JP2022066812A - 感光体ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】感光体と帯電ローラを自動的に接触および離間させる機構を有する画像形成装置において、帯電ローラの回転負荷トルクの増加を抑制する。【解決手段】感光ドラム１２と、帯電ローラ１３と、帯電ローラを感光ドラムに向かう方向に付勢する付勢手段１６３と、画像形成装置本体から入力された駆動力により回転する回転部材１２１と、帯電ローラの回転軸に回転可能に保持された離間保持部材１７であって、回転部材に係合して回転部材から駆動力を受ける係合部１７１を有し、係合部が回転部材に係合した状態で感光ドラムと帯電ローラとを離間させた離間状態を保持する離間位置と、感光ドラムと帯電ローラとの離間状態を解除して感光ドラムと帯電ローラとを接触させる解除位置との間で回動可能な離間保持部材と、帯電ローラと離間保持部材の嵌合部を覆い、帯電ローラと一体に回転する蓋部材１８と、を備える感光体ユニット。【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置に装着可能な感光体ユニットに関する。

電子写真方式の画像形成装置は、ある程度の期間ごとにメンテナンスを行うことが必要であるが、このメンテナンスを容易にするために、感光体及びその他の画像形成に係る部品を一体にした感光体ユニットを交換する方式を採用したものが知られている。また、このような方式を採用する画像形成装置においては、弾性層を有する帯電ローラをバネ等による付勢力によって感光体に接触させ、感光体を帯電させる接触帯電方式が多く採用されている。

ここで、接触帯電方式において、帯電ローラと感光体とを長期間接触させたまま感光体ユニットを放置しておくと、帯電ローラにおける感光体に接触していた部分が変形し、画像形成を行った際に画像不良を生じる場合があった。

このような画像不良を抑制するために、感光体と帯電ローラとの間にスペーサを挟み込んで感光体と帯電ローラが接触しない状態で感光体ユニットを出荷し、スペーサを取り外してから画像形成装置本体に感光体ユニットを装着する構成が知られている。しかし、このような構成では、感光体ユニットを画像形成装置本体に装着するときにユーザーがスペーサを取り外す手間がかかってしまうという問題があった。

そこで、特許文献１には、取り外し式のスペーサを用いることなく感光体と帯電ローラを離間させ、感光体ユニットを画像形成装置本体に装着するときに、感光体が回転することで離間されていた帯電ローラが感光体に当接するようにした構成が開示されている。具体的には、帯電ローラの回転軸に嵌められた離間保持部材の先端に設けられた扇状の係合部が、感光体と同軸に設けられた感光体ギアと係合した状態で、感光体と帯電ローラとを離間させるように構成されている。そして、感光体を回転させることによって離間保持部材が回転して感光体ギアと離間保持部材の係合が外れ、これにより感光体と帯電ローラが当接する。そのため、ユーザーがスペーサを取り外すといった面倒な操作を行うことなく、自動で感光体と帯電ローラの離間状態が解除される。また、特許文献１には、任意のタイミングにおいて、感光体と帯電ローラの接触を退避させる構成も開示されている。

特許文献２には、感光体と帯電ローラの接触、退避を行う離間保持部材が設けられた構成が開示されている。離間保持部材は、帯電ローラの加圧方向と並行に配置され、帯電ローラは、非画像形成時等の感光体の回転停止時において、加圧方向と逆方向に押されている。そのため、感光体に対して離間状態となっている。
画像形成時等に感光体が通常回転方向に回転駆動されると、感光体のギア部と離間保持部材先端の突起部の噛み合いにより、離間保持部材は帯電ローラの軸を中心として連れ回り方向に回転する。すると、帯電ローラ軸を支えていた離間保持部材の影響がなくなり、帯電ローラは、加圧バネによって感光体に対して加圧当接される。
また、画像形成終了時等の感光体の回転停止時には、感光体が通常回転方向とは逆方向に回転され、感光体のギア部と、離間保持部材先端の突起部との噛み合いにより離間保持部材が通常動作時とは逆方向に回転される。これにより、帯電ローラと感光体とが離間状態に戻される。

特開平１１－９５５３２号公報 特開２００２－３１１６９０号公報

画像形成装置の更なる省スペース化や低コスト化の観点から、帯電ローラの小径化が求められている。感光体と帯電ローラの摩擦力により帯電ローラを回転させる接触帯電方式では、帯電ローラを小径化すると感光体と帯電ローラの摩擦力が小さくなり、帯電ローラが感光体に対して相対的に停止するスリップが発生するリスクが高くなる。帯電ローラのスリップが発生すると、感光体が一様に帯電されずに画像不良が発生する。そのため、帯電ローラの回転負荷を小さくすることが帯電ローラの小径化のために必要である。

