(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
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の全体構成を示す図である。画像形成装置100(ここではデジタル複合機を例示)の下部には、カセットタイプの用紙給紙部10が配設されている。用紙給紙部10は上下2段の給紙カセット10a、10bを有し、給紙カセット10a、10bには印字前の用紙が積載して収容されている。給紙カセット10a、10bに収容された用紙は、選択された給紙カセット10a(10b)から用紙ピックアップローラー10d(10e)により1枚ずつ繰り出され、繰り出された用紙は用紙搬送路11へと送り出される。
【0014】
画像形成装置100の右側面には、手差しトレイ10cが配設されている。手差しトレイ10cは、給紙カセット10a、10bと異なるサイズの用紙を載置可能である。手差しトレイ10cに載置された用紙は用紙搬送路11へと送り出される。
【0015】
用紙搬送路11は用紙給紙部10の左方に配置されている。用紙給紙部10から送り出された用紙が、用紙搬送路11上方のレジストローラー対12に搬送される。レジストローラー対12は、用紙にトナー像を転写するタイミングと同期をとって、画像形成部3に向けて用紙を送り出す。
【0016】
画像形成装置100の上部には原稿読取装置6が配設され、原稿読取装置6の上面には、プラテン(原稿押さえ)24が開閉可能に設けられ、さらに、プラテン24上には原稿搬送装置27が付設されている。原稿のコピーを行う場合、原稿搬送装置27に載置された原稿が1枚ずつ分離されて原稿読取部に送り出され、原稿読取装置6によって原稿の画像データが読み取られる。
【0017】
画像形成装置100の略中央部には、画像形成部3が配設されている。画像形成部3は、像担持体である感光体ドラム5を備え、さらに感光体ドラム5の周辺にその回転方向(図中のA方向)に沿って順に、帯電装置4と、露光ユニット7と、現像装置8と、転写ローラー13、及びクリーニング装置18を備える。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。クリーニング装置18は、ブレードやブラシ或いは研磨ローラー等のクリーニング部材を有し、クリーニング部材によって感光体ドラム5の表面に残留するトナーを剥ぎ取り、回収する。帯電装置4、感光体ドラム5、クリーニング装置18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18から成るユニットを、以下ではドラムユニット30と称する。
【0018】
感光体ドラム5の表面が帯電装置4によって所定の極性及び電位で均一に帯電されると、 露光ユニット7は、原稿読取装置6によって読み取られた原稿の画像データに基づいて、感光体ドラム5上に原稿画像の静電潜像を形成する。
【0019】
現像装置8は、帯電したトナーを感光体ドラム5の表面に供給し、感光体ドラム5上の静電潜像を現像してトナー像を形成する。トナー像は転写ローラー13によって用紙上に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着装置14へと搬送される。用紙にトナー像が転写された後、感光体ドラム5の表面に残留するトナーがクリーニング装置18によってクリーニングされて回収され、さらに図示しない除電装置によって感光体ドラム5の表面の残留電荷が除去される。
【0020】
定着装置14は、熱源を内蔵する定着ローラー14aと加圧ローラー14bとを有し、トナー像を転写された用紙を定着ローラー14a及び加圧ローラー14bによって加圧加熱し、用紙上のトナー像を溶融定着させる。トナー像が定着された用紙は、排出ローラー20aによって胴内排紙部17aに排出される。
【0021】
