JP2006267399A - 帯電ローラ離間部材、一体型プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】どのような放置状態（放置期間長さ及び放置環境）の一体型プロセスカートリッジであっても、ユーザの使用開始時における帯電ローラの変形に起因する濃度ムラ等の画像不良の発生を防ぐこと。
【解決手段】少なくとも感光体ドラム、現像スリーブ、帯電ローラを一体的にケーシング内に収めた一体型プロセスカートリッジであり、前記帯電ローラを弾性部材により前記感光体ドラムに対して付勢接触させている一体型プロセスカートリッジにおいて、前記帯電ローラを前記感光体ドラムに対して離間可能せしめる樹脂成形された帯電ローラ離間部材を前記一体型プロセスカートリッジより着脱自在に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一体型プロセスカートリッジ内の感光ドラムに付勢当接する帯電ローラの変形を防止するために装備される帯電ローラの離間部材に関する。

従来、感光ドラム、現像器、帯電ローラ、クリーニング器等を１つのパッケージ内に収めた一体型プロセスカートリッジにおいては、特に、一体型プロセスカートリッジが製造されてからユーザの使用開始されるまでの間に感光ドラムに付勢当接されている帯電ローラを感光ドラムから離間させるための離間部材を具備していなかった。

このような一体型プロセスカートリッジとしては、これまでに、例えば、非特許文献１に記載の一体型プロセスカートリッジが提案されている。

以下、図１０により従来提案されている一体型プロセスカートリッジ５００の概略全体構成について説明する。

図１０において、５０１は感光ドラム、５０２は弾性層を有する現像ローラ、５０２Ａは現像ローラ５０２にトナーを供給するための供給ローラである。５０３は弾性層を有する帯電ローラ、５０４は帯電ローラ５０３を感光ドラム５０１に付勢するための圧縮コイルバネである。５０５はトナーが格納されているホッパー室であり、攪拌羽５０６を有する。５０７は中間転写体（不図示）或はシート材（不図示）への転写後の感光ドラム５０１表面の残トナーを除去するためのクリーニングブレードであり。

又、上述の各パーツを格納するためのケーシングとしての５１０が下容器及び５１１が上容器である。一体型プロセスカートリッジ５００を移動させる際の保持部が把手部５１６である。尚、本発明には直接関しないため一体型プロセスカートリッジ５００のプロセス的動作（作像動作）については説明を省略する。

キヤノン（株）ハイブリッドレーザプリンタカタログ２００２．９Ｐ. ６ 特開２００１−２０１９１５号公報

しかしながら、上記従来の一体型プロセスカートリッジ５００においては、該一体型プロセスカートリッジ５００の製造後、ユーザが使い始めるまでの間、帯電ローラ５０３は常に同じ位置が圧縮コイルバネ５０４により感光ドラム５０１に付勢されているので、この状態による放置期間や放置環境（一般には、高温／高湿下が厳しい放置環境）によっては帯電ローラ５０３の弾性層が感光ドラム５０１の表面の曲率状に変形してしまう現象が生じる。このような変形をした帯電ローラ５０３を持つ一体型プロセスカートリッジ５００を用いて画像形成装置により作像を行うと、シート材に出力される画像には帯電ローラ５０３ピッチ（本従来例では約４４ｍｍピッチ）の濃度ムラが発生し、出力物の画像品質を大きく低下させることになる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、どのような放置状態（放置期間長さ及び放置環境）の一体型プロセスカートリッジであっても、ユーザの使用開始時における帯電ローラの変形に起因する濃度ムラ等の画像不良の発生を防ぐことにある。

上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも感光体ドラム、現像スリーブ、帯電ローラを一体的にケーシング内に収めた一体型プロセスカートリッジであり、前記帯電ローラを弾性部材により前記感光体ドラムに対して付勢接触させている一体型プロセスカートリッジにおいて、前記帯電ローラを前記感光体ドラムに対して離間可能せしめる樹脂成形された帯電ローラ離間部材を前記一体型プロセスカートリッジより着脱自在に構成したことを特徴とする。