しかしながら、従来技術のように、帯電ローラの回転軸上に離間保持部材が支持される構成においては、離間保持部材が帯電ローラの回転負荷トルクとなり得る。正常な状態においては、帯電ローラと離間保持部材は嵌合支持であるため、大きな負荷とはならない。しかし、離間保持部材と帯電ローラ軸の嵌合部が露出しているため、飛散トナー等の外乱物質が摺動部に侵入する恐れがある。離間保持部材と帯電ローラの摺動部にトナーが侵入すると、摺動部の負荷が増加して帯電ローラの回転負荷トルクが増加してしまう。そのため、帯電ローラを小径化すると、帯電ローラのスリップが発生する可能性がある。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、感光体と帯電ローラを自動的に接触および離間させる機構を有する画像形成装置において、帯電ローラの回転負荷トルクの増加を抑制することである。

本発明に係わる感光体ユニットは、画像形成装置本体に着脱可能な感光体ユニットであって、フレームと、前記フレームに対して回転可能に支持された感光ドラムと、弾性層を有し、前記フレームに回転可能に支持されるとともに、前記感光ドラムに接触して前記感光ドラムを帯電させるための帯電ローラと、前記帯電ローラを前記感光ドラムに向かう方向に付勢する付勢手段と、前記画像形成装置本体から入力された駆動力により回転する回転部材と、前記帯電ローラの回転軸に回転可能に保持された離間保持部材であって、前記回転部材に係合して前記回転部材から駆動力を受ける係合部を有し、前記係合部が前記回転部材に係合した状態で前記感光ドラムと前記帯電ローラとを離間させた離間状態を保持する離間位置と、前記感光ドラムと前記帯電ローラとの離間状態を解除して前記感光ドラムと前記帯電ローラとを接触させる解除位置との間で回動可能な離間保持部材と、前記帯電ローラと前記離間保持部材の嵌合部を覆い、前記帯電ローラと一体に回転する蓋部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、感光体と帯電ローラを自動的に接触および離間させる機構を有する画像形成装置において、帯電ローラの回転負荷トルクの増加を抑制することが可能となる。

画像形成装置の模式的な断面図。 感光体ユニットを示した斜視図。 感光体ユニットの断面図。 離間保持状態の離間保持部材近傍の斜視図。 離間解除状態の離間保持部材近傍の斜視図。 従来技術の離間保持部材近傍の斜視図。 従来技術の離間保持部材近傍の断面図。 第１の実施形態の離間保持部材近傍の斜視図。 第１の実施形態の離間保持部材近傍の断面図。 帯電ローラ正回転時のクラッチ動作の説明図。 帯電ローラ逆回転時のクラッチ動作の説明図。 帯電ローラ逆回転時のクラッチ動作の説明図。 帯電ローラ正回転時のクラッチ動作の説明図。 第２の実施形態の離間保持部材近傍の斜視図。 第２の実施形態の離間保持部材近傍の断面図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

［第１の実施形態］
まず、画像形成装置の全体構成および動作について、図１を用いて説明する。その後、帯電ローラと感光体とを離間して保持するための離間保持機構、感光体が駆動されることに伴って離間保持を解除するための自動解除機構について詳細に説明する。

（画像形成装置の全体構成及び動作）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す模式的な断面図である。本実施形態の画像形成装置１は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置である。

本実施形態の画像形成装置１は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー像をそれぞれ形成する４つの画像形成部を備える。これらの４つの画像形成部の構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して説明する。

画像形成部は、ドラム形（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である像担持体としての感光ドラム１２（感光体）を有する。感光ドラム１２は、画像形成装置本体に備えられている図示しない駆動手段からの駆動力が伝達されて回転駆動される。画像形成部において、感光ドラム１２の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としての回転可能なローラ状の帯電部材である帯電ローラ１３が配置されている。次に、感光ドラム１２の表面を露光させる露光手段（静電潜像形成手段）としての露光装置（レーザースキャナー装置）２２が配置されている。次に、現像手段としての現像装置２０が配置されている。現像装置２０には、トナー収容容器としてのトナーボトル２１から図示しないトナー搬送路を介してトナーが供給される。次に、一次転写手段としてのローラ状の一次転写ローラ３１が配置されている。次に、感光体の清掃手段としてのドラムクリーニング装置１４が配置されている。また、画像形成部には、帯電部材の清掃手段としてのローラ状のクリーニングローラ１５（図３参照）が帯電ローラ１３に接触して配置されている。本実施形態では、帯電ローラ１３は、感光ドラム１２の表面に例えばバネなどの付勢手段によって所定の押圧力で接触させられており、感光ドラム１２の回転に伴って従動回転する。

また、本実施形態では、清掃ローラ１５は、帯電ローラ１３の表面に例えばバネなどの付勢手段によって所定の押圧力で接触させられており、帯電ローラ１３の回転に伴って従動回転する。

