JP6296015B2 - 像担持体ユニット及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、像担持体と、像担持体を帯電する帯電装置とをユニット化した像担持体ユニット及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、表面が均一に帯電された像担持体（感光体ドラム）上に静電潜像を形成し、現像ユニットを用いて像担持体上に静電潜像に応じたトナー像を形成する。そして、感光体ドラムとの間に転写ニップ部を形成する転写ローラーのような転写部材を用いて、像担持体上に形成されたトナー像を搬送されてくる用紙に転写した後、定着ユニットを通過させることで用紙上にトナー像を定着させる方法が一般的である。

このような画像形成装置においては、像担持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写した後、次の静電潜像の形成に備えて像担持体上の残留電荷を除去するための除電装置が設けられている。

例えば特許文献１には、現像装置により感光体に供給された現像剤を用紙に転写するとともに、感光体に帯電装置により帯電された電位と異なる極性の電位を帯電させる転写帯電装置と、転写帯電装置により生じた電荷を所定の波長の光を照射することにより除去する除電手段と、を備えた画像形成装置が開示されている。

特開平９−９０８３３号公報

特許文献１のように感光体表面に除電光を照射することで残留電荷を除去する除電装置を備えた構成では、帯電装置に除電光が入射すると感光体表面に帯電ムラが発生するおそれがある。そこで、帯電装置に除電光が入射しないように遮光する遮光部材を配置する必要がある。

しかし、帯電装置をユニットに対して着脱可能とした構成の場合、帯電装置の着脱軌道と重なる位置には遮光部材を配置することができず、遮光部材の配置が制限されるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、ユニットに対して着脱される帯電装置と干渉せず、遮光部材を自由な位置に配置することができる像担持体ユニット及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、帯電装置と、ユニットハウジングと、を備え、画像形成装置本体に対し着脱可能な像担持体ユニットである。像担持体には、静電潜像が形成される。帯電装置は、像担持体表面を帯電させる。ユニットハウジングは、像担持体と帯電装置を一体に保持する。帯電装置は、ユニットハウジングに着脱可能に保持されている。ユニットハウジングには、画像形成装置本体側に設けられた除電装置から像担持体上に照射される除電光が帯電装置に入射しないように遮光するとともに帯電装置の着脱軌道上に重なる第１の位置に配置される遮光部材が設けられている。帯電装置をユニットハウジングから取り外す動作に伴い、遮光部材が第１の位置から帯電装置の着脱軌道上から退避した第２の位置に移動する。

本発明の第１の構成によれば、第１の位置に配置された遮光部材が、帯電装置をユニットハウジングから取り外す動作によって自動的に第２の位置に移動するため、帯電装置の着脱軌道と重なる位置に遮光部材を配置しても帯電部材の着脱動作に支障をきたすことがない。従って、遮光部材の配置の自由度が高くなり、帯電装置の着脱軌道の制約を受けることなく遮光部材を遮光効果の高い位置に配置することができる。

本発明のドラムユニットを備えた画像形成装置の内部構造を示す側面断面図 本発明の一実施形態に係るドラムユニットの外観斜視図 本実施形態のドラムユニットの側面断面図 ドラムユニットを構成する帯電装置の外観斜視図 帯電装置を取り外す際の遮光部材の動作を示すドラムユニットの側面断面図 帯電装置の清掃部材周辺の拡大斜視図 ドラムユニットを画像形成装置本体に挿入する際の遮光部材の動作を示すドラムユニット周辺の側面断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のドラムユニット３０を備えた画像形成装置１００の内部構造を示す側面断面図である。画像形成装置（ここではモノクロプリンター）１００内には、帯電、露光、現像及び転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Ｐが配設されている。画像形成部Ｐには、感光体ドラム５の回転方向（図１の時計回り方向）に沿って、帯電装置４、露光ユニット（レーザー走査ユニット等）７、現像装置８、転写ローラー１４、クリーニング装置１９、及び除電装置６が配設されている。

画像形成動作を行う場合、時計回り方向に回転する感光体ドラム５が帯電装置４により一様に帯電され、原稿画像データに基づく露光ユニット７からのレーザービームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像装置８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。

この現像装置８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。なお、画像データはパーソナルコンピューター（図示せず）のような上位機器から送信される。また、感光体ドラム５の表面の残留電荷を除去する除電装置６が、感光体ドラム５の回転方向に対しクリーニング装置１９の下流側に設けられている。