本発明の一体型プロセスカートリッジにおいては、感光ドラムと帯電ローラとを離間させるための帯電ローラ離間部材の着脱を該一体型プロセスカートリッジの分解等無しに着脱自在に構成したので、一体型プロセスカートリッジの製造工程最後の梱包工程において容易に該帯電ローラ離間部材が装着可能になる。これにより、特に、一体型プロセスカートリッジの製造後、実際にユーザが使用を開始するまでの間に感光ドラムと帯電ローラとが付勢当接することにより生じる可能性のある帯電ローラの変形を防止することができる。

この結果、どのような放置状態（放置期間長さ及び放置環境）の一体型プロセスカートリッジであっても、ユーザの使用開始時における帯電ローラの変形に起因する濃度ムラ等の画像不良の発生を防ぐことが可能になる。

又、ユーザが一体型プロセスカートリッジの使用開始後、一時的に画像形成装置の使用を休止するような場合においても、画像形成装置より取り外した一体型プロセスカートリッジに対して容易に帯電ローラ離間部材の装着が可能であり、上述と同様の効果を奏する。

又、付加的な効果として、本発明の帯電ローラ離間部材においては、着脱時に感光ドラム表面には接触しないので、着脱の際に感光ドラム表面に生じる可能性のある摺擦傷等の発生を防止することができる。

本発明の実施の形態について、図１〜図６に基づいて説明する。

説明の順番として、本発明の一体型プロセスカートリッジに関しての概略説明、次に、本発明の帯電ローラ離間部材に関しての形状及び操作方法についての説明、次に、本発明の一体型プロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置（カラー式プリンタ）の全体構成の概略説明を行う。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態に係る一体型プロセスカートリッジ１００（以下、カートリッジ１００と略す）の全体構成を示す概略断面図である。以下、符号順に各部の説明を行う。

１０１は感光体ドラム、１０２は内部に磁石ローラを有する現像スリーブ、１０３は帯電ローラ、１０４は所定の配合に処方されたゴムを成形したクリーニングブレード、１０５はクリーニングブレード１０４を支持するための支持板である。１０６は帯電ローラ１０３を感光体ドラム１０１に所定の力で付勢するための圧縮コイルバネであり、帯電ローラ１０３の両端部に設けられている軸受け（不図示）を介して帯電ローラ１０３に荷重している。

１０７は現像スリーブ１０２上にトナーを供給するための現像スクリュー、１０８は現像剤１１２とカートリッジ１００外に設けられたトナー供給部（本発明には直接関しないため不図示）から供給されるトナーとを混ぜ合わせるための攪拌スクリューである。

ここで、現像剤１１２とは、トナーとキャリアとから成る２成分現像剤、又はキャリアのみを言う。

カートリッジ１００においては、トナーは容器上１１１に設けられている補給口１０９より図示矢印ｔ方向に補給され、攪拌スクリュー１０８により現像剤１１２と混ぜ合わされつつ、現像スクリュー１０７に移送される。

１１０は上記各パーツを一体的に格納する容器下であり、１１１はカートリッジ１００の上面を覆うカバー部材たる容器上である。尚、本図においては、クリーニングブレード１０４により感光体ドラム１０１表面より剥ぎ取られた廃トナーをカートリッジ１００外へと搬送するためのクリーナ部の図示は省略している。

帯磁したトナーは、現像スクリュー１０７から現像スリーブ１０２上に引かれ、現像ブレード１０６により現像スリーブ１０２上のトナー量が所定量に整えられた後、反時計周りに回転する感光体ドラム１０１上の潜像へと引かれていく。転写部（本発明には直接関しないため不図示）へとトナー像が転写された後、感光体ドラム１０１はクリナーブレード１０４により表面の転写残トナー（＝廃トナー）が取り除かれて、次の作像に備える。

以上が本発明に関するカートリッジ１００に関しての全体説明である。次に、帯電ローラ離間部材に関しての説明を行う。

１２０は帯電ローラ１０３を感光体ドラム１０１表面から離間させるための帯電ローラ離間部材（以下、単に離間部材）である。該離間部材１２０は、図示のように略Ｙ字形状をしており、１２０ａを下アーム、１２０ｂを上アームとする。本図に示すように、離間部材１２０を装着することにより感光体ドラム１０１と帯電ローラ１０３とはクリアランス１２１を有することができる。

