説明

プロセスカートリッジ及び画像形成装置

【課題】未使用時や運搬時に簡便に帯電ローラの弾性部材の全長域を像担持体から離間した状態で保持することができ、弾性部材の変形を未然に防止できるプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】離間保持部材40により他端側軸部2e1が感光体ドラム1から離間されている状態においては、当接部が被当接部に当接して帯電ローラ2が感光体ドラム1に対して傾斜して弾性部材2fの全長域が感光体ドラム1から離間した状態に保持され、離間保持部材40による離間が解除された状態においては、当接部が被当接部から離れて帯電ローラ2が感光体ドラム1に対して並行となり弾性部材2fの全長域が感光体ドラム1に接触する

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えば、レーザビームプリンタ、LEDプリンタ)等の画像形成装置および、これら装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものである。
【0002】
(プロセスカートリッジの定義)
ここで、一般にプロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、前記本体に取り外し可能に装着されるものである。従って、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての現像手段と、前記電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と、前記電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、前記本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。
【背景技術】
【0003】
従来、電子写真画像プロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラム及び感光体ドラム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装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンに頼らずユーザ自身で行うことができ、格段に操作性を向上させることができる。そのため、このプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。電子写真画像形成装置では、帯電装置によって一様に帯電された感光体ドラムにレーザ、LEDあるいはランプなど画像情報に対応した光を選択的に照射する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置により現像し、感光体ドラムに形成された現像を記録媒体へ転写する。これによって記録媒体に画像を形成している。
【0004】
このようなプロセスカートリッジの帯電装置としては、接触式の帯電方式として帯電ローラが用いられる。この帯電ローラは、画像形成時に感光体ドラムに対して安定して接触させる為に、感光体ドラムに押圧された状態になっている。しかし、帯電ローラが長時間感光体ドラムに対して接触していると、帯電ローラの弾性部材が変形してしまう可能性がある。これによって、帯電能力に変化を起こし、帯電時に感光体ドラムに帯電ムラが発生することになる。その結果、画像のムラが発生する場合がある。また、感光体ドラムにおいても、プロセスカートリッジの運搬時に加わる振動により、感光体ドラムと帯電ローラとが摺擦することがあった。これにより、感光体ドラム表面に帯電メモリとして履歴が残り、画像のムラが発生する場合がある。
【0005】
このような問題を発生させないために、帯電ローラの弾性部材には変形しにくい材料を選択して使用する、或いは、弾性部材の変形による帯電ローラ周期の画像ムラが発生しないように帯電設定等を行う必要があり、設計的な制約があった。
【0006】
そこで、プロセスカートリッジ出荷時において、感光体ドラムと帯電ローラの間であって、特に画像が書き込まれる領域(画像形成領域)の外側の領域(非画像領域)にスペーサ部材を挟み込むことが提案されている(特許文献1)。これにより、未使用時や運搬時に両者を離間させた状態で保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2001−201915号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記従来技術の更なる改善である。