帯電装置４、感光体ドラム５、クリーニング装置１９はユニット化されており、現像装置８、トナーコンテナ９はユニット化されている。なお、帯電装置４と、感光体ドラム５と、クリーニング装置１９から成るユニットを、以下ではドラムユニット３０（図２参照）と称する。また、現像装置８とトナーコンテナ９から成るユニットを、以下では現像ユニット６０と称する。ドラムユニット３０及び現像ユニット６０は、それぞれ画像形成装置１００本体に対して着脱可能である。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、用紙が給紙カセット１０又は手差し給紙装置１１から用紙搬送路１２及びレジストローラー対１３を経由して搬送され、転写ローラー１４（画像転写部）により感光体ドラム５の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は感光体ドラム５から分離され、定着装置１５に搬送されてトナー像が定着される。定着装置１５を通過した用紙は、用紙搬送路１６により装置上部に搬送され、用紙の片面のみに画像を形成する場合（片面印字時）は、排出ローラー対１７により排出トレイ１８に排出される。

一方、用紙の両面に画像を形成する場合（両面印字時）は、用紙の後端が用紙搬送路１６の分岐部２０を通過した後に用紙の搬送方向を逆転させる。これにより、用紙は分岐部２０から分岐する反転搬送路２１に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラー対１３に再搬送される。そして、感光体ドラム５上に形成された次のトナー像が、転写ローラー１４によって用紙の画像が形成されていない面に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対１７により排出トレイ１８に排出される。

画像形成装置１００の上面には、排出トレイ１８の一部を構成する開閉カバー１８ａが設けられている。開閉カバー１８ａを開放した状態でドラムユニット３０及び現像ユニット６０が画像形成装置１００本体に挿入され、または画像形成装置１００本体から引き出される。

図２は、画像形成装置１００に搭載される、本発明の一実施形態に係るドラムユニット３０の外観斜視図、図３はドラムユニット３０の側面断面図、図４は、ドラムユニット３０を構成する帯電装置４の斜視図である。なお、図３には、説明の便宜のため画像形成装置１００本体側に配置される除電装置６及び除電装置６を保持する支持フレーム５０も併せて記載している。また、図４では帯電装置４を遮光部材４３と反対側（図３の左側）から見た状態を示している。

ドラムユニット３０は、感光体ドラム５、帯電装置４、及びクリーニング装置１９をユニットハウジング３０ａによって一体に保持している。感光体ドラム５の側方に開口部を有するクリーニング装置１９のハウジング１９ａは、ユニットハウジング３０ａの一部を構成する。ハウジング１９ａの内部は仕切壁３１によって２つに仕切られており、仕切壁３１の感光体ドラム５側にはクリーニングブレード３３及びクリーニングローラー３５が配置されるトナー掻き取り部３７が設けられている。

また、仕切壁３１を挟んでトナー掻き取り部３７と反対側にはクリーニングブレード３３及びクリーニングローラー３５によって感光体ドラム５から掻き取られた廃トナーを貯留する廃トナー収容部３９が設けられている。トナー掻き取り部３７と廃トナー収容部３９とは仕切壁３１の下方において連通しており、トナー掻き取り部３７の廃トナーを連通部に送り込むスイープローラー４０を備えている。

帯電装置４は、図４に示すように、感光体ドラム５の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）の略全域に亘って感光体ドラム５に対向するように配設されている。帯電装置４は、感光体ドラム５の表面側に開放部を有する断面コ字状のシールド部材（筐体）４ａと、高電圧が印加されるコロナワイヤー４ｂと、シールド部材４ａの開放部に設けられたグリッド（図示せず）とを有するスコロトロン式であり、コロナワイヤー４ｂからのコロナ放電によりグリッドを介して感光体ドラム５の表面を所定のプラス電位（トナーと同極性）に帯電させるようになっている。帯電装置４は、メンテナンスや交換のためにドラムユニット３０に対して着脱可能となっており、ユニットハウジング３０ａの上方に形成された開口３０ａａから引き抜くことでユニットハウジング３０ａから取り外され、開口３０ａａから挿入することでユニットハウジング３０ａに装着される。

スコロトロン式の帯電装置４の場合、コロナ放電により発生するオゾンの作用により空気中の成分が酸化され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物が周りの塵埃とともにコロナワイヤー４ｂやグリッドに付着しやすくなる。そこで、帯電装置４の一端にはコロナワイヤー４ｂに付着したイオン生成物を除去するための清掃部材４１が付設されている。

清掃部材４１は、樹脂製の筐体４１ａと、筐体４１ａの下方においてコロナワイヤー４ｂに対向するように設けられた清掃部４１ｂ（いずれも図６参照）とを含む。清掃部４１ｂには水或いはアルコールを含浸させた含水スポンジが貼り付けられている。清掃部材４１を帯電装置４の長手方向に往復移動させることにより、コロナワイヤー４ｂが清掃部４１ｂの含水スポンジに摺擦され、コロナワイヤー４ｂ表面の付着物が除去される。