また、画像形成装置１は、各画像形成部の各感光ドラム１２と接触するように、中間転写体としての無端状のベルト体で形成された中間転写ベルト３０を有する。中間転写ベルト３０は、複数の支持ローラ（張架ローラ）に所定の張力をもって掛け回されている。中間転写ベルト３０の内周面側（裏面側）において各感光ドラム１２と対向する位置に、上述の一次転写ローラ３１が配置されている。一次転写ローラ３１は、中間転写ベルト３０を介して感光ドラム１２に押圧されており、中間転写ベルト３０と感光ドラム１２とが接触する一次転写部（一次転写ニップ部）を形成している。一次転写ローラ３１は、中間転写ベルト３０の回転に伴って従動して回転する。また、中間転写ベルト３０の外周面側（裏面側）において二次転写対向ローラ３２に対向する位置に、２次転写手段としてのローラ状の二次転写ローラ３３が配置されている。二次転写ローラ３３は、中間転写ベルト３０を介して二次転写対向ローラ３２に押圧されており、中間転写ベルト３０と二次転写ローラ３３とが接触する二次転写部（二次転写ニップ部）を形成している。また、中間転写ベルト３０の外周面側においてテンションローラ３５に対向する位置に、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置４０が配置されている。中間転写ベルト３０は、ポリイミドなどの誘電体樹脂によって無端状に形成されている。

その他、画像形成装置１には、記録用紙などの記録材Ｐの給搬送ローラ５１、トナー像を記録材Ｐに定着させる定着器７０などが設けられている。

画像形成時には、回転駆動される感光ドラム１２の表面は、帯電ローラ１３によって所定の極性の所定の電位に一様に帯電される。本実施形態においては、帯電ローラ１３に対して図示しない高圧電源（帯電電源）から電圧が印加されて感光ドラム１２の表面に対する放電が発生することによって感光ドラム１２の表面が帯電される。

感光ドラム１２の表面が一様に帯電された後、画像情報の信号に基づいてレーザスキャナ２２によって感光ドラム１２の表面が走査露光され、感光ドラム１２上に静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１２上に形成された潜像は、現像器２０によって現像剤としてのトナーを用いてトナー像として現像される。本実施形態では、トナーの正規の帯電極性は負極性である。現像装置２０は、トナーを担持して感光ドラム１２との対向部（現像位置）に搬送する現像剤担持体としての現像スリーブを有している。現像スリーブは、回転駆動される。現像時に、現像スリーブには、図示しない現像電源としての高圧電源から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。

感光ドラム１２上に形成されたトナー像は、一次転写部において、一次転写ローラ３１の作用により、中間転写ベルト３０の表面に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ３１には、図示しない一次転写電源（高圧電源）から、現像時のトナーの帯電極性とは逆極性（本実施形態では正極性）の電圧である一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。フルカラー画像の形成時には、上述の動作が各画像形成部において行われ、各感光ドラム１２上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー像が、順次に重ね合わせるようにして中間転写ベルト３０上に転写される。転写後、感光ドラム１２上に残った僅かな転写残トナーは、清掃部材としてのクリーニングブレード１４によって除去され、回収部に回収される。

一方、給紙カセット５０から記録材Ｐが１枚ずつ給送され、レジストローラ対６０に搬送される。その後、レジストローラ対６０は、中間転写ベルト３０上のトナー像と同期を取って、記録材Ｐを中間転写ベルト３０と二次転写ローラ３３との間に搬送する。中間転写ベルト３０上のカラーのトナー像は、二次転写部において、二次転写ローラ３３の作用によって、記録材Ｐの表面に転写（二次転写）される。この記録材Ｐが二次転写部を通過する際に、二次転写ローラ３３には、図示しない二次転写電源（高圧電源）から、現像時のトナーの帯電極性とは逆極性の電圧である二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。転写後、中間転写ベルト３０上に残った僅かな残トナーは、クリーニングユニット４０によって除去回収され、再び、次の画像形成に備える。記録材Ｐ上に転写されたトナー像は、定着器７０によって、加熱加圧されることで定着され、排紙ローラ対８０により排紙トレイ９０上に排出される。

（帯電ローラ）
次に、本実施形態における帯電ローラ１３について図２、図４（ｂ）を用いて説明する。

本実施形態では、帯電部材としての帯電ローラ１３は、回転軸としての導電性支持体（芯金、芯材）１３ａと、導電性支持体１３ａの周囲に形成された一層以上の弾性層１３ｂと、を有するローラ状の部材である。その外周面が感光体としての感光ドラム１２に接触する。

（クリーニングローラ）
次に、本実施形態におけるクリーニングローラ１５について図２、図４（ｂ）を用いて説明する。本実施形態では、帯電清掃部材としてのクリーニングローラ１５は、回転軸としての棒状の支持部（芯金、芯材）１５ａと、支持部１５ａの周囲に形成された弾性層１５ｂと、を有し、その外周面が帯電ローラ１３に接触するローラ状の部材である。