そして、その目的は、未使用時や運搬時に簡便に帯電ローラの弾性部材の全長域を像担持体から離間した状態で保持することができ、弾性部材の変形を未然に防止できるプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、この発明に係わるプロセスカートリッジの代表的な構成は、潜像が形成される像担持体と、軸部と前記軸部の周りにローラ状に形成された弾性部材を有し、前記像担持体に並行に配列されて前記弾性部材が前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電するための帯電ローラと、を有し、画像形成装置の装置本体に対して取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジであって、前記像担持体に対して前記帯電ローラを付勢する付勢部材と、前記帯電ローラの前記弾性部材の一端側の端面から外側に突出している一端側軸部に設けられた当接部と、前記当接部を受ける被当接部と、前記帯電ローラの前記弾性部材の他端側の端面から外側に突出している他端側軸部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記像担持体から離す方向に移動させて保持する離間保持部材と、を有し、前記離間保持部材により前記他端側軸部が前記像担持体から離間されている状態においては、前記当接部が前記被当接部に当接して前記帯電ローラが前記像担持体に対して傾斜して前記弾性部材の全長域が前記像担持体から離間した状態に保持され、前記離間保持部材による前記離間が解除された状態においては、前記当接部が前記被当接部から離れて前記帯電ローラが前記像担持体に対して並行となり前記弾性部材の全長域が前記像担持体に接触する。
【0010】
また、画像形成装置の代表的な構成は、プロセスカートリッジを取り外し可能に装着するプロセスカートリッジ装着部を有する画像形成装置であって、前記プロセスカートリッジが上記プロセスカートリッジであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、未使用時や運搬時に簡便に帯電ローラの弾性部材の全長域を像担持体から離間した状態で保持することができ、帯電ローラの弾性部材の変形を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】(A)は未使用時のプロセスカートリッジに関し、感光体ドラム両端部側での帯電ローラの状態を示した図、(B)は本実施形態に係わるカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。
【図2】(A)はプロセスカートリッジの断面説明図、(B)はプロセスカートリッジの外観斜視図である。
【図3】(A)は現像ユニットの斜視図、(B)は画像形成装置の斜視図である。
【図4】(A)(B)(C)はプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際の動作を説明する模式図である。
【図5】(A)は帯電ローラの支持構成を説明する分解斜視図、(B)は画像形成時の帯電ローラの状態を表す断面図である。
【図6】(A)は未使用時のプロセスカートリッジに関し、感光体ドラムに対する帯電ローラの状態を示した全体図、(B)(C)(D)は帯電ローラ離間時の帯電ローラの状態移行を説明する模式図である。
【図7】(A)は離間保持部材による保持状態を示す図、(B)(C)は離間保持部材の保持解除に関する動作説明図である。
【図8】は第2の実施形態における未使用時のプロセスカートリッジに関して、感光体ドラム端部側での帯電ローラの状態を示した図である。
【図9】は第3の実施形態における未使用時のプロセスカートリッジに関して、感光体ドラム端部側での帯電ローラの状態を示した図である。
【図10】(A)は第4の実施形態における未使用時のプロセスカートリッジに関して、感光体ドラム端部側での帯電ローラの状態を示した図、(B)は間隔設定部を当接部とした変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお以の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
【0014】
《第1の実施形態》
(画像形成装置)
図1(B)に示すように、画像形成装置100に着脱可能な4個のプロセスカートリッジ7(7a、7b、7c、7d)は、画像形成装置100内で水平方向に対して傾斜して併設されている。各カートリッジ7には、画像形成時に回転可能な像担持体としての電子写真感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)が設けられている。ドラム1の周囲には帯電ローラ2(2a,2b,2c,2d)と、現像ローラ25(25a,25b,25c,25d)と、クリーニング部材6(6a,6b,6c,6d)等のプロセス手段が一体的に配置されている。帯電ローラ2は、ドラム1の表面を一様に帯電させ、現像ローラ25は、ドラム1に形成した潜像を現像剤(トナー)によって現像して可視像化する。クリーニング部材6は、ドラム1に形成したトナー像を中間転写ユニット手段5で中間転写した後に、ドラム1に残留したトナーを除去する。カートリッジ7の下方には画像情報に基づいてドラム1に選択的な露光を行い、ドラム1に潜像を形成するためのスキャナユニット3が設けられている。