トナー像が定着された用紙は、必要に応じて、経路切り替えガイド21によって搬送方向を切り替えられ、排出ローラー対20bによってスタックトレイ17b上に排出される。また、両面印字を行う場合には、胴内排紙部17aに排出させる途中において、用紙の後端が切り替えガイド21を通過したタイミングで排出ローラー対20aを逆回転させて、経路切り替えガイド21、22を反転搬送路16側に切り替える。これによって、用紙は表裏が反転された状態で反転搬送路16を通過し、用紙搬送路11からレジストローラー対12に再搬送される。その後、画像形成部3で用紙の裏面にもトナー像が転写されると、用紙は定着装置14によって再度定着処理が行われた後、胴内排紙部17aに排出される。
【0022】
図2は、本発明の帯電装置4を備えるドラムユニット30の外観斜視図である。
図2に示すように、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18(
図1参照)を保持するユニットハウジング30aを有する。ドラムユニット30の一端側(
図2の右側)からは、感光体ドラム5のドラム軸5aが突出している。ドラム軸5aが画像形成装置100本体側の軸受孔(図示せず)に嵌合することで、感光体ドラム5が画像形成装置100本体内の所定位置に位置決めされる。
【0023】
また、ドラムユニット30の他端側(
図2の左側)からは、クリーニング装置18のトナー廃棄口18aが突出している。クリーニング装置18により回収された廃棄トナーはトナー廃棄口18aから排出され、廃棄トナー搬送経路を介して回収容器(いずれも図示せず)に搬送される。
【0024】
ユニットハウジング30aは、両端部において感光体ドラム5のドラム軸5aを回転可能に支持する。ユニットハウジング30aの両端側の内側面には、帯電装置4の両端部を収納する収納部(図示せず)が設けられる。
【0025】
図3は、本発明の一実施形態に係る帯電装置4の外観斜視図である。帯電装置4は、フレーム41と、フレーム41に回転可能に支持される帯電ローラー61、清掃部材71と、帯電ローラー61の回転軸61a、清掃部材71の回転軸71a(いずれも
図6参照)の両端を支持する一対の軸受部材72(
図4参照)と、軸受部材72を帯電ローラー61の軸方向と直交する方向に往復移動させる接離切替レバー80と、を備える。
【0026】
帯電ローラー61は、金属製の回転軸61aの周面にゴム等の弾性層を形成した導電性ゴムローラーである。帯電ローラー61は感光体ドラム5に所定のニップ圧で圧接され、感光体ドラム5に従動して回転する。画像形成時、帯電ローラー61には軸受部材72、回転軸61aを介して帯電バイアスが印加され、感光体ドラム5の表面を帯電させる。
【0027】
清掃部材71は、帯電ローラー61に付着しているトナーや用紙の紙粉等を除去するものであり、回転軸71aの表面に導電性のナイロン繊維等が植え付けられたブラシ状に形成されている。清掃部材71は帯電ローラー61の軸方向に沿って並行するように配置され、帯電ローラー61の上方(感光体ドラム5と反対側)において帯電ローラー61の表面に接触している。なお、清掃部材71はゴム製や樹脂製のスポンジ状のローラーであってもよい。
【0028】
図4は、帯電ローラー61の回転軸61aを支持する軸受部材72の斜視図である。軸受部材72は導電性樹脂で形成されており、軸受孔73a、73bと、シャフト74と、係合爪75と、規制部76と、を有する。軸受部材72は帯電ローラー61の両端部に一対配置される。
【0029】
軸受孔73aは、帯電ローラー61の回転軸61aを回転可能に支持する。軸受孔73b(
図5参照)は、清掃部材71の回転軸71aを回転可能に支持する。一対の軸受部材72の2つの軸受孔73a、73b間の距離は同一であり、帯電ローラー61の回転軸61aと清掃部材71の回転軸71aは、軸受部材72によって清掃部材71が帯電ローラー61の表面に均一に接触するように一定の間隔で支持されている。
【0030】
シャフト74は、後述する接離切替レバー80の係合溝81(
図5参照)に摺動可能に係合する。シャフト74の先端には接離切替レバー80の凸部83(
図5参照)に係合する係合部74aが形成されている。係合爪75は、フレーム41の側面に形成されたスリット41a(