（ドラムカートリッジ）
次に、図２～図５を用いて感光体ユニットとしてのドラムカートリッジ１０の構成について説明する。

本実施形態のドラムカートリッジ１０は、感光体としての感光ドラム１２、帯電部材としての帯電ローラ１３、帯電清掃部材としてのクリーニングローラ１５、清掃部材としてのクリーニングブレード１４を枠体（フレーム）としてのドラム容器１１で一体的に保持して構成されている。また、画像形成装置本体から長手方向に沿ってスライドさせることで画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されており、メンテナンス等のために交換可能である。

ドラム容器１１には、感光ドラム１２が軸受（図示しない）を介して回転軸線を中心に回転可能に保持されている。感光ドラム１２には画像形成装置本体に装着された状態で画像形成装置本体に設けられた図示しない駆動源としてのモータから駆動力を受け取って回転するためのカップリング１２２が設けられている（図４（ａ）参照）。

また、ドラム容器１１には、感光体１２ａの表面に画像形成時における感光ドラム１２の回転方向に対して対向する方向で当接するように設けられ、感光体１２ａの表面を清掃するための清掃部材としてのクリーニングブレード１４が固定されている（図３参照）。また、クリーニングブレード１４の近傍にはクリーニングブレード１４によって感光体の表面から除去された転写残トナーを回収する回収部１４ａが設けられている。そして、回収部１４ａに回収されたトナーを搬送してドラムカートリッジ１０（感光体ユニット）の外に搬送するための搬送部としてのトナー搬送スクリュー１８がさらに設けられている。トナー搬送スクリュー１８によってドラムカートリッジ１０外に搬送されたトナーは、画像形成装置本体に設けられた図示しない回収トナー容器に回収される。

感光ドラム１２の長手方向端部には、感光ドラム１２の回転軸線を中心として感光ドラム１２と一体で回転するように固定された回転部材としてのギア１２１が設けられている。そして、感光ドラム１２が回転した時に一体で回転するギア１２１の回転力がトナー搬送スクリュー１８に伝達されることによって、トナー搬送スクリュー１８が回転し、回収部１４ａに回収されている転写残トナーがドラムカートリッジ１０の外に搬送される。

帯電ローラ１３は、保持部としての帯電ローラ軸受１６１にその回転軸１３ａが保持されることによって回転可能に支持されている。また、帯電ローラ軸受１６１は、ドラム容器１１に対してスライド可能に支持されている。具体的には、支持されている帯電ローラ１３が感光ドラム１２の回転軸線に垂直な面における感光ドラム１２の回転軸線に向かう方向に移動できるように、帯電ローラ軸受１６１が感光ドラム１２の軸線に向かう方向にスライド可能に構成されている。さらに、ドラム容器１１と帯電ローラ軸受１６１の間には第１の付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ１６３が設けられている。この帯電ローラ加圧バネ１６３が帯電ローラ１３を感光ドラム１２の回転軸線に向かう方向（付勢方向）に付勢しているため、帯電ローラ１３は感光ドラム１２に加圧されて接触している。

帯電清掃部材としてのクリーニングローラ１５は、クリーニングローラ軸受１６２にその回転軸１５ａが支持されることによって回転可能に支持されており、クリーニングローラ軸受１６２は、帯電ローラ軸受１６１に対してスライド可能に支持されている。具体的には、クリーニングローラ１５が帯電ローラ１３の回転軸線に垂直な面における帯電ローラ１３の回転軸線に向かう方向に移動できるように、クリーニングローラ軸受１６２がスライド可能に構成されている。さらに、帯電ローラ軸受１６１とクリーニングローラ軸受１６２の間には第２の付勢手段としてのクリーニングローラ加圧バネ１６４が設けられている。このクリーニングローラ加圧バネ１６４がクリーニングローラ１５を帯電ローラ１３の回転軸線に向かう方向に付勢しているため、クリーニングローラ１５は帯電ローラ１３に加圧されて接触している。つまり、クリーニングローラ１５はクリーニングローラ加圧バネ１６４による付勢方向に移動可能に配置されている。なお、本実施形態では、第１の付勢手段である帯電ローラ加圧バネ１６３による付勢方向と第２の付勢手段であるクリーニングローラ加圧バネ１６４による付勢方向とが同じ方向となっているが、異なる方向であっても、本提案の効果に影響はない。

以上の構成によって、感光ドラム１２が画像形成装置本体に備えられている駆動源から駆動力を受けて回転すると、帯電ローラ１３は感光ドラム１２との摩擦力によって従動回転する。さらに、帯電ローラ１３が回転すると、クリーニングローラ１５は帯電ローラ１３との摩擦力によって従動回転する。さらに、トナー搬送スクリュー１８はギア１２１から駆動力（回転力）を受けて回転する。

（離間保持機構について）
図４を用いて、感光ドラム１２と帯電ローラ１３とを離間させた状態を保持する離間保持機構について説明する。

感光体ユニットとしてのドラムカートリッジ１０には、流通のための輸送時に帯電ローラ１３と感光ドラム１２との間、帯電ローラ１３とクリーニングローラ１５との間をそれぞれ離間してクリアランスを確保するための離間保持部材１７が設けられている。