次に、図２〜図４を用いて本発明の離間部材１２０の配設状態や装着方法についての詳細説明を行う。

図２は離間部材１２０を装着した状態を示す要部斜視図、図３は離間部材１２０を示した拡大図、図４は離間部材１２０装着位置における要部断面図である。

図２を用いて離間部材１２０のカートリッジ１００内での配設位置について更に説明する。

図２に示すように、離間部材１２０は、カートリッジ１００裏面側（本図中下側）に装着され、下アーム１２０ａ側が容器下１１０に設けられている凹状の係止部１１０ｂに係止し、上アーム１２０ｂ側が帯電ローラ１０３の金属製の軸部１０３ａと係止して固定されている。

ここで、上アーム１２０ｂは、容器下１１０に設けられている開口部１１０ａに差し込まれて、軸部１０３ａを係止する。尚、開口部１１０ａについては後述する。又、同様の構成でカートリッジ１００の本図とは反対側面側にも離間部材１２０が設けられている。

図３は離間部材１２０を示している。離間部材１２０には、前述の下アーム１２０ａ及び上アーム１２０ｂと共に、ユーザ等が着脱する際に保持する把手部１２０ｃ、係止部１１０ｂに係止するフック部１２０ｄ、軸部１０３ａに係止する係止弧１２０ｅが設けられている。ここで、該係止弧１２０ｅの曲率ｒは軸部１０３ａと同曲率になっている。又、離間部材１２０の自然状態（＝非装着時）における下アーム１２０ａと上アーム１２０ｂとの開き角度をθとする。

続いて、図３及び４を用いて離間部材１２０の装着方法について説明する。

離間部材１２０を装着する際には把手部１２０ｃを保持し、フック部１２０ｄを係止部１１０ｂに掛けながら、図３中ｓ方向に回動させる。このとき、上アーム１２０ｂは、容器下１１０に設けられている開口部１１０ａに差し込むようにし、前述のｓ方向への回動を進めると係止弧１２０ｅが軸部１０３ａに当接する。当接後、更に離間部材１２０をｓ方向へ回動させると上アーム１２０ｂは、図３中ｕ方向に支点１２０ｆを中心に撓みつつ、軸部１０３ａに乗り上げる形で係止弧１２０ｅは軸部１０３ａに係止する。このとき、下アーム１２０ａ側も僅かに図３中ｕ方向に撓む。離間部材１２０は、樹脂材料（望むべくはポリアセタール樹脂（ＰＯＭ））により成形されているため、前述のｕ及びｖ方向への撓みを許容することができる。

カートリッジ１００へ装着後の離間部材１２０は、下アーム１２０ａ及び上アーム１２０ｂの開き角θ’がθ’＞θとなっている。即ち、自然状態における下アーム１２０ａと上アーム１２０ｂとの開き角度θをこの関係が成立するように設定しており、下アーム１２０ａ及び上アーム１２０ｂの弾性変形の復元力が発生するようにしている。従って、離間部材１２０を装着するとアーム１２０ａ及び上アーム１２０ｂは開き角θに戻ろうとするので、図３中に示すアーム１２０ａ及び上アーム１２０ｂによる挟み込み力ｆにより、帯電ローラ１０３は図４中ｉ方向に押し下げられ、感光ドラム１０１表面より離間し、両者の間にクリアランス１２１が保たれることになる。

ここで、下アーム１２０ａ及び上アーム１２０ｂの詳細形状（＝断面形状）に関しては、圧縮コイルバネ１０６の圧縮力や帯電ローラ１０３の自重量とその重力線方向等により設定すれば良い。尚、本実施の形態では、θは３５°に設定されており、又、下アーム１２０ａ及び上アーム１２０ｂの断面形状は４．５ｍｍ×２．５ｍｍの角断面形状をとっている。

