規制部８０ｈ、抜け止め規制部８０ｇで、像担持体支持枠体１１ｄ側の支持固定部１１ｈ（ガイド部１１ｈ１、枠体長手規制部１１ｈ２）を囲う構成とする。ガイド部１１ｈ１、枠体長手規制部１１ｈ２は、フランジ８０ｂを圧縮スプリング７１の付勢方向にスライド可能にガイドする。

枠体長手規制部１１ｈ２は、像担持体支持枠体１１ｄから突出して設けられており、枠体長手規制部１１ｈ２の先端にフランジ状のガイド部１１ｈ１が設けられている。長手規制部８０ｈがガイド部１１ｈ１を挟み、抜け止め規制部８０ｇが枠体長手規制部１１ｈ２を挟み込んでいる。これにより、軸受部材８０ａは、帯電ローラ８の長手方向への移動を規制されている。

抜け止め規制部８０ｇの間隔＜ガイド部１１ｈ１の径となっており、軸受部材８０ａが図７（ａ）に示す第１の位置にあるとき、抜け止め規制部８０ｇがガイド部１１ｈ１に接触し、軸受部材８０ａの抜け方向への移動が規制されている。

支持固定部１１ｈは切り欠き部１１ｈ３を有している。切り欠き部１１ｈ３は、ガイド部１１ｈ１の一部（圧縮スプリング７１の付勢方向の所定の位置）を切り欠いたものであり、抜け止め規制部８０ｇがガイド部１１ｈ１と干渉しないようになっている。これにより、軸受部材８０ａが図７（ｂ）に示す第２の位置にあるとき、抜け止め規制部８０ｇがガイド部１１ｈ１に接触せずに切り欠き部１１ｈ３を抜け、フランジ８０ｂは支持固定部１１ｈから取り外し可能な状態となる。フランジ８０ｂは、帯電ローラ８の長手方向及び圧縮スプリング７１の付勢方向と直交する方向（図７（ｂ）の矢印Ｘ方向）に取り外される。

上記構成において、圧縮スプリング７１の付勢力に抗して軸受部材８０ａを押し上げて第２の位置に移動し、切り欠き部１１ｈ３から抜け止め規制部８０ｇを抜くように、軸受部材８０ａを像担持体支持枠体１１ｄから取り外す。これにより、感光ドラム７をドラムユニット１１から外さなくとも、軸受部材８０ａと一緒に帯電ローラ８を容易に取り外すことができる。

Ａ …画像形成装置
Ｂ …プロセスカートリッジ
７ …感光ドラム（像担持体）
８ …帯電ローラ（帯電手段、プロセス手段）
８ａ …回転軸
１０ …現像ユニット
１１ …ドラムユニット
１１ｄ …像担持体支持枠体
１１ｅ …面
１１ｆ、１１ｇ …支持固定部
１１ｆ１ …小径長穴
１１ｆ２ …大径穴
１１ｇ１、１１ｈ１ …ガイド部
１１ｇ２、１１ｈ２ …枠体長手規制部
１１ｇ３、１１ｈ３ …切り欠き部
１１ｉ …受面
７１ …圧縮スプリング（付勢手段）
８０ａ …軸受部材（支持部材）
８０ｂ …フランジ
８０ｄ …壁
８０ｅ、８０ｈ …長手規制部
８０ｆ、８０ｇ …抜け止め規制部

Claims (7)

1. トナー像を担持する像担持体を回転可能に支持する枠体と、
   前記像担持体に作用するプロセス手段と、
   前記プロセス手段を支持する支持部材と、
   一端が前記支持部材に一体的に設けられ、前記プロセス手段を前記像担持体へ付勢する付勢手段と、
   前記枠体に設けられ、前記付勢手段の付勢方向に沿って前記支持部材をスライド可能に支持する支持固定部と、
   前記支持部材を前記支持固定部に組み込む方向において、前記付勢手段の上流側に前記付勢手段の倒れを防止する壁と、
   を有し、
   前記支持部材は、前記プロセス手段を前記像担持体に当接させる第１の位置と、前記プロセス手段を前記付勢手段の付勢力に抗して前記像担持体から離間させる第２の位置と、を移動可能であり、
   前記支持固定部は、前記支持部材が前記第１の位置にあるときに前記支持部材の抜けを規制し、前記支持部材が前記第２の位置にあるときに前記支持部材が前記支持固定部から抜けて前記支持部材が前記支持固定部から取り外し可能とすることを特徴とするプロセス手段の支持固定構造。
2. トナー像を担持する像担持体を回転可能に支持する枠体と、
   前記像担持体に作用するプロセス手段と、
   前記プロセス手段を前記像担持体へ付勢する付勢手段と、
   前記プロセス手段を支持し、前記プロセス手段を前記像担持体に当接させる第１の位置と、前記プロセス手段を前記付勢手段の付勢力に抗して前記像担持体から離間させる第２の位置とを移動可能な支持部材と、
   前記枠体に設けられ、前記付勢手段の付勢方向に沿って前記支持部材をスライド可能に支持する支持固定部と、を有し、
   前記支持部材は、前記付勢手段の付勢方向と直交する方向に突出したフランジを有し、
   前記フランジは、小径柱状の長手規制部、大径盤状の抜け止め規制部を有し、
   前記支持固定部は、小径長穴の一端に大径穴を組合わせた鍵穴形状となっており、
   前記長手規制部は、前記小径長穴内をスライド移動可能となっており、
   前記長手規制部の径＜前記小径長穴の穴幅＜前記抜け止め規制部の径＜前記大径穴の径の関係となっており、
   前記支持部材が前記第１の位置にあるときに、前記抜け止め規制部が前記小径長穴から抜けないことで、前記支持部材の抜けを規制し、
   前記支持部材が前記第２の位置にあるときに、前記抜け止め規制部が前記大径穴から抜けることで、前記支持部材が前記支持固定部から抜けて前記支持部材が前記支持固定部から取り外し可能となっていることを特徴とするプロセス手段の支持固定構造。
3. 前記付勢手段の一端は前記支持部材に一体的に設けられており、
   前記支持部材は、前記支持部材を前記支持固定部に組み込む方向において、前記付勢手段の上流側に前記付勢手段の倒れを防止する壁を有することを特徴とする請求項２に記載のプロセス手段の支持固定構造。
4. 前記プロセス手段は前記像担持体を帯電させる帯電手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプロセス手段の支持固定構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のプロセス手段の支持固定構造、を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のプロセス手段の支持固定構造、を有することを特徴とする現像装置。
7. 像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像をトナーを用いてトナー像として現像する請求項６に記載の現像装置と、
   前記現像装置により形成されたトナー像をシートに転写する転写手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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