図3参照)に摺動可能に係合することで、フレーム41の長手方向に対し垂直方向に移動する軸受部材42の抜け止めとして機能する。規制部76は、帯電ローラー61を感光体ドラム5から離間させた状態でフレーム41に当接することにより帯電ローラー61の軸方向への移動を規制する。
【0031】
図5及び
図6は、それぞれ感光体ドラム5に帯電ローラー61を接触させた状態における帯電ローラー61の軸受部材72付近の部分斜視図及び側面断面図であり、
図7及び
図8は、それぞれ感光体ドラム5から帯電ローラー61を離間させた状態における帯電ローラー61の軸受部材72付近の部分斜視図及び側面断面図である。
図5〜
図8を参照しながら感光体ドラム5に対する帯電ローラー61の接離機構について説明する。なお、説明の便宜のため、
図5及び
図7では帯電ローラー61、軸受部材72、接離切替レバー80のみを記載しており、
図5〜
図8では帯電ローラー61の下方に位置する感光体ドラム5の記載を省略している。また、
図5〜
図8では帯電装置4の一端側(
図3の右端側)の構成について示しているが、帯電装置4の他端側(
図3の左端側)の構成についても基本的には同様である。
【0032】
軸受部材72は、フレーム41に対して帯電ローラー61の軸方向(
図6、
図8の左右方向)及びフレーム41の幅方向(
図6、
図8の紙面と垂直な方向)には位置決めされて支持される一方、感光体ドラム5(
図2参照)に対して接近または離間する方向(
図6、
図8の上下方向)に移動可能に支持される。
【0033】
押圧バネ77は、軸受部材72の上部に当接するとともにフレーム41の上面内側に当接して、軸受部材72を感光体ドラム5側(
図5の下方向)に付勢する。また、押圧バネ77は、金属線材でコイル状に形成され、画像形成装置100本体の高圧電源(図示せず)と接続されており、軸受部材72、回転軸61aを介して帯電ローラー61に所定の電圧を印加可能となっている。
【0034】
接離切替レバー80は、フレーム41から端部80aが突出する平板状の部材であり、フレーム41の長手方向に沿って摺動可能に支持されている。接離切替レバー80には、軸受部材72のシャフト74(
図3参照)が係合する長孔状の係合溝81が形成されている。接離切替レバー80の表面側(軸受部材72と反対側)には、リブ状に突出する凸部83が形成されている。係合溝81は端部80aから遠い側(
図5、
図7の左側)が幅狭となっており、凸部83は端部80aから遠い側の係合溝81の周縁部に重なるように略U字状に形成されている。凸部83は、端部80a側から見て上り勾配となる傾斜部83aを有している。
【0035】
ドラムユニット30を画像形成装置100本体に装着するときは、
図5及び
図6に示すように接離切替レバー80をフレーム41に押し込む方向(第1の方向)に摺動させる。これにより、係合部74aが傾斜部83aに沿って端部80a側に移動し、係合部74aと凸部83との係合が解除される。
【0036】
その結果、軸受部材72は押圧バネ77の付勢力によって
図5、
図6の下方向に移動し、
図5及び
図6に示すように、帯電ローラー61が感光体ドラム5に接触した位置(以下、第1の位置という)に配置される。帯電ローラー61は、押圧バネ77の付勢力により軸受部材72を介して感光体ドラム5の表面に所定のニップ圧で圧接される。このとき、
図6に示すように、規制部76の規制面76aはフレーム41の内面41bから離間している。
【0037】
ドラムユニット30の輸送時(梱包時)においては、
図5及び
図6の状態から接離切替レバー80をフレーム41から引き出す方向(第2の方向)に摺動させる。これにより、
図7に示すように係合溝81とシャフト74との係合位置が端部80aから遠い側に移動し、シャフト74の先端に形成された係合部74aが傾斜部83aに沿って凸部83に乗り上げる。
【0038】
その結果、軸受部材72は押圧バネ77の付勢力に抗して
図7、