【0015】
画像形成装置本体100Aの下部には記録媒体Sを収納したカセット17が装着される。記録媒体Sは2次転写ローラ70、定着部74を通過して画像形成装置本体100Aの上方へ搬送されるように記録媒体搬送手段が設けられる。すなわち、カセット17内の記録媒体Sを1枚ずつ分離給送する給送ローラ54、給送された記録媒体Sを搬送する搬送ローラ対76、ドラム1に形成される潜像と記録媒体Sとの同期を取るためのレジストローラ対55が設けられている。
【0016】
カートリッジ7(7a、7b、7c、7d)の上方には、各ドラム1(1a、1b、1c、1d)上に形成したトナー画像を中間転写させるための前述した中間転写ユニット5が設けられている。中間転写ユニット5は駆動ローラ56、従動ローラ57、各色のドラム1に対向する位置に1次転写ローラ58(58a、58b、58c、58d)、2次転写ローラ70に対向する位置に対向ローラ59を有する。そして、ローラ56、57、59に転写ベルト9が掛け渡されている。ベルト9はすべてのドラム1に対向し、且つ接するように循環移動(矢印A方向)する。
【0017】
画像形成に際しては、各ドラム1を回転させ、帯電ローラ2によって一様に帯電させたドラム1にスキャナユニット3から選択的な露光を行う。これによって、ドラム1に静電潜像を形成する。その潜像を現像ローラ25によって現像する。すなわち、トナーには現像ブレード35(図2(A))により所望の帯電電荷量が付与されており、潜像が形成されたドラム1と対向した現像ローラ25に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じてドラム1上にトナー像が形成される。
【0018】
そして、ベルト9の内側に当接しているとともに、ドラム1に対向した位置に並設されている1次転写ローラ58に電圧を印加することにより、各ドラム1に形成された各色現像材像を転写ベルト9上に1次転写を行う。すなわち、転写時に転写ローラ58にプラス極性のバイアスが印加されて、プラス極性の電荷がベルト9に印加される。このときに生じる電界によって、ドラム1に接触中のベルト9上にドラム1上のマイナス極性のトナー像が転写される。この画像形成と同期して、レジストローラ対55が、記録媒体Sを2次転写位置(対向ローラ59と2次転写ローラ70とが転写ベルト9を介在させて当接している位置)に搬送する。そして、2次転写ローラ70へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト上の各色現像剤像を記録媒体Sに2次転写する。これによって、記録媒体Sにカラー画像を形成する。カラー画像が形成された記録媒体Sは、画像形成装置本体100Aの上部に配置される定着部74によって加熱、加圧されて現像剤像が定着される。その後、記録媒体Sは、排出ローラ72によって排出部75に排出される。中間転写体クリーニングユニット71は、転写ベルト9に形成した現像剤像が記録媒体Sに転写された後に、転写ベルト9に残留したトナーを除去する。
【0019】
装置5に関し、中間転写ユニットを説明したが、転写材Sを感光体ドラム1の対向面に載置して転写や搬送を行う転写搬送体、及びそれに関連する筐体を具備した転写搬送ユニットを採用することも可能である。
【0020】
(プロセスカートリッジ)
次にプロセスカートリッジ7について、図2(A)、図2(B)、図3(A)を用いて説明する。図2(A)はカートリッジ7の主断面を示す。イエロー色のトナーを収納したカートリッジ7a、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ7b、シアン色のトナーを収納したカートリッジ7c、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ7dは同一構成である。カートリッジ7は、ドラムユニット26と、現像ユニット4を有する。ドラムユニット26は、ドラム1と、帯電ローラ2、及びクリーニング部材6を備え、現像ユニット4は、現像ローラ25を備える。ドラムユニット26のクリーニング枠体27には、ドラム1がドラム前軸受10、ドラム奥軸受11(図2(B))を介して回転自在に取り付けられている。そして、ドラム1の端部には、ドラムカップリング16とフランジ85(図2(B))が設けられている。ドラム1の周上には、前述した通り帯電ローラ2、クリーニング部材6が配置されている。クリーニング部材6によってドラム1表面から除去された残留トナーは除去トナー室27aに落下する。
【0021】
ドラムユニット26に駆動源である本体駆動モータ(不図示)の駆動力を伝達することにより、ドラム1を画像形成動作に応じて回転駆動させる。帯電ローラ2は、帯電ローラ軸受28を介し、クリーニング枠体27に回転可能に取り付けられており、付勢部材としての帯電ローラ加圧部材46によりドラム1に向かって加圧され、ドラム1に従動回転する。
【0022】