ユニットハウジング３０ａには、除電装置６から照射される光（除電光）を遮光する遮光部材４３が配置されている。遮光部材４３は、長手方向の両端部に形成されユニットハウジング３０ａに揺動可能に支持される揺動支軸４３ａと、揺動支軸４３ａに連結される腕部４３ｂと、腕部４３ｂに対して直交する遮光板４３ｃと、で構成される側面視略Ｔ字状の部材であり、腕部４３ｂには窓部４３ｄが形成されている。

図３及び図４は、ドラムユニット３０が画像形成装置１００本体に装着された状態を示しており、遮光部材４３は、除電装置６から照射された除電光が帯電装置４に入射しないように遮光する位置（以下、第１の位置という）に配置されている。除電装置６から照射された除電光は、遮光部材４３の窓部４３ｄを通過し、さらに帯電装置４とクリーニング装置１９の隙間を通過して感光体ドラム５の表面に到達する。

図５は、帯電装置４を取り外す際の遮光部材４３の動作を示すドラムユニット３０の側面断面図である。画像形成装置１００本体内からドラムユニット３０を引き出した状態では、図３に示したように、遮光部材４３は第１の位置に配置されており、帯電装置４の着脱軌道上には遮光部材４３の遮光板４３ｃが配置されている。

ユニットハウジング３０ａの開口３０ａａから帯電装置４を上方（図５の破線矢印方向）に引き抜いていくと、帯電装置４のシールド部材４ａが遮光板４３ｃに接触し、揺動支軸４３ａを中心として遮光部材４３が図５の時計回り方向に揺動する。その結果、図５に示すように、遮光部材４３は帯電装置４の着脱軌道から退避した位置（以下、第２の位置という）に配置される。

本実施形態の構成によれば、第１の位置に配置された遮光部材４３が、帯電装置４の引き抜き動作によって自動的に第２の位置に移動するため、帯電装置４の着脱軌道と重なる位置に遮光部材４３を配置しても帯電装置４の着脱動作に支障をきたすことがない。従って、遮光部材４３の配置の自由度が高くなり、帯電装置４の着脱軌道の制約を受けることなく遮光部材４３を遮光効果の高い位置に配置することができる。

また、帯電装置４を取り外した後は、遮光部材４３は第２の位置に配置されているため、帯電装置４を再びドラムユニット３０に装着する際は、遮光部材４３に接触することなく開口３０ａａから帯電装置４を挿入することができる。

図６は、帯電装置４の清掃部材４１周辺の拡大斜視図である。帯電装置４がドラムユニット３０に装着された状態でコロナワイヤー４ｂの清掃のみを行う場合、清掃部材４１を帯電装置４の一端（基準位置）から他端側に向かって（矢印Ａ方向に）移動させる。このとき、遮光部材４３は第１の位置に配置されており、図６に示すように、清掃部材４１の移動軌道上には遮光部材４３の遮光板４３ｃが配置されている。

そこで、図６に示すように、遮光板４３ｃの清掃部材４１に当接する部分に傾斜面４３ｅを形成しておく。これにより、遮光板４３ｃが傾斜面４３ｅに沿って清掃部材４１の筐体４１ａに乗り上げることで遮光部材４３が自動的に第２の位置方向に揺動する。従って、清掃部材４１は遮光部材４３によって進路を遮られることなく他端側まで移動することができる。

なお、ここでは図示しないが、帯電装置４の他端側においては遮光板４３ｃが清掃部材４１の筐体４１ａに乗り上げた状態となっており、そのまま清掃部材４１を一端側まで移動させることができる。

図７は、ドラムユニット３０を画像形成装置１００本体に挿入する際の遮光部材４３の動作を示すドラムユニット３０周辺の側面断面図である。前述したように、帯電装置４をユニットハウジング３０ａに挿入した状態では、遮光部材４３は第２の位置に配置されている。画像形成装置１００本体側に形成されたガイド溝４５に沿ってドラムユニット３０を装着方向（矢印Ｂ方向）に挿入していくと、ドラムユニット３０が画像形成装置１００本体内の所定位置まで挿入される前に、遮光部材４３の遮光板４３ｃが支持フレーム５０に接触する。その結果、揺動支軸４３ａを中心として遮光部材４３が図７の反時計回り方向に揺動し、遮光部材４３は第１の位置に移動する。