離間保持部材１７は、帯電ローラ１３の回転軸１３ａの両端に、帯電ローラの回転軸１３ａを回動軸として回動可能にそれぞれ設けられている。つまり、離間保持部材１７は、帯電ローラ１３の回転軸線を中心として回動可能に帯電ローラ１３に支持されている。そのため、離間保持部材１７は帯電ローラ１３の移動に連動して移動可能となっている。なお、帯電ローラ１３の両端の構成は同等なので、本実施形態では片側のみを示した図を用いて説明する。

離間保持部材１７には、感光ドラム１２と帯電ローラ１３とを離間させるとともにクリアランスを確保するための第１の離間保持部１７４が設けられている。また、離間保持部材１７には、さらに帯電ローラ１３とクリーニングローラ１５とを離間させるとともにクリアランスを確保するための第２の離間保持部（離間部）１７５が設けられている。

感光ドラム１２と帯電ローラ１３、帯電ローラ１３とクリーニングローラ１５をそれぞれ離間させた状態である離間保持状態（離間状態）では、第１の離間保持部１７４は、帯電ローラ加圧バネ１６３の加圧力（付勢力）で帯電ローラ１３の回転軸１３ａとギア１２１の間に挟み込まれている。また、離間保持状態では、第２の離間保持部１７５は、クリーニングローラ加圧バネ１６４の加圧力（付勢力）でクリーニングローラ１５に押圧されて、帯電ローラ１３の回転軸１３ａとクリーニングローラ１５の回転軸１５ａの間に挟み込まれている。

これによって、例えばドラムカートリッジ１０の輸送時には、帯電ローラ１３の弾性層１３ｂと感光ドラム１２とを離間させ、さらに、帯電ローラ１３とクリーニングローラ１５とを離間させ、互いのクリアランスを確保している。

また、図４（ａ）に示すように、離間保持状態で第１の離間保持部１７４のギア１２１と向かい合う面には、ギア１２１のギア歯面ピッチと同じピッチでギア歯を有する第１の係合部１７１が設けられている。感光ドラム１２と帯電ローラ１３とを離間させている離間保持状態のとき、第１の係合部１７１は、ギア１２１と係合している。言い換えると、この時、離間保持部材１７は、第１の係合部１７１がギア１２１に係合した状態で感光ドラム１２と帯電ローラ１３とを離間させた状態を保持する離間位置に位置している。このような構成にすることによって、離間保持部材１７は、離間状態を保持することができる。

（離間保持の自動解除について）
次に、離間保持状態の自動解除について図２、図５を用いて説明する。

新しいドラムカートリッジ１０を画像形成装置本体に装着して画像形成装置本体を起動させたとき、画像形成装置本体によって行われる初期動作によって、感光ドラム１２に画像形成装置本体に備えられているモータから駆動力（回転力）が入力される。

図４に示す感光ドラム１２と帯電ローラ１３との間および帯電ローラ１３とクリーニングローラ１５との間が離間されている離間保持状態から、感光ドラム１２の回転が開始されると、感光ドラム１２の回転とともにギア１２１が回転する。そして、ギア１２１と係合している離間保持部材１７の第１の係合部１７１がギア１２１の回転力を受けて回動する。離間保持部材１７が回動することによって、第１の離間保持部１７４は、帯電ローラ１３の回転軸１３ａとギア１２１の間に挟み込まれている状態から解放される（離間解除位置）。また、第２の離間保持部１７５は帯電ローラ１３の回転軸１３ａとクリーニングローラ１５の回転軸１５ａの間に挟み込まれている状態から解放される。そして、図５に示す離間解除状態となる。上記により、離間保持部材１７による自動解除が完了する。

（従来構成の離間保持構成）
図６、図７を用いて、従来構成の離間保持部材について説明する。従来の離間保持部材１７Ｚは帯電ローラ１３の回転軸１３ａに回転可能に嵌合保持されている。このような構成において、離間保持部材１７Ｚと帯電ローラ１３の回転軸１３ａとの嵌合部は露出しているため、例えば飛散トナーのような外乱物質が図６および図７にＡで示した部分から侵入する恐れがある。離間状態が解除された状態においては、離間保持部材１７Ｚに対して帯電ローラ１３の回転軸１３ａが相対的に回転することとなるため、離間保持部材１７Ｚと帯電ローラ１３の回転軸１３ａの間には摩擦力が生じる。上述の飛散トナーがこの摺擦部に侵入すると、摺擦部の異常摩耗等の問題が発生し、帯電ローラ１３を回転させるための負荷トルクが増加する恐れがある。帯電ローラ１３の回転負荷トルクが感光ドラム１２と帯電ローラ１３の摩擦力を上回ると、帯電ローラ１３が感光ドラム１２に従動回転することができなくなり画像不良が発生してしまう可能性がある。