現像ユニット4は、ドラム1と接触して矢印B方向に回転する現像ローラ25と、現像ローラ25を支持する現像枠体31とから構成される。現像ローラ25は、現像枠体31の両側にそれぞれ取り付けられた現像前軸受12、現像奥軸受13を介して、回転自在に現像枠体31に支持される。さらに、長手方向奥側において、現像ローラ25に係合するように現像ローラカップリング33(図3(A))が取り付けられている。カップリング33は、現像ローラ25に画像形成装置本体100Aからの駆動回転力を伝達するためのカップリング部材である。現像ローラ25の周上には、現像ローラ25に接触して矢印C方向(図2(A))に回転するトナー供給ローラ34と現像ローラ25上のトナー層を規制するための現像ブレード35がそれぞれ配置されている。さらに現像枠体31のトナー収容部31aには、収容されたトナーを撹拌するとともに開口33gを介して供給ローラ34へトナーを搬送するためのトナー搬送部材36が設けられている。供給ローラ34を介し現像ローラ25に供給されたトナーは、現像ブレード35によって、現像ローラ25の外周に塗布される。現像ブレード35は、トナーを規制して所定のトナー薄層を形成し、トナーに所望の帯電電荷量を付与する。そして、潜像が形成されたドラム1と対向した現像ローラ40に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じてドラム1上にトナー像を形成する。
【0023】
ユニット4の両端に設けられた現像前軸受12、現像奥軸受13(図3(A))の吊り穴12a、13aと、ユニット26のクリーニング枠体27の両端に設けられた支持穴とが合わせられ、ユニット26の両端からピン14、15(図2(A))が差し込まれている。そして、ユニット4は、ピン14,15を中心に回動可能で、現像ローラ25がドラム1に接触するように加圧バネ38によって常に付勢されている。現像ローラ25をドラム1から離間する場合には、力受け部31bに加圧バネ38の付勢力に抗する力を作用させる。このように、現像ユニット4は、ドラムユニット26に対して回転自在に取り付けられている。図2(B)はカートリッジ7の外観斜視図を示し、クリーニング枠体27にはドラム1を回転自在に支持するドラム前軸受10、ドラム奥軸受11が設けられている。ドラム奥軸受11はドラム1に結合されたドラムカップリング16を支持し、ドラム前軸受10はドラム1に結合されたフランジ85を支持する。ドラムカップリング16は、ドラム1に画像形成装置本体100Aからの駆動回転力を伝達するための部材である。
【0024】
図3(A)は現像ユニット4の外観斜視図を示し、現像枠体31に既述した加圧バネ38が設けられる。加圧バネ38は、他端側で現像枠体31に対向するクリーニング枠体27に当接する。現像前軸受12には引張りバネ39が設けられ、他端側がクリーニング枠体27に設けられたドラム前軸受10(図2(B))に取り付けられる。加圧バネ38、引張りバネ39により、現像前軸受12、現像奥軸受13の穴12a、13aが回動中心となり、現像ローラ25がドラム1に当接するための加圧力が生じている。すなわち、現像ユニット4がドラムユニット26に押圧される構成となっている。
【0025】
ここで、図1(B)、図2(A)を用い、プロセスカートリッジ7における静電潜像の現像に至る一連の動作を時系列的に説明する。画像情報が画像形成装置100に送られると、本体駆動モータ(不図示)が回転を開始し、ドラム1、現像ローラ25、トナー供給ローラ34、トナー搬送部材36に駆動回転力が伝達される。そして帯電ローラ2に画像形成装置本体100Aから帯電バイアス電圧が印加され、ドラム1の表面を一様に帯電させる。そして画像情報に応じ、スキャナユニット3から露光が行われ潜像画像がドラム1上に形成される。そしてトナー収容部31a内のトナーは、トナー搬送部材36の回転によって、トナー供給開口31gを通り、トナー供給ローラ34へ送り込まれる。そしてトナー供給ローラ34が回転して、回転する現像ローラ25の外周にトナーを供給する。供給されたトナーは現像ブレード35により現像ローラ25の外周に摩擦帯電される。そして現像ローラ25に画像形成装置100Aから現像バイアス電圧を印加する。これにより、ドラム1に形成された静電潜像を現像する。
【0026】
(プロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着構成)
本実施形態のプロセスカートリッジ7を、画像形成装置本体内のプロセスカートリッジ装着部へ、取り外し可能に装着する装着構成について図3(B)を用いて説明する。図3(B)は、カートリッジ7の画像形成装置本体100Aへの装着前の状態を説明する斜視図である。カートリッジ7の画像形成装置本体100Aへの装着については、ドラム1の軸線方向と平行な方向である矢印E方向にカートリッジ7を挿入する構成となっている。ここで、カートリッジの装着方向上流側を手前側、下流側を奥側と定義する。画像形成装置本体100Aの手前側には開閉可能な前カバー73が設けられている。前カバー73を開くと水平方向に対して傾斜して並設した4個のカートリッジ7(7a〜7d)の装着部22(22a〜22d)が露出する。各装着部22の上側と下側には、画像形成装置本体100Aの手前側から奥側に延びている第一本体側ガイドである装着上ガイド80(80a〜80d)と、第二本体側ガイドである装着下ガイド81(81a〜81d)がそれぞれ設けられている。カートリッジ7のドラム奥軸受11に設けられた上ガイド部11cは、画像形成装置本体100Aの装着上ガイド80に係合される。同様に、ドラムユニット26に設けられた下ガイド部27bは、画像形成装置本体100Aの装着下ガイド81に係合される。上ガイド部11cはカートリッジ7の先端側の上方に配置され、下ガイド部27bはカートリッジ7の手前側から奥側へ向かって、カートリッジ7の底面に配置されている。
