JP5768506B2 - ドラムカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、感光体ドラムおよび転写ローラが回転可能に設けられたドラムカートリッジに関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられるドラムカートリッジとして、筐体と、筐体内に設けられる感光体ドラムと、転写ローラと、転写ローラに電圧を印加するための転写電極とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的に、転写ローラは、感光体ドラムの下方に設けられ、感光体ドラムと圧接するように対向して配置されている。そして、転写ローラは、装置本体内に設けられる制御装置に接続されている転写電極が、転写ローラの軸方向の外側から内側へ向けて、転写ローラの軸の端部に当接することで、電圧が印加されるようなっている。

特開２００６−３３０６２０号公報

しかしながら、上述した技術では、転写ローラに、転写電極から感光体ドラムと転写ローラの対向方向と直交する方向に力が働くので、転写ローラと感光体ドラムの圧接が不安定になる可能性があった。

そこで、本発明は、転写ローラと感光体ドラムが安定して圧接できるドラムカートリッジを提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明のドラムカートリッジは、筐体と、筐体に回転可能に設けられる感光体ドラムと、シャフトを有し、筐体に回転可能に設けられ、感光体ドラムと対向する転写ローラと、転写ローラに電圧を印加するための転写電極と、を備えている。
そして、転写電極は、感光体ドラムと転写ローラの対向方向において、転写ローラの感光体ドラムとは反対側でシャフトと接触している。
筐体は、感光体ドラムと転写電極の間に配置されるカバー部を有し、カバー部は、シャフトの軸方向において、外側から内側へ向かって延び、カバー部の先端が、感光体ドラムの素管が露出している部分の内側端部よりも内側でかつ、転写電極の内側端部と同じ位置または転写電極の内側端部よりも外側に位置している。

このように構成されたドラムカートリッジによれば、転写電極から転写ローラに加わる力の向きは、感光体ドラムと転写ローラの対向方向と略平行になるので、従来のような、転写電極から転写ローラに加わる力の向きが、感光体ドラムと転写ローラの対向方向と直交する方向になる構成に比べ、転写ローラと感光体ドラムを安定して圧接させることができる。そして、感光体ドラムと転写電極の間に配置されるカバー部を有することにより、転写電極と感光体ドラムの間で電流がリークするのを確実に防止することができる。また、カバー部の先端が、感光体ドラムの素管が露出している部分の内側端部よりも内側でかつ、転写電極の内側端部と同じ位置または転写電極の内側端部よりも外側に位置しているので、感光体ドラムと転写ローラの圧接を邪魔しないように、リークが発生しやすい部分にのみカバー部を設けることができる。

そして、前記したドラムカートリッジにおいて、転写電極は、シャフトの軸受けであることが望ましい。

このように構成されたドラムカートリッジによれば、転写電極と転写ローラの軸受けを別体とする場合に比べ、部品点数を少なくすることができる。また、シャフトまたは筐体の熱膨張などにより、シャフトまたは筐体の寸法が変化しても、転写電極を確実にシャフトに当接させることができる。

また、前記したシャフトの軸受けである転写電極は、転写電極の感光体ドラムに最も近い部分が、転写電極がシャフトに圧接された状態で、前記対向方向において、シャフトの感光体ドラムに最も近い部分と同じ位置または当該同じ位置よりも感光体ドラムから離れた位置に設けられているのが望ましい。

このように転写電極を設けることによって、転写電極を感光体ドラムから遠ざけることができるので、転写電極と感光体ドラムの間で電流が流れる（リークする）のを低減することができる。

そして、前記したドラムカートリッジにおいて、転写電極は、シャフトと接触する面とは反対側の面に、シャフトの軸方向に延び、電源に接続される接点となる第１リブを有しているのが望ましい。

このように構成されたドラムカートリッジによれば、転写電極の第１リブが電源に接続される接点であるので、熱膨張などにより転写電極の位置がシャフトの軸方向に変化しても、転写電極を確実に電源に接続することができる。