（第１の実施形態の離間保持機構）
図８～図１３を用いて、第１の実施形態の離間保持機構についてさらに詳細に説明する。図８は離間保持状態が解除された状態を示した図であり、図９は帯電ローラ１３の回転軸１３ａを通る断面図である。離間保持状態、および離間保持状態から離間解除動作については、上記の説明と重複するため省略する。

離間保持機構は、離間保持部材１７、蓋部材１８、クラッチ１９の３部品で構成される。離間保持部材１７は、帯電ローラ１３の回転軸１３ａに回転可能に保持されている。蓋部材１８は、帯電ローラ１３と一体で回転するように帯電ローラ１３の回転軸１３ａに保持されている。

本実施形態においては、帯電ローラ１３の回転軸１３ａにＤカット形状が設けられ、蓋部材１８と一体で回転するように構成されている。さらに蓋部材１８は、つば部１８１を有する。つば部１８１は離間保持部材１７の端面と対向するように設けられている。帯電ローラ１３の回転軸上の軸線方向の離間保持部材１７と蓋部材１８の間にはクラッチ１９が収容されている。クラッチ１９は、帯電ローラ１３の回転軸１３ａに回転可能に保持されるとともに、離間保持部材１７のクラッチ１９を収容する筒部内で帯電ローラの回転軸１３ａ上を回転軸方向に移動可能に設けられている。蓋部材１８のつば部１８１はクラッチ１９が収容される離間保持部材１７の筒部を覆うように帯電ローラ１３の回転軸１３ａに支持される。

離間保持部材１７、蓋部材１８、クラッチ１９の３部品からなる離間保持機構は、帯電ローラ１３が正回転する際は離間保持部材１７と帯電ローラが空転する構成となっている。また、帯電ローラ１３が逆回転する際は、帯電ローラ１３と離間保持部材１７が一体で回転する構成となっている。その仕組みについて、図１０～図１３を用いて説明する。

図１０～図１３の（ａ）で示す図は、帯電ローラ１３、蓋部材１８、クラッチ１９を示した図であり、説明の都合上、離間保持部材１７を図示していない。また、図１０～図１３の（ｂ）で示す図は、離間保持部材１７とクラッチ１９を示した図であり、帯電ローラ１３の回転軸を通る断面図である。なお、図１０～図１３の（ｂ）で示す図では、かみ合い面１９１と斜面１９２で構成されるかみ合い部分は、離間保持部材１７の回転中心軸に対して向こう側が見えている状態を示している。そのため、図１０～図１３の（ａ）で示す図におけるかみ合い面１９１と斜面１９２に対して、傾斜の向きが逆に描かれている。

図１０は、帯電ローラが正回転する定常状態を示した図である。感光ドラム１２が図８に矢印Ｂで示す順方向に回転する際は、感光ドラム１２と帯電ローラ１３の摩擦力による従動回転により帯電ローラ１３は矢印Ｃで示す方向へ回転する。このとき、蓋部材１８は帯電ローラ１３の回転軸１３ａに帯電ローラ１３と一体で回転するように支持されるため、矢印Ｃ方向へ回転する。

蓋部材１８には、クラッチ１９と接触する接触面１８２が設けられており、クラッチ１９には被押圧面１９４が設けられている。蓋部材１８が矢印Ｃの方向に回転することで、蓋部材１８の接触面１８２がクラッチ１９の被押圧面１９４を押し、クラッチ１９も矢印Ｃ方向へ回転する。クラッチ１９の蓋部材１８と逆側の端面には、かみ合い面１９１と斜面（案内面）１９２が設けられており、離間保持部材１７にも同様にかみ合い面１７２と斜面（案内面）１７３が設けられている。これら２部品のかみ合い面と斜面により第２係合部が形成されている。図１０（ｂ）で示すように、クラッチ１９のかみ合い面１９１と離間保持部材１７のかみ合い面１７２は帯電ローラ１３の長手方向で位置がずれているためかみ合わない状態となる。そのため帯電ローラ１３が矢印Ｃ方向へ正回転しているときには、クラッチ１９と離間保持部材１７は空転し、帯電ローラ１３の回転は離間保持部材１７には伝わらない。

次に帯電ローラ１３の逆回転時の動作について図１１、図１２を用いて説明する。図１１は帯電ローラ１３が正回転状態（矢印Ｃ方向への回転状態）から矢印Ｅ方向（逆回転方向）へ回転した状態を示した図である。図８に矢印Ｄで示す方向に感光ドラム１２が回転する際には、感光ドラム１２と帯電ローラ１３の摩擦力による従動回転により帯電ローラ１３は矢印Ｅで示す方向へ回転する。