【0027】
図4(a)はカートリッジ7の画像形成装置本体100A内への装着前の状態を示す図である。図4(A)において、カートリッジ7は画像形成装置本体100Aの前側板82に設けられた装着部22より矢印E方向に装着される。即ち、カートリッジ7のドラム奥軸受11に設けられた上ガイド部11bが画像形成装置本体100Aに設けられた装着上ガイド80に挿入される。またクリーニング枠体27に一体に設けられた下ガイド部27bが、画像形成装置本体100Aに設けられた装着下ガイド81に乗せられた状態でガイドされながら装着される。
【0028】
図4(B)は、カートリッジ7が画像形成装置本体100Aに装着が完了する途中の状態を示す。画像形成装置本体100Aに設けられた装着下ガイド81には、装着方向下流側に上方に傾斜した傾斜部81eが設けられる。またクリーニング枠体27には、装着方向上流側端部に下方に傾斜した傾斜部27cが設けられる。カートリッジ7が画像形成装置本体100Aに装着される際には、クリーニング枠体27の下ガイド部27bが傾斜部81eに乗り上がり、更に傾斜部27cが装着下ガイド81に乗り上がる。これによりカートリッジ7は中間転写ユニット5に近づく方向(上方向)に移動する。
【0029】
図4(c)はカートリッジが画像形成装置本体100Aに装着された状態を示す。カートリッジ7が中間転写ユニット5に近づく方向(不図示、図中上方向)に移動した状態で更にカートリッジ7の装着を続けるとクリーニング枠体27に一体に設けられた突き当て部27dが、画像形成装置本体100Aの後側板83に当接する。それによって、カートリッジ7の画像形成装置100への装着が完了する。
【0030】
この状態においてドラム奥軸受11の被押圧部11aが奥側板83に設けられた奥押圧部材91と当接し、加圧バネ92により上方に押し上げられる。そして、ドラム奥軸受11の上部に設けられたカートリッジ位置決め部11bが奥側板83の本体位置決め部である突き当て部83aに当接し、カートリッジ7の奥側の画像形成装置本体100Aに対する位置が決まる。
【0031】
またドラム前軸受10の被引張り部10aが前側板82に設けられた引張り部材93と係合する。前側板82に設けられた引張りバネ94により、引張り部材93が上方に持ち上げられ、これにより、被引張り部10aも上方に持ち上げられる。そして、ドラム前軸受10のカートリッジ位置決め部である位置決め部10bが本体前側板82の本体位置決め部である突き当て部82aに当接し、カートリッジ7の手前側の画像形成装置本体100Aに対して位置決めされる。
【0032】
(プロセスカートリッジにおける感光体ドラムと帯電ローラの離間機構)
ここで、本発明の特徴的な構成である感光体ドラム1と帯電ローラ2の離間機構について説明する。図5(A)は帯電ローラ2の支持方法を示す分解斜視図である。ドラム1に並行に配列されて弾性部材2fがドラム1に接触してドラム1を帯電させる帯電ローラ2は、軸部と前記軸部の周りにローラ状に形成される。芯金2eのまわりに弾性部材2fを成形して構成されており、奥側に配置された第1芯金部である奥芯金2e1、手前側に配置された第2芯金部である手前芯金2e2が帯電ローラ軸受部28a、28b(図6(A))に回動自在に支持されている。即ち、導電性のローラ状の弾性部材2fの外側で長手方向一端側に第1軸受部28aが、また弾性部材2fの外側で長手方向他端側に第2軸受部28bが設けられる。画像形成時には、弾性部材2fがドラム1と当接しドラム1を帯電する。
【0033】
帯電ローラ軸受28(28a、28b)はクリーニング枠体27に設けられたガイド部27eにスライド可能に支持されている。すなわち、帯電ローラ2は回動自在であるとともに、帯電ローラ軸受28と共に矢印G方向(帯電ローラ2の長手方向に垂直方向)に変移可能な状態にある。図5(B)は、画像形成時の帯電ローラ2近傍の断面を示した図である。クリーニング枠体27の座面27hと帯電ローラ軸受28の座面28hとの間に帯電ローラ加圧部材46が設けられている。そのため、帯電ローラ2は帯電ローラ軸受28a、28bを介して帯電ローラ加圧部材46a、46b(図6(A))によってドラム1に押圧されている。帯電ローラ軸受28は前述したようにガイド部27eに対してスライド可能だが、ガイド部27eの帯電ローラ加圧部材46側には傾斜面27fが設けられ、ガイド部27eのドラム1側には突起27gが設けられている。それにより、帯電ローラ軸受28の移動量が一定量に規制されている。