また、前記したドラムカートリッジにおいて、転写電極は、シャフトと接触する面とは反対側の面に、シャフトの周方向に延びる一対の第２リブをさらに有していてもよい。
このドラムカートリッジにおいては、筐体が、一対の第２リブの間に入って、軸方向における転写電極の位置決めをする凸部を有しているのが望ましい。

このように構成されたドラムカートリッジによれば、転写電極の幅内を利用して、転写電極の位置決めをすることができるので、転写電極の外側に位置決め部を設ける場合に比べて、転写電極を大きくすることができる。

本発明によれば、転写電極が感光体ドラムと転写ローラの対向方向において、転写ローラの感光体ドラムとは反対側で転写ローラのシャフトと接触しているので、転写ローラに加わる力が、転写ローラが感光体ドラムに向かう方向のみになり、転写ローラと感光体ドラムの間の圧接が安定する。

本発明の一実施形態に係るドラムカートリッジを備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るドラムカートリッジのスコロトロン型帯電器を外した状態を示す図である。 転写電極の下面図（ａ）と、（ａ）のＩＶ−ＩＶ断面図（ｂ）である。 感光体ドラムと転写ローラの右端近傍の概略構成を示す図である。 筐体と転写電極を示す斜視図（ａ）と、筐体、転写電極および転写ローラを示す斜視図（ｂ）である。 ドラムカートリッジを下方から見た斜視図（ａ）と、ドラムカートリッジの転写電極近傍を拡大した下面図（ｂ）である。 変形例に係る転写電極の正面図（ａ）と、下面図（ｂ）である。

＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係るレーザプリンタ１（画像形成装置）の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分について説明する。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、装置本体２内に記録シートの一例としての用紙３を供給するためのフィーダ部４や、供給された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１にける上下方向を「上下」とする。

フィーダ部４は、装置本体２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６から用紙３を画像形成部５へ搬送する用紙供給機構７を主に備えている。フィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙供給機構７によって一枚ずつ分離されて画像形成部５に供給される。

画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、定着装置１８、制御装置５０などを備えている。

スキャナ部１６は、装置本体２内の上部に設けられ、画像データに基づくレーザ光が、ポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを通って（１点鎖線参照）、感光体ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１７は、装置本体２に対して着脱自在に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ１７は、現像カートリッジ２８と、ドラムカートリッジ１００とで主に構成されている。

現像カートリッジ２８は、ドラムカートリッジ１００に装着された状態で、装置本体２に対して着脱自在となっている。なお、現像カートリッジ２８は、装置本体２に固定されたドラムカートリッジ１００に対して着脱自在に構成されていてもよい。現像カートリッジ２８は、ケース本体３４、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２および供給ローラ３３を備え、ケース本体３４には、トナーが収容されている。

この現像カートリッジ２８では、ケース本体３４内のトナーが供給ローラ３３により現像ローラ３１に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に進入し、さらに摩擦帯電されつつ、一定の厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。

ドラムカートリッジ１００は、感光体ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９および転写ローラ３０を主に備えている。そして、このドラムカートリッジ１００内において、感光体ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナ部１６からのレーザ光の高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３１が感光体ドラム２７に接触して回転することにより、現像ローラ３１の表面に担持されている正帯電されたトナーが、感光体ドラム２７の表面上に形成された静電潜像に供給されて、感光体ドラム２７の表面上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム２７と転写ローラ３０の間で用紙３が搬送される際に、感光体ドラム２７上のトナー像が、後述する転写電極２００を介して制御装置５０より電圧が印加されている転写ローラ３０に引き寄せられて用紙３に転写される。なお、ドラムカートリッジ１００の詳細構成については、後で詳しく説明する。

定着装置１８は、プロセスカートリッジ１７の後方に設けられ、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１を加圧する加圧ローラ４２とを備えている。そして、定着装置１８では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させている。なお、定着装置１８で熱定着された用紙３は、搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送される。そして、排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排出される。

