JP5487954B2 - 現像カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置の装置本体に着脱可能な現像カートリッジに関する。

レーザプリンタなどの画像形成装置において、装置本体に対して現像カートリッジを着脱可能に装着したものが知られている。
現像カートリッジには、現像ローラと、現像ローラにトナーを供給するための供給ローラとが備えられている。現像ローラの軸は、現像カートリッジの筐体をなす現像フレームに回転自在に支持されている。また、供給ローラは、軸が現像フレームに回転自在に支持されて、その周面が現像ローラの周面に接している。

特開２００６−７２２８４号公報

供給ローラは、現像ローラの周面に接触した状態が確保されれば、その軸方向に精度よく位置決めされる必要はない。しかしながら、供給ローラが軸方向に大きく移動すると、供給ローラが現像カートリッジ内の他の部材に接触したり、現像ローラにおける印字領域に対応した範囲内の部分にトナーが供給されないことによる現像不良を生じたりするおそれがある。

これらの問題を回避するためには、規制部材を設けて、供給ローラの軸方向への移動を規制すればよい。しかしながら、規制部材を設けると、部品点数の増加による現像カートリッジのコストの増加を招く。
本発明の目的は、コストの増加を招くことなく、供給ローラの軸方向への移動を規制することができる、現像カートリッジを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明は、画像形成装置の本体に着脱可能な現像カートリッジであって、筐体と、前記筐体の両側壁の対向方向に延びる現像ローラ軸線を中心に回転可能に設けられる現像ローラと、前記両側壁間に配置され、前記対向方向に延びる供給ローラ軸を有し、前記現像ローラに現像剤を供給するための供給ローラと、前記供給ローラ軸を回転可能に保持し、前記供給ローラ軸の軸方向の移動を許容しつつ、前記供給ローラ軸をその径方向に位置決めする軸受部材と、前記供給ローラ軸の一端側の端面と対向して配置され、前記供給ローラ軸と電気的に接続される供給電極と、前記供給ローラ軸に相対回転不能に取り付けられ、前記筐体の前記一端側とは反対の他端側の側壁に対して外側に配置される供給ギヤと、前記筐体に取り付けられ、前記供給ギヤを覆うギヤカバーとを備え、前記供給ローラ軸は、前記供給電極および前記ギヤカバーにより、軸方向に位置決めされていることを特徴としている。

本発明によれば、現像カートリッジは、現像ローラおよび供給ローラを備えている。現像ローラは、筐体の両側壁の対向方向に延びる現像ローラ軸線を中心に回転可能に設けられている。供給ローラは、供給ローラ軸を有している。供給ローラ軸は、両側壁の対向方向に延び、軸受部材により回転可能に保持されている。また、供給ローラ軸は、その軸受部材により、軸方向の移動が許容されるとともに、径方向に位置決めされている。供給ローラ軸の一端側の端面に対向して、供給電極が設けられている。供給電極は、供給ローラ軸に電気的に接続されている。また、筐体の他端側の側壁の外側には、供給ギヤが配置されている。供給ギヤは、供給ローラ軸に相対回転不能に取り付けられている。供給ギヤは、筐体に取り付けられるギヤカバーに覆われている。

そして、供給ローラ軸は、供給電極およびギヤカバーにより、軸方向に位置決めされて、その軸方向への移動が規制されている。よって、供給ローラ軸の軸方向への移動を規制するための部材を新たに設ける必要がない。その結果、コストの増加を招くことなく、供給ローラの軸方向への移動を規制することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る現像カートリッジを備えるプリンタの側断面図である。 図２は、現像カートリッジの平面図である。 図３は、現像カートリッジの右側面図である。 図４は、図３に示す切断線IV-IVにおける現像カートリッジの断面図である。

以下では、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
１．プリンタの全体構成
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのプリンタ１は、装置本体の一例としての本体ケーシング２を備えている。
本体ケーシング２内の中央部には、プロセスカートリッジ３が設けられている。プロセスカートリッジ３は、本体ケーシング２の一方側壁に設けられたフロントカバー４を介して、本体ケーシング２に対して着脱可能に装着される。