【0034】
図6(A)は画像形成がされていない時のプロセスカートリッジ7におけるドラムユニット26と帯電ローラ2の状態を示した図である。ドラム1は、長手方向奥側のドラムカップリング16、手前側のフランジ85に結合されている。ドラムカップリング16、フランジ85はそれぞれドラム奥軸受11、ドラム前軸受10に回動可能に支持されている。長手方向奥側において、帯電ローラ2の奥芯金部2e1(弾性部材2fの長手方向奥側の端面から外側に突出している軸部)とドラム1表面との間に、帯電ローラ加圧部材46a、46bの付勢力に抗して離間保持部材40を挟みこむ。即ち、帯電ローラ2をドラム1から離す方向に移動させるように離間保持部材40が挿入される。すると、図7(A)で詳述するが、奥芯金部2e1は離間保持部材40の先端部Sの形状による作用で瞬時に図6(B)(C)(D)と変化し、ドラム1から離間する方向(矢印H方向)へ変位された状態となる。図6(B)(C)(D)は、奥芯金部2e1を矢印H方向へ変位させたときの第2芯金部である手前芯金部2e2の動きを模式的に示した説明図である。画像形成終了状態では、帯電ローラ2の弾性部材2fからなる弾性領域がドラム1と画像領域内で当接しているが、この状態からスタートし、図6(B)(C)(D)の順に状態が移行する。即ち、図6(B)に示すように、帯電ローラ2の弾性部材2fの手前側端面とドラム1との当接した点を当接点Qとすると、他端側軸部としての奥芯金部2e1を矢印H方向へ変位させることで、帯電ローラ2は当接点Qを支点に傾斜する。その際、手前芯金部2e2の先端は矢印I方向へ変位する。その結果、奥芯金部2e1の変位量を大きくしていくと、図6(C)に示すように、当接部としての手前芯金部2e2(弾性部材2fの一端側の端面から外側に突出している一端側軸部)の先端部が、当接部を受ける被当接部としてのフランジ85に当接する。ここで、フランジ85と手前芯金部2e2の当接した点を当接点Pとする。また、奥芯金部2e1に関して画像形成時に帯電ローラ2がドラム1に当接していた状態を基準にして、手前心金部2e2とフランジ85の当接開始点における状態に至る変位量を第1変位量Rとする。
【0035】
奥芯金部2e1を第1変位量Rより大きく変位させると、図6(D)に示すように、帯電ローラ2はドラム1に対して当接点Pを支点に傾斜し、画像形成がされないときに弾性部材2fの全域をドラム1から離間した状態へ移行する。この状態を保持するよう、奥芯金部2e1にドラム1から離れる方向の力を作用させる。図7(A)に示すように、離間保持部材40は先端部Sを過ぎると厚さAが一定なフラット部Tを形成し、このフラット部Tが離間保持を行うスペース部材として機能する。
【0036】
図1(A)は、ドラム1に対して当接点Pを支点に傾斜した帯電ローラ2の両端部近傍を示した図である。Wは画像領域を示す。手前芯金2e2は、長手方向で第2軸受部28bよりも突出した長さとなっている。前述したように、奥芯金部2e1を矢印H方向へある一定量(第1離間量R)以上に変位させることで、帯電ローラ2はドラム1に対して当接点Pを支点に傾斜する。このとき、帯電ローラ2の弾性部材2fは、全長域がドラム1表面から離間した状態となる。すなわち、奥芯金部2e1を第一離間量R以上に変位させた状態で保持することで、弾性部材2fはドラム1に対して全域離間された状態で保持される。その為、未使用時にドラム1に対して弾性部材2fが押圧された状態で放置されることが無くなり、弾性部材2fが変形しない。
【0037】
図7(A)はカートリッジ7が画像形成装置本体100Aに装着された状態の離間保持部材40近傍の断面を示す図である。離間保持部材40は、先端部Sにおいて厚さAが順次微増する形状(本実施形態では湾曲した形状)となっており、先端部Sは離間移行機能を有する離間移行部となっている。即ち、先端部Sにより、図6(B)(C)(D)に示した離間状態移行がなされる。部材40の先端部Sは断面が湾曲した形状に限られず、直線的に傾斜した形状であっても良い。
【0038】
部材40の先端部Sの後方のフラット部T(厚さAが一定で第1離間量Rより大きい)は、離間保持機能を有する離間保持部となっている。フラット部Tの後方に保持部40aと連結部40bが接続されており、連結部40bは現像ユニット4に設けられている離間部材巻取りギアG1(図7(C))に連結されている。ここで、ギアG1は駆動ギアG2により回転し、同軸の巻取り軸Mに連結部40bが巻き取られる構成となっている。その為、カートリッジ7が画像形成装置100Aに装着された後、画像形成装置本体100から入力される駆動によりギアG1と接続するギアG2が回転することで連結部40bが巻き取られる。その結果、図7(B)に示すように、連結部40bが矢印K方向に引っ張られる。それに伴って、保持部40aも帯電ローラ2とドラム1の間から引き抜かれて退避する。それにより、帯電ローラ2は帯電ローラ加圧部材46に付勢されることにより、ドラム1に押圧された状態となる。即ち、離間保持部材40による離間が解除された状態においては、当接部としての手前芯金部2e2が被当接部としてのフランジ85から離れて帯電ローラ2がドラム1に対して並行となり弾性部材2fの全長域がドラム1に接触する。