このとき、蓋部材１８は帯電ローラ１３と一体で矢印Ｅ方向へ回転するため、図１１（ａ）で示すように蓋部材１８の押圧面１８２はクラッチ１９の被押圧面１９４から離れて被押圧斜面（案内面）１９３と接触する。押圧面１８２と被押圧斜面１９３の接触直後では、図１１（ｂ）で示すようにクラッチ１９の長手方向位置は図１１（ｂ）で示した帯電ローラ１３の正回転時とほぼ同じ位置となる。帯電ローラ１３が矢印Ｅ方向にさらに回転すると蓋部材１８の押圧面１８２はクラッチ１９の被押圧斜面１９３と接触しながら矢印Ｅ方向へ回転する。その結果、クラッチ１９は被押圧斜面１９３が押圧面１８２から受ける反力により図１２（ａ）に示すように帯電ローラ１３の回転軸１３ａ上を帯電ローラ１３の軸端方向に向かって移動する。すると、図１２（ｂ）に示すようにクラッチ１９と離間保持部材１７の第２係合部がかみ合う状態になる。この状態でクラッチ１９が矢印Ｅ方向へ回転すると、クラッチ１９のかみ合い面１９１と離間保持部材１７のかみ合い面１７２がかみ合うことで離間保持部材１７も矢印Ｅ方向へ回転する。

この動作により、帯電ローラ１３が矢印Ｅ方向に回転する際には、離間保持部材１７も矢印Ｅ方向に帯電ローラ１３と一体に回転する。離間保持部材１７が矢印Ｅ方向へ一定量回転すると、離間保持部材１７の第１の係合部１７１がギア１２１と接触する。離間保持部材１７の第１の係合部１７１がギア１２１とかみ合うと、感光ドラム１２と一体で回転するギア１２１から回転力を受けて第１の係合部１７１が矢印Ｅ方向へ回転する。すると、感光ドラム１２と帯電ローラ１３は離間され、離間保持状態になる。

離間保持状態から、再び感光ドラム１２を図８の矢印Ｂ方向に回転させると、前述した離間解除動作により、離間保持部材１７は矢印Ｃ方向に回転して離間解除状態になる。離間解除状態になると、感光ドラム１２と帯電ローラ１３の摩擦力による従動回転により帯電ローラ１３は矢印Ｃ方向へ回転する。帯電ローラ１３が矢印Ｃ方向へ回転すると蓋部材１８も帯電ローラ１３と一体で矢印Ｃ方向へ回転し、図１３（ａ）で示すように蓋部材１８の押圧面１８２はクラッチ１９の被押圧斜面面１９３から離れて被押圧面１９４と接触する。この時、図１３（ｂ）で示すように、クラッチ１９と離間保持部材１７との第２係合部はかみ合い状態であるが、さらに帯電ローラ１３が矢印Ｃ方向へ回転するとクラッチ１９の斜面１９２と離間保持部材１７の斜面１７３の作用により第２かみ合い部のかみ合いが解消する方向、すなわち蓋部材１８の方向へクラッチ１９が移動することになる。その結果、クラッチ１９と離間保持部材１７のかみ合いが解消され、帯電ローラ１３の矢印Ｃ方向の回転は離間保持部材１７に伝わらず、帯電ローラ１３と離間保持部材１７は空転する。

帯電ローラ１３が長期間同じ場所で感光体ドラム１２と接触し続けると、帯電ローラ１３の変形が発生し、画像不良となる懸念がある。しかし、上述の構成とすることで、ドラムカートリッジ１０の出荷時に限らず任意のタイミングで、感光ドラム１２に通常動作の回転方向（矢印Ｂ方向）と逆の回転（矢印Ｄ方向）を入力することで、感光ドラム１２と帯電ローラ１３、および帯電ローラ１３とクリーニングローラ１５を離間状態とすることが可能となり、帯電ローラ１３の変形を抑制することができる。

さらに、本実施形態の構成において、帯電ローラ１３の回転軸１３ａと離間保持部材１７の嵌合部、クラッチ１９と離間保持部材１７および帯電ローラ１３の回転軸１３ａとの嵌合部に飛散トナーのような外乱物質が侵入すると帯電ローラ１３を回転させるための負荷トルクが増加する恐れがある。しかし、本実施形態では、離間保持部材１７と帯電ローラ１３の回転軸１３ａとの嵌合部、クラッチ１９と離間保持部材１７および帯電ローラ１３の回転軸１３ａとの嵌合部は、蓋部材１８のつば部１８１により覆われる。そのため、外乱物質の侵入量を低減させることが可能になる。蓋部材１８と帯電ローラ１３の回転軸１３ａとの嵌合部に飛散トナーのような外乱物質が侵入したとしても、帯電ローラ１３と蓋部材１８は一体で回転するため、帯電ローラの回転負荷トルクには影響を与えない。

［第２の実施形態］
（第２の実施形態の離間保持機構）
図１４～図１５を用いて、第２の実施形態について説明する。図１４は離間保持状態が解除された状態を示した図であり、図１５は帯電ローラ１３の回転軸１３ａを通る断面図である。離間保持状態、および離間保持状態から離間保持状態の解除動作については、第１の実施形態の説明と重複するため説明を省略する。