制御装置５０は、装置本体２内の適宜な位置に配置され、装置本体２に支持されている本体側電極６０を介して、後述する転写電極２００に接続され、転写ローラ３０に転写バイアス（電圧）を印加する電源として機能する（図２参照）。

＜ドラムカートリッジの詳細構成＞
次に、本発明の特徴部分であるドラムカートリッジ１００の構成について詳しく説明する。

図２に示すように、ドラムカートリッジ１００は、筐体１１０の後方に、感光体ドラム２７と、金属製のシャフト３０Ａを有する転写ローラ３０と、転写電極２００とを備えている。

転写電極２００は、転写ローラ３０に電圧を印加する部材であり、導電性樹脂などから形成されている。そして、転写電極２００は、転写ローラ３０のシャフト３０Ａの軸受けとしての機能も有している。転写電極２００は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、断面視略Ｕ形状の軸受け部２１０と、軸受け部２１０の前後方向における両端部から前後方向外側に向けて延びるフランジ部２２０とを有している。

軸受け部２１０は、シャフト３０Ａと接触する内周面２１１とは反対側の面である外周面２１２に、第１リブ２３０と、一対の第２リブ２４０を有している。

第１リブ２３０は、装置本体２内に設けられている制御装置５０に接続される接点であり、軸受け部２１０の最も下方に位置する部分に、外周面２１２から下方に向けて突出し、シャフト３０Ａの軸方向（以下、単に軸方向という）に延びて形成されている。

一対の第２リブ２４０は、軸受け部２１０の左右端の２箇所が外周面２１２から突出し、前後のフランジ部２２０を繋ぐように、シャフト３０Ａの周方向に延びて形成されている。

そして、転写電極２００は、図４に示すように、転写電極２００と転写ローラ３０のシャフト３０Ａが圧接された状態で、感光体ドラム２７に最も近い部分であるフランジ部２２０の上面２２１が、上下方向において、シャフト３０Ａの感光体ドラム２７に最も近い部分である上端３０Ｂよりも感光体ドラム２７から離れた位置に設けられるように上下方向の大きさが設定されている。

筐体１１０は、左右壁（右壁１１１のみ図示）に、後述する感光体ドラム２７のシャフト２７Ｂが配置される孔１１１Ａを有し、図５（ａ）に示すように、底壁１１４に、転写ローラ３０を収容する転写ローラ収容部１２１と、電極収容部１２２を有している。

転写ローラ収容部１２１は、底壁１１４が下方へ凹むようにして形成され、転写ローラ３０のローラ部分を収容できる大きさを有している。なお、転写ローラ３０は、シャフト３０Ａの一端に、外部から駆動力が入力されて回転する図示しないギヤが固定されており、図５（ｂ）に示すように、筐体１１０に組み付けた状態においては、ギヤが固定されていない他端が右側、つまり、電極収容部１２２側に配置されている。

図５（ａ）に戻り、電極収容部１２２は、転写ローラ収容部１２１の右側に隣接して設けられており、図２に示すように、筐体１１０の底壁１１４が下方へ凹むとともに、底が上下に貫通している。そして、電極収容部１２２は、転写電極２００のフランジ部２２０を支持する電極支持部１２３と、転写電極２００の一対の第２リブ２４０の間に入る凸部１２８（図６（ａ），（ｂ）参照）と、カバー部１２５（図５（ａ），（ｂ）参照）とを有している。

電極支持部１２３は、電極収容部１２２の前壁と後壁の両方から、前後方向の内側へ平板状に延びて形成されている。

凸部１２８は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、電極支持部１２３の下方において、前壁および後壁の略中央部から２つずつ、前後方向の内側に向けて突出して形成されている。