図５は離間部材１２０を取り外した状態を示すためにカートリッジ１００下方側より見上げた状態を示す要部斜視図である。

図５に示すように、容器下１１０には開口部１１０ａが設けられている。該開口部１１０ａは、容器下１１０において、図示のように開口内側に軸部１０３ａが位置するように設けられている。尚、同様の構成で、図示とは反対側の軸部１０３ａ位置にも開口部１１０ａが設けられている（開口部１１０ａは左右両端部の２箇所に設けられている）。

続いて図６に基づき本発明のカートリッジ１００が装着される画像形成装置（ここでは、カラー式プリンタ）の概略全体構成について説明する。以下、装置内でのシートＳの搬送の流れに沿って説明を行う。

画像形成装置１０の底部には、記録媒体であるシートＳの格納と作像部へのシートＳの給搬送を担う給紙部２０が設けられている。給紙カセット２１内のシートＳは、給紙ローラ２２により１枚ずつ給送され、給送ローラ対２３により搬送経路に沿ってレジストローラ対２４まで搬送される。レジストローラ対２４でシートＳの斜行補正と後述の作像部３０との同期取りを行う。

作像部３０には、画像情報に基づいた光像を感光体ドラム１０１に向けて照射する走査式光学装置４０、複数のカートリッジ１００、感光体ドラム１０１上のトナー像を搬送経路に沿って搬送されてきたシートＳに搬送するための中間転写器５０、中間転写器５０上のトナー像をシートＳ上に転写するための２次転写ローラ対６０から成る。

画像形成装置１０にはカラー画像を形成するために複数のカートリッジ１００が設けられている。具体的には、図中右側よりイエロー色形成用カートリッジ１００ｙ、マゼンタ色形成用カートリッジ１００ｍ、シアン色形成用カートリッジ１００ｃ、ブラック色形成用カートリッジ１００ｂの４つが設けられている。

各色の感光体ドラム１０１上のトナー像は複数のローラに掛支された転写ベルト５１に電圧印加することにより順次転写され該転写ベルト５１上でフルカラー像となる。その後、２次転写ローラ対６０上で再び電圧印加され、レジストローラ対２４にてこの作像動作と同期を取って搬送されてきたシートＳとの位置合わせをし、転写ベルト５１上のフルカラー像がシートＳ上へ転写される。

続いて、フルカラーの転写トナー像が表面に形成されたシートＳが定着装置７０へと搬送される。定着装置７０は、駆動ローラ７１とヒータを内蔵し回動可能なフィルムに覆われたヒータユニット部７２とから成り、両者のニップを通過する際にシートＳに熱及び圧力を印加して転写されたフルカラートナー像を定着する。そして、このシートＳを排出ローラ対７３で搬送し、排出部７４から排紙トレイ８１上に排出する。

尚、ここでは本発明のカートリッジ１００が装着される画像形成装置が装着される装置としてカラー式 プリンタの概略全体構成について説明したが、本考案のおいてはこの装置構成に限られたものではなく、白黒式プリンタやリーダ機能等を有するマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等、一体型プロセスカートリッジが装着可能な全ての装置に適用可能である。

以上説明したように、本発明のカートリッジ１００においては、感光体ドラム１０１と帯電ローラ１０３とを離間させるための離間部材１２０の着脱をカートリッジ１００の分解等無しに着脱自在に構成したので、カートリッジ１００の製造工程最後の出荷前に容易に離間部材１２０を装着可能になる。これにより、特に、カートリッジ１００の製造後、実際にユーザが使用を開始するまでの間に感光体ドラム１０１と帯電ローラ１０３とが付勢当接することにより生じる可能性のある帯電ローラ１０３の変形を防止することができる。

この結果、どのような放置状態（放置期間長さ及び放置環境）のカートリッジ１００であっても、ユーザの使用開始時における帯電ローラ１０３の変形に起因する濃度ムラ等の画像不良の発生を防ぐことが可能になる。又、ユーザがカートリッジ１００の使用開始後、一時的に画像形成装置１０の使用を休止するような場合においても、画像形成装置１０より取り外したカートリッジ１００に対して容易に離間部材１２０の装着が可能であり、上述と同様の効果を奏する。