なお、以下の説明において、本体ケーシング２におけるフロントカバー４が設けられている側を前側とし、その反対側を後側とする。また、プリンタ１を前側から見たときを左右の基準とする。また、後述する現像カートリッジ３２については、本体ケーシング２に装着された状態を前後左右の基準とする。
プロセスカートリッジ３は、ドラムカートリッジ３１と、そのドラムカートリッジ３１に着脱自在に装着される現像カートリッジ３２とを備えている。

ドラムカートリッジ３１には、感光ドラム６が回転可能に設けられている。また、ドラムカートリッジ３１には、帯電器７および転写ローラ９が設けられている。
感光ドラム６は、図１の紙面に垂直な方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。
帯電器７は、スコロトロン型帯電器であり、感光ドラム６の周面に対して間隔を空けて対向配置されている。

現像カートリッジ３２は、トナーを収容する筐体の一例としての現像筐体１０を備えている。現像筐体１０の内部には、現像室３３と現像室３３に供給するトナーが収容される現像剤収容室の一例としてのトナー収容室３４とが互いに隣接して形成されている。
現像室３３内には、現像ローラ１１および供給ローラ３７が回転可能に保持されている。

現像ローラ１１は、その周面の一部が現像筐体１０の後端部から露出している。また、供給ローラ３７は、その周面が現像ローラ１１の前側部分に接触している。そして、現像カートリッジ３２は、現像ローラ１１における現像筐体１０から露出した部分が感光ドラム６の周面と接触するようにドラムカートリッジ３１に装着されている。
トナー収容室３４内には、アジテータ２５が回転可能に保持されている。トナー収容室３４内のトナーは、アジテータ２５の回転により攪拌されつつ、現像室３３内に供給される。

転写ローラ９は、感光ドラム６の下方において、感光ドラム６の回転軸線と平行な軸線を中心に回転可能に設けられ、その周面が感光ドラム６の周面に接触するように配置されている。
本体ケーシング２内において、プロセスカートリッジ３の上方には、レーザなどを備える露光器５が配置されている。

画像形成時には、感光ドラム６が図１における時計回りに一定速度で回転される。感光ドラム６の回転に伴って、感光ドラム６の周面（表面）は、帯電器７からの放電により、一様に帯電される。一方、プリンタ１に接続されたパーソナルコンピュータ（図示せず）から受信する画像データに基づいて、露光器５からレーザビームが出射される。レーザビームは、帯電器７と現像カートリッジ３２との間を通り、一様に正帯電された感光ドラム６の周面に照射される。これにより、感光ドラム６の周面が選択的に露光され、その露光された部分から電荷が選択的に除去されて、感光ドラム６の周面に静電潜像が形成される。

感光ドラム６の回転により、静電潜像が現像ローラ１１に対向すると、現像ローラ１１から静電潜像にトナーが供給される。これによって、感光ドラム６の周面にトナー像が形成される。
本体ケーシング２の底部には、用紙Ｐを収容する給紙カセット１２が配置されている。給紙カセット１２の上方には、給紙カセット１２から用紙を送り出すためのピックアップローラ１３が設けられている。

また、本体ケーシング２内には、側面視Ｓ字状の搬送路１４が形成されている。この搬送路１４は、給紙カセット１２から感光ドラム６と転写ローラ９との間を経由して、本体ケーシング２の上面に形成された排紙トレイ１５に至る。搬送路１４上には、互いに対向配置される分離ローラ１６および分離パッド１７、１対の給紙ローラ１８、１対のレジストローラ１９ならびに１対の排紙ローラ２０が設けられている。

給紙カセット１２から送り出された用紙Ｐは、分離ローラ１６と分離パッド１７との間を通過し、その際に１枚ずつに捌かれる。その後、用紙Ｐは、給紙ローラ１８により、レジストローラ１９に向けて搬送される。そして、その用紙Ｐは、レジストローラ１９によるレジスト後に、レジストローラ１９により、感光ドラム６と転写ローラ９との間に向けて搬送される。