図8の上方向に移動し、帯電ローラー61が感光体ドラム5から離間した位置(以下、第2の位置という)に配置される。このとき、
図8に示すように、規制部76の規制面76aがフレーム41の内面41bに当接するため、帯電ローラー61の軸方向への移動が規制される。
【0039】
本実施形態によれば、軸受部材72が第2の位置に配置され、帯電ローラー61が感光体ドラム5から離間しているドラムユニット30の輸送時においては、軸受部材72の規制部76がフレーム41の内面に当接している。そのため、ドラムユニット30に衝撃が加えられた際の帯電ローラー61の荷重を、軸受部材72を介してフレーム41で受けることができる。従って、帯電ローラー61の荷重が軸受部材72に集中せず、軸受部材72の破損を効果的に抑制することができる。
【0040】
また、軸受部材72の形状のみで軸受部材72に加わる荷重を緩衝可能であり、軸受部材72に加わる荷重を緩衝するための部材を追加する必要がなく、部材点数の低減や低コスト化にも貢献する。さらに、梱包時の外寸も大きくならないため、梱包費や輸送費の増加も抑制することができる。
【0041】
さらに、ドラムユニット30から取り外した帯電装置4を単独で輸送する場合にも、軸受部材72を規制部76がフレーム41の内面に当接する第2の位置に配置しておくことで、帯電装置4に衝撃が加えられた際の帯電ローラー61の荷重を、軸受部材72を介してフレーム41で受けることができる。
【0042】
ところで、帯電ローラー61によって感光体ドラム5を帯電させる場合、押圧バネ77の付勢力によって予め設定された押圧力で帯電ローラー61を感光体ドラム5に接触させることが重要である。そのため、帯電ローラー61を感光体ドラム5から離間させた状態では帯電ローラー61の荷重を受けるためにフレーム41の内面41bと規制面76aとを接触させておく一方、帯電ローラー61を感光体ドラム5に接触させた状態ではフレーム41の内面41bと規制面76aとを離間させる必要がある。
【0043】
このとき、規制面76aが帯電ローラー61の軸方向に対して垂直であると、フレーム41の内面41bと規制面76aとを離間させるためにはフレーム41の内面41bが途切れた位置まで規制部76の規制面76aを移動させる必要がある。例えば、フレーム41の内面41bが帯電ローラー61の外周面と同一の高さまで存在する場合は、少なくとも帯電ローラー61の直径分だけ軸受部材72を移動させる必要がある。その結果、軸受部材72を第1の位置と第2の位置との間で移動させる際の移動距離(ストローク)が長くなる。
【0044】
本実施形態では、フレーム41の内面41bに接触する規制部76の規制面76aは、帯電ローラー61の軸方向に対して傾斜面となっている。これにより、軸受部材72を第1の位置と第2の位置との間で移動させる際の移動距離を短くしても、規制面76aとフレーム41の内面とを確実に当接または離間させることができる。従って、帯電ローラー61の軸方向と直交する方向の帯電装置4の寸法も小さくなるため、ドラムユニット30をコンパクト化することができる。
【0045】
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、接離切替レバー80をフレーム41から引き出したとき帯電ローラー61が離間位置に配置され、接離切替レバー80をフレーム41に押し込んだとき帯電ローラー61が接触位置に配置される構成としたが、接離切替レバー80の凸部83を端部80a側に形成することにより、接離切替レバー80を引き出したとき帯電ローラー61が接触位置に配置され、接離切替レバー80を押し込んだとき帯電ローラー61が接触位置に配置される構成としてもよい。
【0046】
また本発明は、
図1に示したようなデジタル複合機(コピー、ファクシミリ、スキャナー等の諸機能を併せ持つもので、MFP(Multi Function Peripheral)とも呼ばれる)に限らず、モノクロプリンター、カラープリンター、モノクロ及びカラー複写機等の、帯電装置4が着脱可能であるドラムユニット30を備えた他の画像形成装置にも全く同様に適用可能である。