又、このとき、カートリッジ１００を装着する画像形成装置側の構成も問わない。更に、付加的な効果として、本発明の離間部材１２０においては、着脱時に感光体ドラム１０１表面に接触しないので、着脱の際に感光体ドラム１０１表面に生じる可能性のある摺擦傷等の発生を防止することができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図７〜図９に基づいて説明する。尚、本実施の形態は帯電ローラ離間部材に関するものであり、本実施の形態におけるカートリッジ１００及び画像形成装置１０は前記実施の形態１と同様である。従って、カートリッジ１００及び画像形成装置１０の構成の説明は省略する。又、以下の説明内においては、同一要素には同一符号を付すと共にその説明を省略する。

図７は本実施の形態における離間部材装着位置における要部断面図、図８は図１の状態を示す斜視図であり、図９は本実施の形態における離間部材を示したものである。

先ず、図７に基づき第２の実施の形態に関する離間部材をカートリッジ１００に装着したときの全体概略を説明する。

離間部材１３０は、前アーム１３０ａと後アーム１３０ｂとを有している。図示のように前アーム１３０ａは、帯電ローラ１０３の軸部１０３ａと係止している。又、後アーム１３０ｂは容器下１１０に設けられた係止部１１０ｃと係止している。本図に示すように離間部材１３０を装着することにより感光体ドラム１０１と帯電ローラ１０３とはクリアランス１２１を有することができる。又、１３０は離間部材１３０を着脱する際に保持する把手部である。

図８を用いて離間部材１３０のカートリッジ１００内での配設位置について更に説明する。

図８に示すように、離間部材１３０は、実施の形態１同様にカートリッジ１００裏面側（本図中下側）に装着される。離間部材１３０は、装着時には、前アーム１３０ａ側が帯電ローラ１０３の金属製の軸部１０３ａと係止し、後アーム１３０ｂ側が容器下１１０の感光体ドラム１０１とは反対側端部付近に設けられている係止部１１０ｃに係止し、固定される。

ここで、前アーム１３０ａは容器下１１０に設けられている開口部１１０ａに差し込まれて、軸部１０３ａを係止する。尚、同様の構成でカートリッジ１００の本図とは反対側面側にも離間部材１２０が設けられている。

図９は離間部材１３０を示している。離間部材１３０には、前述の前アーム１３０ａ、後アーム１３０ｂ、把手部１３０ｃに加え、係止部１１０ｃに係止するフック部１３０ｄ、軸部１０３ａに係止する係止弧１３０ｅが設けられている。ここで、該係止弧１３０ｅの曲率ｒは軸部１０３ａと同曲率になっている。

続いて、図７及び９を用いて離間部材１３０の装着方法について説明する。

離間部材１３０を装着する際には、先ず、把手部１３０ｃを保持し、前アーム１３０ａを容器下１１０に設けられている開口部１１０ａに差し込み、係止弧１３０ｅを軸部１０３ａに係合させる。

ところで、フック部１３０ｄと容器下１１０に設けられている係止部１１０ｃとの位置関係を注目すると、フック部１３０ｄの位置αは係止部１１０ｃの位置βに対して図９に示すような関係になるように離間部材１３０を成形している。続いて、この状で把手部１３０ｃを図８中矢印w 方向に引き上げていく。すると、フック部１３０ｄは、容器下１１０に設けられている係止部１１０ｃの図７中上側に回り込むので、ｗ方向への引き上げ力を開放するとフック部１３０ｄと係止部１１０ｃとは係止する。

後アーム１３０ｂ側が引き上げらたことにより相対的に係止弧１３０ｅは図８中矢印ｙ方向に移動し、軸部１０３ａを介して圧縮コイルバネ１０６を縮める。従って、帯電ローラ１０３は図７中ｉ方向に押し下げられ、感光ドラム１０１表面より離間し、両者の間にクリアランス１２１が保たれることになる。

離間部材１３０は樹脂材料（望むべくはポリアセタール樹脂（ＰＯＭ））により成形されているため、前述のｗ方向への撓みを許容することができる。ここで、フック部１３０ｄの位置αは、軸部１０３ａの中心位置や係止部１１０ｃの位置βにより設定すれば良く、本実施の形態においては、α−β間を１０ｍｍに設定している。