感光ドラム６の周面上のトナー像は、感光ドラム６の回転により、感光ドラム６と転写ローラ９との間を通過する用紙Ｐと対向したときに、転写ローラ９により電気的に引き寄せられて、用紙Ｐに転写される。
搬送路１４上には、転写ローラ９に対して用紙Ｐの搬送方向の下流側に、定着器２１が設けられている。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送路１４を搬送されて、定着器２１を通過する。定着器２１では、加熱および加圧により、トナー像が画像となって用紙Ｐに定着される。

このプリンタ１は、動作モードとして、用紙Ｐの片面に画像（トナー像）を形成する片面モードと、用紙Ｐの一方面に画像を形成した後、その用紙Ｐの一方面と反対の他方面に画像を形成する両面モードとを有している。
片面モードでは、一方面に画像が形成された用紙Ｐは、排紙ローラ２０により、排紙トレイ１５に排出される。

両面モードを実現するための構成として、本体ケーシング２内には、反転搬送路２２が形成されている。反転搬送路２２は、排紙ローラ２０の近傍から搬送路１４と給紙カセット１２との間を延び、搬送路１４における給紙ローラ１８とレジストローラ１９との間の部分に接続されている。反転搬送路２２上には、１対の第１反転搬送ローラ２３および１対の第２反転搬送ローラ２４が設けられている。

両面モードでは、用紙Ｐの一方面に画像が形成された後、その用紙Ｐは、排紙トレイ１５に排出されずに、反転搬送路２２に送り込まれる。そして、用紙Ｐは、第１反転搬送ローラ２３および第２反転搬送ローラ２４により、反転搬送路２２を搬送され、その表裏が反転されて、画像が形成されていない他方面が感光ドラム６の周面と対向する姿勢で搬送路１４に送り込まれる。そして、用紙Ｐの他方面に画像が形成されることにより、用紙Ｐの両面への画像の形成が達成される。
２．現像カートリッジ
現像カートリッジ３２の現像筐体１０は、後側が開放されたボックス形状に形成されている。

図２に示すように、現像筐体１０は、左右方向に対向する１対の側壁３６を備えている。図２，３に示すように、両側壁３６間には、上壁３８および下壁３９が架設されている。上壁３８および下壁３９は、現像筐体１０の前端部で連結されている。この連結部分には、把持部４０が設けられている。把持部４０は、現像筐体１０の前端部から前側上方に向けて延び、その前側部分が開放された断面コ字状に形成されている。

現像ローラ１１および供給ローラ３７（図１参照）は、両側壁３６間に回転可能に保持されている。
（１）現像ローラ
図２，３に示すように、現像ローラ１１は、両側壁３６の後端部間に配置されている。図４に示すように、現像ローラ１１は、左右方向に延びる円筒状の現像ローラ本体４５と、現像ローラ本体４５の中心軸線に沿って延びる現像ローラ軸４６とを備えている。

現像ローラ軸４６の両端部は、現像筐体１０の両側壁３６を貫通している。
（２）供給ローラ
図１に示すように、供給ローラ３７は、現像ローラ１１に対して前側下方の位置に配置されている。図４に示すように、供給ローラ３７は、左右方向に延びる円筒状の供給ローラ本体５５と、供給ローラ本体５５の中心軸線に沿って延びる供給ローラ軸５６とを備えている。

供給ローラ本体５５の周面は、現像ローラ本体４５の周面に対して前側下方から接触している。
供給ローラ軸５６の両端部は、現像筐体１０の両側壁３６を貫通している。
（３）軸受部材
図３，４に示すように、右側の側壁３６の外側には、軸受部材の一例としての右側軸受部材４７が設けられている。現像ローラ軸４６および供給ローラ軸５６の右端部は、右側軸受部材４７を介して、右側の側壁３６に相対回転可能に支持されている。すなわち、右側軸受部材４７は、現像ローラ軸４６の右端部および供給ローラ軸５６の右端部を一括して保持し、現像ローラ軸４６および供給ローラ軸５６をそれらの径方向に位置決めしている。