そして、ドラムユニット３０を所定位置まで挿入したとき、感光体ドラム５の中心軸がガイド溝４５の終端部に形成された位置決め部（図示せず）に配置され、感光体ドラム５と転写ローラー１４（図１参照）とが接触して転写ニップ部が形成される。従って、第２の位置に配置された遮光部材４３が、画像形成装置１００本体へのドラムユニット３０の装着動作によって自動的に第１の位置に移動するため、ドラムユニット３０の装着時に遮光部材４３を第２の位置から第１の位置へ戻す動作を行う必要がなくなり、遮光部材４３を第１の位置へ戻し忘れるおそれもなくなる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、コロナワイヤー４ｂの付着物を除去する清掃部材４１を備えた帯電装置４について説明したが、清掃部材４１はグリッドの付着物を除去するものであってもよい。その場合も本実施形態と同様の構成により清掃部材４１と遮光部材４３の干渉を回避することができる。

また、上記実施形態では、コロナワイヤー４ｂとグリッドとを備えたスコロトロン式の帯電装置４を用いた例について説明したが、感光体ドラム５に接触する帯電ローラーを備えた接触帯電式の帯電装置を用いる場合にも全く同様に適用可能である。なお、コロナワイヤー４ｂやグリッドを有しない接触帯電式の帯電装置においては清掃部材４１は不要であるため、清掃部材４１の移動による遮光部材４３の退避機構も不要となる。

また、本発明は図１に示したようなモノクロプリンターに限らず、カラープリンター、モノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機、或いはファクシミリ等の、ドラムユニット３０を備えた他のタイプの画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。

本発明は、像担持体ユニットを備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、像担持体と転写部材とを簡単な構成で離間させるとともに、像担持体ユニットの取り出し性も向上できる画像形成装置を提供することができる。

４ 帯電装置
４ａ シールド部材
４ｂ コロナワイヤー
５ 感光体ドラム（像担持体）
８ 現像装置
９ トナーコンテナ
１４ 転写ローラー（転写部材）
１９ クリーニング装置
３０ ドラムユニット（像担持体ユニット）
３０ａ ユニットハウジング
４１ 清掃部材
４３ 遮光部材
４３ａ 揺動支軸
４３ｃ 遮光板
４３ｄ 窓部
４３ｅ 傾斜面
４５ ガイド溝
６０ 現像ユニット
１００ 画像形成装置

Claims (7)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   像担持体表面を帯電させる帯電装置と、
   前記像担持体と前記帯電装置を一体に保持するユニットハウジングと、
   を備え、画像形成装置本体に対し着脱可能な像担持体ユニットにおいて、
   前記帯電装置は、前記ユニットハウジングに着脱可能に保持されており、
   前記ユニットハウジングには、前記画像形成装置本体側に設けられた除電装置から前記像担持体上に照射される除電光が前記帯電装置に入射しないように遮光するとともに前記帯電装置の着脱軌道上に重なる第１の位置に配置される遮光部材が設けられており、
   前記帯電装置を前記ユニットハウジングから取り外す動作に伴い、前記遮光部材が前記第１の位置から前記帯電装置の着脱軌道上から退避した第２の位置に移動することを特徴とする像担持体ユニット。
2. 前記遮光部材は、前記帯電装置を前記ユニットハウジングから取り外した後に前記第２の位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の像担持体ユニット。
3. 前記遮光部材は、前記ドラムユニットを前記画像形成装置本体に装着する動作に伴い前記第２の位置から前記第１の位置に移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の像担持体ユニット。
4. 前記帯電装置の長手方向に沿って往復移動可能な清掃部材を備え、前記遮光部材は、前記第１の位置にあるとき前記清掃部材の移動軌道上に重なっており、前記清掃部材の移動に伴い、前記遮光部材が前記第１の位置から前記第２の位置に移動することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の像担持体ユニット。
5. 前記遮光部材は、前記清掃部材が前記帯電装置の一端側の基準位置から移動する際に前記清掃部材と接触する位置に傾斜面が形成されており、前記清掃部材の移動に伴い、前記遮光部材が前記傾斜面に沿って前記清掃部材に乗り上げることにより前記遮光部材が前記第１の位置から前記第２の位置に移動することを特徴とする請求項４に記載の像担持体ユニット。
6. 前記遮光部材は、前記ユニットハウジングに揺動可能に支持される揺動支軸と、該揺動支軸に連結される腕部と、該腕部に対して直交する遮光板と、で構成される側面視略Ｔ字状であり、前記腕部には、前記遮光部材が前記第１の位置に配置された状態で前記除電光が通過する窓部が形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の像担持体ユニット。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の像担持体ユニットを備えた画像形成装置。

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