離間保持部材１７Ａは、帯電ローラ１３の回転軸１３ａに回転可能に保持される。蓋部材１８Ａは、帯電ローラ１３と一体で回転するように帯電ローラ１３の回転軸１３ａに保持される。本実施形態においては、帯電ローラ１３の回転軸１３ａにＤカット形状が設けられ、蓋部材１８Ａと一体で回転するように構成されている。さらに蓋部材１８Ａは、つば部１８１Ａを有する。つば部１８１Ａは離間保持部材１７Ａの端面と対向するように設けられている。このような構成とすることで、離間保持部材１７Ａと帯電ローラ１３の回転軸１３ａとの嵌合部は蓋部材１８Ａのつば部１８１Ａにより覆われるため、例えば飛散トナーのような外乱物質が嵌合部に侵入することを抑制することが可能になる。蓋部材１８Ａと帯電ローラ１３の回転軸１３ａとの嵌合部に飛散トナーのような外乱物質が侵入したとしても、帯電ローラ１３と蓋部材１７Ａは一体で回転するため、帯電ローラの回転負荷トルクには影響を与えない。

以上説明したように、第１及び第２の実施形態によれば、蓋部材１８によって、飛散トナーのような外乱物質が離間保持部材１７と帯電ローラ１３との摺動部に侵入することを防止できる。これにより、帯電ローラ１３の回転負荷トルクの増加を抑制できる、感光ドラム１２と帯電ローラ１３の自動離間解除構成を提供することが可能となる。その結果、帯電ローラ１３の回転負荷トルクが増加することによる帯電ローラスリップの発生のリスクを減らすことが可能となる。

１０：ドラムカートリッジ、１２：感光ドラム、１３：帯電ローラ、１５：クリーニングローラ、１７：離間保持部材、１８：蓋部材、１９：クラッチ

Claims (10)

1. 画像形成装置本体に着脱可能な感光体ユニットであって、
   フレームと、
   前記フレームに対して回転可能に支持された感光ドラムと、
   弾性層を有し、前記フレームに回転可能に支持されるとともに、前記感光ドラムに接触して前記感光ドラムを帯電させるための帯電ローラと、
   前記帯電ローラを前記感光ドラムに向かう方向に付勢する付勢手段と、
   前記画像形成装置本体から入力された駆動力により回転する回転部材と、
   前記帯電ローラの回転軸に回転可能に保持された離間保持部材であって、前記回転部材に係合して前記回転部材から駆動力を受ける係合部を有し、前記係合部が前記回転部材に係合した状態で前記感光ドラムと前記帯電ローラとを離間させた離間状態を保持する離間位置と、前記感光ドラムと前記帯電ローラとの離間状態を解除して前記感光ドラムと前記帯電ローラとを接触させる解除位置との間で回動可能な離間保持部材と、
   前記帯電ローラと前記離間保持部材の嵌合部を覆い、前記帯電ローラと一体に回転する蓋部材と、
   を備えることを特徴とする感光体ユニット。
2. 前記回転部材は、前記感光ドラムと一体に回転するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の感光体ユニット。
3. 前記離間保持部材と前記蓋部材は、前記帯電ローラの回転軸上に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の感光体ユニット。
4. 前記帯電ローラの回転軸の軸線方向における前記離間保持部材と前記蓋部材の間に設けられ、前記帯電ローラの回転を前記離間保持部材に伝達する状態と伝達しない状態を切り替えるクラッチをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の感光体ユニット。
5. 前記クラッチは、前記帯電ローラが正回転する場合に、前記帯電ローラの回転を前記離間保持部材に伝達せず、前記帯電ローラが逆回転する場合に、前記帯電ローラの回転を前記離間保持部材に伝達することを特徴とする請求項４に記載の感光体ユニット。
6. 前記離間保持部材と前記クラッチは、前記帯電ローラが逆回転する場合に互いに係合するかみ合い面と、前記帯電ローラが正回転する場合に、係合を解消する方向に前記クラッチを案内する斜面とをそれぞれ備えることを特徴とする請求項５に記載の感光体ユニット。
7. 前記蓋部材は前記クラッチと接触する接触面を有し、前記クラッチは、前記帯電ローラが逆回転する場合に前記接触面と接触し、前記離間保持部材に近づく側に前記クラッチを案内する被押圧斜面を有することを特徴とする請求項５または６に記載の感光体ユニット。
8. 弾性層を有し、前記フレームに回転可能に支持されるとともに、前記帯電ローラに接触して帯電ローラを清掃するクリーニングローラをさらに備え、前記離間保持部材は、前記感光ドラムと前記帯電ローラの離間位置において、前記帯電ローラと前記クリーニングローラを離間する離間部を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の感光体ユニット。
9. 前記クリーニングローラは、前記帯電ローラに対して、前記帯電ローラの回転軸に近づく方向と離れる方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項８に記載の感光体ユニット。
10. 前記クリーニングローラは、前記帯電ローラに近づく方向に付勢されていることを特徴とする請求項９に記載の感光体ユニット。

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