図３に示すように、右側軸受部材４７は、側面視略三角形状に形成されている。
図４に示すように、右側軸受部材４７には、現像ローラ軸４６が挿通される第１軸挿通孔６３が形成されている。第１軸挿通孔６３は、現像ローラ軸４６の外径とほぼ同じ内径を有している。現像ローラ軸４６のの先端は、右側軸受部材４７よりも外側（右側）に突出している。

また、図４に示すように、右側軸受部材４７には、供給ローラ軸５６と左右方向に対向する位置に、第２軸挿通孔６４が形成されている。第２軸挿通孔６４は、供給ローラ軸５６の外径よりも大きなサイズの略角孔として形成されている。供給ローラ軸５６の左端部は、第２軸挿通孔６４に挿通され、その先端が左側軸受部材４７よりも外側（左側）に突出している。また、第２軸挿通孔６４の内面と供給ローラ軸５６との間には、隙間が形成されている。

左側の側壁３６の外側には、左側軸受部材４９，５８が設けられている。
現像ローラ軸４６の左端部は、左側軸受部材４９を介して、左側の側壁３６に相対回転可能に支持されている。
また、供給ローラ軸５６の左端部は、左側軸受部材５８を介して、左側の側壁３６に相対回転可能に支持されている。
（４）ギヤ機構
図２，４に示すように、現像カートリッジの左端部には、ギヤカバー４２が取り付けられている。

図４に示すように、現像ローラ軸４６の左端部は、ギヤカバー４２から左方に突出しており、その突出した部分には、円筒状のカラー部材４１が取り付けられている。
現像ローラ軸４６には、ギヤカバー４２と左側の側壁３６との間において、現像ギヤ５０が相対回転不能に取り付けられている。現像ギヤ５０には、現像カートリッジ３２（プロセスカートリッジ３）が本体ケーシング２内に装着された状態で、現像ローラ１１を駆動するための駆動力が入力される。

供給ローラ軸５６の左端部は、ギヤカバー４２と左側の側壁３６との間に配置されている。また、供給ローラ軸５６には、ギヤカバー４２と左側の側壁３６との間において、供給ギヤ５９が相対回転不能に取り付けられている。具体的には、供給ギヤ５９には、挿入孔６０が形成されている。供給ローラ軸５６の左端部は、その周面の一部が切り落とされた断面Ｄ字状にＤカット加工されている。そして、そのＤ字状部分が供給ギヤ５９の挿入孔６０に挿入されることにより、供給ローラ軸５６に供給ギヤ５９が相対回転不能に取り付けられる。

供給ローラ軸５６の左端面５６Ａは、供給ギヤ５９から左方に突出しておらず、ギヤカバー４２の内側面（右側面）には、供給ギヤ５９の左端面が当接している。これにより、供給ローラ軸５６は、左方への移動が規制されている。
３．現像ローラおよび供給ローラへの給電のための構成
図３に示すように、右側の側壁３６の外側には、現像電極４８および供給電極５７が設けられている。
（１）現像電極
現像電極４８は、導電性樹脂からなる。現像電極４８は、現像接続部７０、現像突出部７１および現像連結部７２を一体的に備えている。

現像接続部７０は、円筒形状をなしている。図４に示すように、現像接続部７０の内側には、現像ローラ軸４６における右側軸受部材４７から右方に突出した部分が挿入されている。これにより、現像電極４８が現像ローラ軸４６の周面に接し、現像電極４８と現像ローラ軸４６との電気的な接続が達成される。
図３に示すように、現像突出部７１は、現像接続部７０に対して後側上方の位置において、現像接続部７０よりも左方に突出する板状に形成されている。

現像連結部７２は、略前後方向に延びる板状に形成され、現像接続部７０と現像突出部７１とを連結している。また、現像連結部７２には、ねじ孔（図示せず）が形成されている。このねじ孔を介して、ねじ７３が右側の側壁３６に螺着されることにより、現像電極４８が現像カートリッジ３２の現像筐体１０に固定される。
現像カートリッジ３２がドラムカートリッジ３１に装着されたプロセスカートリッジ３の状態で、プロセスカートリッジ３が本体ケーシング２内に装着されると、本体ケーシング２内に設けられる本体側現像電極（図示せず）が現像突出部７１に接続される。そして、本体側現像電極から現像突出部７１に現像バイアスが入力されると、現像連結部７２および現像接続部７０を介して、現像バイアスが現像ローラ軸４６に印加される。
（２）供給電極
供給電極５７は、導電性樹脂からなる。供給電極５７は、供給接続部７５、供給突出部７６および供給連結部７７を一体的に備えている。