【0039】
その後、離間保持部材40は、図7(C)に示すように、現像ユニット4に設けられた収容部4eに収容され、収容部4eに設けられた面4fに当接し停止する。停止により巻取りの負荷が増加した時点で、離間保持部材40と連結部40bの接続が解除される構成となっている。その為、離間保持部材40が収容部4eの面4fに当接し、離間保持部材40が停止してからは連結部40bが巻取られることは無い。収容部4eには突起部4gが設けられる一方、離間保持部材40には突起部4gと係合する突起部40gが設けられている。離間保持部材40が弾性体からなる収容部4eに一度強制的に収容されると、離間保持部材40がドラム1や帯電ローラ2に近づく方向に移動することはない。その為、離間保持部材40が再びドラム1と帯電ローラ2の間に挿入されることや、ドラム1や帯電ローラ2に接触してそれらを傷つけることはない。
【0040】
上記説明した如く、未使用時のカートリッジ7においては、ドラム1に対して帯電ローラ2の弾性部材2fを全域離間した状態で保持することを簡便に行うことができる。従って、帯電ローラ2の弾性部材2fの材料選定を厳しく行わなくても、弾性部材2fの変形を抑えることができる。
【0041】
また、離間保持部材40を長手方向の片側に設けるだけで、帯電ローラ2の弾性部材2fの全長域を感光体ドラム1から離間させることができる。従って、より安価となる。また、プロセスカートリッジ7を画像形成装置本体100Aに装着し、画像形成装置100を動作させるだけで、帯電ローラ2の離間を解除できる。従って、ユーザの手を煩わせることがない。
【0042】
《第2の実施形態》
次に図8を用いて第2の実施形態を説明する。装置基本構成は第1の実施形態で説明したものと同一であり、同一機能を有する部材には同一符号を付す。
【0043】
図8は未使用時のカートリッジ7における感光体ドラム1に対する帯電ローラ2の状態を示した図である。長手方向奥側において、帯電ローラ2の奥芯金部2e1とドラム1表面との間に挟みこむように離間保持部材40が挿入されている。それにより、奥芯金部2e1はドラム1から離間する方向(矢印H方向)へ変位する。一方、手前芯金部2e2は矢印I方向へ変位することで、ドラム前軸受10に設けられた突起10aに当接する。ここで、突起10aと手前芯金部2e2の当接した点を当接点Pとする。この状態において、帯電ローラ2は当接点Pを支点にドラム1に対して傾斜し、帯電ローラ2の弾性部材2fの全域がドラム1表面から離間した状態で保持される。離間保持部材40を退避させれば、帯電ローラ2の弾性部材2fがドラム1に当接する状態となることは第1実施形態と同様である。
【0044】
《第3の実施形態》
次に図9を用いて第3の実施形態を説明する。第1および第2の実施形態では、帯電ローラ2をドラム1に対して傾斜させる手段として内側から離間させる力を作用させる離間保持部材40を用いたが、内側から離間させる力を作用させる替わりに、外側から離間させる力を作用させても良い。図9で、奥芯金部2e1を支持する軸受28aに帯電ローラ2の軸方向に垂直に変移可能な突起部Yを設け、帯電ローラ加圧部材46の付勢力に抗して突起部Yを押し下げ、フックZと係合させる。フックZは回転可能に設けられ、回転により突起部YがフックZの係合から解除されると、帯電ローラ加圧部材46の付勢力により帯電ローラの弾性部材の全長域がドラム1に接触する。図9で、フックZを帯電ローラ2の軸方向に垂直に変移可能とし、帯電ローラ2の弾性部材2fがドラム1に当接している状態で突起部YをフックZに係合させ、その状態のまま押し下げる構成とすれば、自動的に離間動作を行わせることができる。
【0045】
《第4の実施形態》
次に図10を用いて第4の実施形態を説明する。装置基本構成は第1の実施形態で説明したものと同一であり、同一機能を有する部材には同一符号を付す。図10は未使用時のカートリッジ7における感光体ドラム1に対する帯電ローラ2の状態を示した図である。長手方向奥側において、帯電ローラ2の奥芯金部2e1とドラム1表面との間に挟みこむように離間保持部材40が挿入されている。それにより、奥芯金部2e1はドラム1から離間する方向(矢印H方向)へ変位する。一方、手前芯金部2e2は先端部Tにおいて細くなっており、先端部Tを支持する軸受28cがドラム前軸受10に設けられた突起10aに当接する。ここで、突起10aと軸受28cの当接した点を当接点Pとする。この状態において、帯電ローラ2は当接点Pを支点にドラム1に対して傾斜し、帯電ローラ2の弾性部材2fの全域がドラム1表面から離間した状態で保持される。離間保持部材40を退避させれば、帯電ローラ2の弾性部材2fがドラム1に当接する状態となることは第1実施形態と同様である。
【0046】