カバー部１２５は、図５（ａ）に示すように、筐体１１０の右壁１１１から左方、つまり、転写ローラ３０のシャフト３０Ａの軸方向の外側から内側へ向かって延び、感光体ドラム２７と転写電極２００の間に配置されている。

具体的に、感光体ドラム２７は、図４に示すように、金属製の素管２７Ａの表面に感光層２７Ｄを塗布してなり、感光体ドラム２７の左右端において、素管２７Ａの一部が露出している。この感光体ドラム２７は、シャフト２７Ｂが、筐体１１０の孔１１１Ａに配置されることで、筐体１１０に回転可能に支持され、転写ローラ３０と対向している。また、転写電極２００は、感光体ドラム２７の素管２７Ａが露出している部分の下方に配置されている。そして、カバー部１２５は、先端１２５Ａが、感光体ドラム２７の素管２７Ａが露出している部分の内側端部２７Ｃよりも左側（内側）でかつ、転写電極２００の内側端部２０１よりも右側（外側）に位置している。

そして、転写電極２００は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、一対の第２リブ２４０の間に左右に並ぶ凸部１２８を挟むように、電極収容部１２２に配置されている。また、図５（ａ）に示すように、フランジ部２２０が電極支持部１２３と当接することで、転写電極２００の下方への移動が規制されている。

以上のように構成されたドラムカートリッジ１００の作用および効果について説明する。
ドラムカートリッジ１００を装置本体２に装着すると、図２に示すように、転写電極２００の第１リブ２３０が本体側電極６０と接触し、転写電極２００が上方へ押し上げられる。これにより、転写電極２００が転写ローラ３０のシャフト３０Ａの下部、つまり、上下方向において転写ローラ３０の感光体ドラム２７とは反対側に圧接し、転写ローラ３０が、転写電極２００によって感光体ドラム２７側へ押し上げられる。したがって、従来のような、転写電極から転写ローラ３０に加わる力の向きが、感光体ドラム２７と転写ローラ３０の対向方向と直交する方向になる構成に比べ、転写ローラ３０に加わる力の向きが、感光体ドラム２７と転写ローラ３０の対向方向と略平行になるので、転写ローラ３０が感光体ドラム２７に安定して接触することができる。

そして、転写電極２００は、シャフト３０Ａの軸受けであるため、転写電極とシャフト３０Ａの軸受けを別体とする場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。また、熱膨張などにより、シャフト３０Ａまたは筐体１１０の寸法が変化しても、転写電極２００を確実に転写ローラ３０のシャフト３０Ａに当てることができる。

また、転写電極２００のフランジ部２２０の上面２２１は、転写電極２００がシャフト３０Ａに圧接された状態で、シャフト３０Ａの上端３０Ｂよりも感光体ドラム２７から離れた位置に設けられているので、転写電極２００を感光体ドラム２７からなるべく遠ざけ、転写電極２００と感光体ドラム２７の間で電流がリークするのを抑制することができる。

そして、筐体１１０は、感光体ドラム２７と転写電極２００の間に配置されるカバー部１２５を有しているので、転写電極２００と感光体ドラム２７の間で電流がリークするのを確実に抑制する。

また、カバー部１２５は、軸方向において、先端１２５Ａが感光体ドラム２７の素管２７Ａが露出している部分の内側端部２７Ｃよりも内側でかつ、転写電極２００の内側端部２０１よりも外側に位置しているので、感光体ドラム２７と転写ローラ３０の圧接を邪魔しないように、転写電極２００と感光体ドラム２７の間の電流がリークしやすい部分のみカバー部１２５を設けることができる。

そして、転写電極２００は、軸方向に延びる第１リブ２３０を有し、この第１リブ２３０が制御装置５０に接続される接点となるので、熱膨張により、転写電極２００の位置が軸方向に変化しても、転写電極２００は本体側電極６０に当接することができる。