又、変形を抑えた前アーム１３０ａの詳細形状（＝断面形状）に関しては、圧縮コイルバネ１０６の圧縮力や帯電ローラ１０３の自重量とその重力線方向等により設定すれば良く、本実施の形態においては、前アーム１３０ａの根元部より符号γまでが２６ｍｍ×２．５ｍｍの角断面形状であり、そこよりも先端側（係止弧１３０ｅ側）については５ｍｍ×２．５ｍｍの角断面形状をとっている。

以上のように、本実施の形態における離間部材１３０は、所謂「梃子の原理」に基づき機能させたものであり、該離間部材１３０の装着により帯電ローラ１０３を感光体ドラム１０１から離間させることができるため、実施の形態１同様、帯電ローラ１０３の変形を防止し、それによる画像不良の発生を防ぐことができる。

本発明の実施の形態１に係る一体型プロセスカートリッジを示す全体概略構成である。 本発明の実施の形態１に係る要部斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る帯電ローラ離間部材である。 本発明の実施の形態１に係る要部断面図である。 本発明の実施の形態１に係る要部斜視図である。 本発明の帯電ローラ離間部材及び一体型プロセスカートリッジが装着可能な画像形成装置の概略構成である。 本発明の実施の形態２に係る要部断面図である。 本発明の実施の形態２に係る要部斜視図面図である。 本発明の実施の形態２に係る帯電ローラ離間部材である。 従来の一体型プロセスカートリッジを示す全体概略構成である。

符号の説明

１０ 画像形成装置（カラー式プリンタ）
１００ 一体型プロセスカートリッジ
１０１ 感光体ドラム
１０３ 帯電ローラ
１１０ 容器下
１２０ 帯電ローラ離間部材
１３０ 帯電ローラ離間部材
５００ 従来例の一体型プロセスカートリッジ

Claims (8)

1. 少なくとも感光体ドラム、現像スリーブ、帯電ローラを一体的にケーシング内に収めた一体型プロセスカートリッジであり、前記帯電ローラを弾性部材により前記感光体ドラムに対して付勢接触させている一体型プロセスカートリッジにおいて、
   前記帯電ローラを前記感光体ドラムに対して離間可能せしめる樹脂成形された帯電ローラ離間部材を前記一体型プロセスカートリッジより着脱自在に構成したことを特徴とする一体型プロセスカートリッジ。
2. 前記一体型プロセスカートリッジは、前記ケーシングの前記帯電ローラ両端部付近の２箇所に前記帯電ローラ離間部材を着脱するための開口部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の一体型プロセスカートリッジ。
3. 第１のアーム部と、第２のアーム部と、を備えると共に、前記第１のアーム部と前記第２のアーム部とは所定の相対角度を有し、前記第１のアーム部には前記ケーシングに設けられた係止部と係止するための爪形状が形成されており、前記第２のアーム部には前記軸部と係合するための円弧形状が形成されていることを特徴とする帯電ローラ離間部材。
4. 前記帯電ローラ離間部材は、前記第２のアーム部が前記開口部を通過可能に構成されていることを特徴とする請求項３記載の帯電ローラ離間部材。
5. 前記帯電ローラ離間部材は、前記軸部及び前記ケーシングと係合するための係止部を有し、一端は前記軸部と係合するための円弧形状が形成されており、他端には前記ケーシングの所定部に係止するための爪形状が形成されていることを特徴とする請求項３記載の帯電ローラ離間部材。
6. 前記帯電ローラ離間部材は、前記一方端が前記開口部を通過可能に構成されていることを特徴とする請求項５記載の帯電ローラ離間部材。
7. 前記帯電ローラ離間部材は、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）により成形されていることを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の帯電ローラ離間部材。
8. 請求項１又は２記載の一体型プロセスカートリッジを着脱自在に備えると共に、請求項３〜７記載の帯電ローラ離間部材を梱包部材として有することを特徴とする画像形成装置。

Images