以上、被当接部につき、クリーニング枠体27に設けられるものとして、ドラム1のフランジ部(画像形成時には回転)またはドラム1を回動可能に支持する軸受部(画像形成時にも固定)を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、ドラム1であって画像領域W(図1(A))の外側位置であっても良い。
【0047】
また、当接部につき、第1の実施形態乃至第3の実施形態において、図10(B)に示す感光体ドラム1と帯電ローラ2との当接幅を一定にするための間隔設定部材50、51を用いても良い。即ち、帯電ローラ2の手前芯金部2e2の先端部外周にドラム1と帯電ローラ2を所定間隔とするための間隔設定部材51を設け、部材51の図中右側端を当接点としてこれを支点に帯電ローラ2を傾斜させても良い。
【0048】
更に、帯電ローラ2の芯金2eをドラム1から離間する方向へ変位させる長手方向の位置は奥側に限定されず、手前側であっても良い。即ち、手前側に離間移行保持部材を挿入させ、奥側で奥芯金部2e1を帯電ローラの外の位置に当接させても良い。
【0049】
以上、本発明の画像形成装置において、像担持体と帯電ローラに関しプロセスカートリッジを構成する形態を説明したが、本発明はこの形態には限られない。像担持体と帯電ローラが装置本体に対して作り付けで配設されている構成であってもよい。
【0050】
また、以上、電子写真画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限らず、光を用いずに磁気あるいは電気を作用させて潜像を形成するものであっても良い。
【符号の説明】
【0051】
1・・感光体ドラム、2・・帯電ローラ、28・・帯電ローラ軸受、40・・離間保持部材、P・・当接点、W・・画像領域

【特許請求の範囲】
【請求項1】
潜像が形成される像担持体と、軸部と前記軸部の周りにローラ状に形成された弾性部材を有し、前記像担持体に並行に配列されて前記弾性部材が前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電するための帯電ローラと、を有し、画像形成装置の装置本体に対して取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジであって、
前記像担持体に対して前記帯電ローラを付勢する付勢部材と、
前記帯電ローラの前記弾性部材の一端側の端面から外側に突出している一端側軸部に設けられた当接部と、
前記当接部を受ける被当接部と、
前記帯電ローラの前記弾性部材の他端側の端面から外側に突出している他端側軸部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記像担持体から離す方向に移動させて保持する離間保持部材と、
を有し、前記離間保持部材により前記他端側軸部が前記像担持体から離間されている状態においては、前記当接部が前記被当接部に当接して前記帯電ローラが前記像担持体に対して傾斜して前記弾性部材の全長域が前記像担持体から離間した状態に保持され、前記離間保持部材による前記離間が解除された状態においては、前記当接部が前記被当接部から離れて前記帯電ローラが前記像担持体に対して並行となり前記弾性部材の全長域が前記像担持体に接触することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項2】
前記当接部は、前記一端側軸部を支持する軸受部の外側に延びた前記一端側軸部の先端部であることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項3】
前記一端側軸部の先端部外周に前記像担持体と前記帯電ローラを所定間隔とするための間隔設定部材が設けられ、前記当接部は前記間隔設定部材であることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項4】
前記被当接部は、前記像担持体のフランジ部または前記像担持体を回動可能に支持する軸受部であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項5】
プロセスカートリッジを取り外し可能に装着するプロセスカートリッジ装着部を有する画像形成装置であって、前記プロセスカートリッジが請求項1乃至4のいずれかに記載のプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。

【図10】
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【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−232434(P2011−232434A)
【公開日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−100770(P2010−100770)
【出願日】平成22年4月26日(2010.4.26)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】