また、転写電極２００に設けられている周方向に延びる一対の第２リブ２４０の間に、筐体１１０の凸部１２８が入っているので、転写電極２００の幅内を利用して、転写電極２００の位置決めをすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、転写電極２００のフランジ部２２０の上面２２１が、上下方向において、転写電極２００がシャフト３０Ａに圧接された状態で、シャフト３０Ａの上端３０Ｂよりも感光体ドラム２７から離れた位置に配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、転写電極２００のフランジ部２２０の上面２２１が、上下方向において、転写電極２００がシャフト３０Ａに圧接された状態で、シャフト３０Ａの上端３０Ｂと同じ位置であってもよい。

また、前記実施形態では、カバー部１２５の先端１２５Ａは、感光体ドラム２７の素管２７Ａが露出している部分の内側端部２７Ｃよりも左側でかつ、転写電極２００の内側端部２０１よりも右側に位置していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、カバー部１２５の先端１２５Ａは、軸方向において、転写電極２００の内側端部２０１と同じ位置であってもよい。

そして、前記実施形態では、転写電極２００に一対の第２リブ２４０が形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、転写電極２００に形成される第２リブ２４０は１つであってもよい。具体的に、この変形例の第２リブ２４０は、転写電極２００の外周面２１２における左右方向の略中央部に形成されている。そして、筐体１１０には、左右方向の略中央部にそれぞれ２つずつ前後方向に突出する凸部１２８が形成されており、この２つの凸部１２８で第２リブ２４０を挟んでいる。このように構成されていても、転写電極２００の軸方向における位置決めをすることができる。

また、前記実施形態では、転写電極２００に第１リブ２３０が１つ形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１リブ２３０は、転写電極２００の前後方向の中央部から等距離の位置に、２つ設けられていてもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

１ レーザプリンタ
２７ 感光体ドラム
２７Ａ 素管
２８ 現像カートリッジ
３０ 転写ローラ
３０Ａ シャフト
３９ ドラムカートリッジ
５０ 制御装置
６０ 本体側電極
１００ ドラムカートリッジ
１１０ 筐体
１２１ 転写ローラ収容部
１２２ 電極収容部
１２３ 電極支持部
１２５ カバー部
１２８ 凸部
２００ 転写電極
２１０ 軸受け部
２３０ 第１リブ
２４０ 第２リブ

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体に回転可能に設けられる感光体ドラムと、
   シャフトを有し、前記筐体に回転可能に設けられ、前記感光体ドラムと対向する転写ローラと、
   前記転写ローラに電圧を印加するための転写電極と、を備えたドラムカートリッジであって、
   前記転写電極は、前記感光体ドラムと前記転写ローラの対向方向において、前記転写ローラの前記感光体ドラムとは反対側で前記シャフトと接触し、
   前記筐体は、前記感光体ドラムと前記転写電極の間に配置されるカバー部を有し、
   前記カバー部は、前記シャフトの軸方向において、外側から内側へ向かって延び、先端が、前記感光体ドラムの素管が露出している部分の内側端部よりも内側でかつ、前記転写電極の内側端部と同じ位置または前記転写電極の内側端部よりも外側に位置していることを特徴とするドラムカートリッジ。
2. 前記転写電極は、前記シャフトの軸受けであることを特徴とする請求項１に記載のドラムカートリッジ。
3. 前記転写電極の前記感光体ドラムに最も近い部分は、前記転写電極が前記シャフトに圧接された状態で、前記対向方向において、前記シャフトの前記感光体ドラムに最も近い部分と同じ位置または当該同じ位置よりも前記感光体ドラムから離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のドラムカートリッジ。
4. 前記転写電極は、前記シャフトと接触する面とは反対側の面に、前記シャフトの軸方向に延び、電源に接続される接点となる第１リブを有していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
5. 前記転写電極は、前記シャフトと接触する面とは反対側の面に、前記シャフトの周方向に延びる一対の第２リブをさらに有し、
   前記筐体は、前記一対の第２リブの間に入って、前記軸方向における前記転写電極の位置決めをする凸部を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。

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