供給接続部７５は、円筒形状に形成されている。供給接続部７５の右端部は、封止板７８により封止されている。図４に示すように、封止板７８の左側面には、その中央部に左方に向けて膨出する膨出部７９が形成されている。
供給接続部７５は、供給ローラ軸５６における右側軸受部材４７から右方に突出した部分と、右側軸受部材４７に形成された第２軸挿通孔６４との隙間に嵌合される。これにより、円筒状の供給接続部７５の内側に供給ローラ軸５６の右端部が挿入されるとともに、供給電極５７が右側軸受部材４７に固定される。また、供給ローラ軸５６の右端面５６Ｂには、封止板７８の膨出部７９が当接する。これにより、供給ローラ軸５６は、右方への移動が規制されている。

また、封止板７８の膨出部７９が供給ローラ軸５６に当接しているので、封止板７８を介して、供給電極５７と供給ローラ軸５６との電気的な接続が達成される。
図３に示すように、供給突出部７６は、供給接続部７５に対して後側上方の位置において、供給接続部７５よりも左方に突出する板状に形成されている。また、供給突出部７６は、現像電極４８の現像突出部７１に対して前方の位置に配置されている。すなわち、現像突出部７１と供給突出部７６とは、前後方向に並んで配置されている。

供給連結部７７は、後側下方から前側上方に延びる板状に形成され、供給接続部７５と供給突出部７６とを連結している。また、供給連結部７７には、ねじ孔（図示せず）が形成されている。このねじ孔を介して、ねじ８０が右側の側壁３６に螺着されることにより、供給電極５７が現像カートリッジ３２の現像筐体１０に固定される。
現像カートリッジ３２がドラムカートリッジ３１に装着されたプロセスカートリッジ３（図１参照）の状態で、プロセスカートリッジ３が本体ケーシング２内に装着されると、本体ケーシング２内に設けられる本体側供給電極（図示せず）が供給突出部７６に接続される。そして、本体側供給電極から供給突出部７６に供給バイアスが入力されると、供給連結部７７および供給接続部７５の接触部７９を介して、供給バイアスが供給ローラ軸５６に印加される。
４．作用効果
以上のように、現像カートリッジ３２は、現像ローラ１１および供給ローラ３７を備えている。現像ローラ１１は、現像筐体１０の左右方向に延びる現像ローラ軸４６を中心に回転可能に設けられている。供給ローラ３７は、供給ローラ軸５６を有している。供給ローラ軸５６は、左右方向に延び、右側軸受部材４７に回転可能に保持されている。また、供給ローラ軸５６は、その右側軸受部材４７により、左右方向の移動が許容されるとともに、径方向に位置決めされている。供給ローラ軸５６の右端面５６Ｂに対向して、供給電極５７が設けられている。供給電極５７は、供給ローラ軸５６に電気的に接続されている。また、現像筐体１０の左側の側壁３６の外側には、供給ギヤ５９が配置されている。供給ギヤ５９は、供給ローラ軸５６に相対回転不能に取り付けられている。供給ギヤ５９は、現像筐体１０に取り付けられるギヤカバー４２に覆われている。

そして、供給ローラ軸５６は、供給電極５７およびギヤカバー４２により、左右方向に位置決めされて、その左右方向への移動が規制されている。よって、供給ローラ軸５６の軸方向（左右方向）への移動を規制するための部材を新たに設ける必要がない。その結果、コストの増加を招くことなく、供給ローラ３７の軸方向への移動を規制することができる。

また、供給ギヤ５９には、供給ローラ軸５６が挿入される挿入孔６０が形成されている。供給ローラ軸５６は、供給ギヤ５９から左方に突出しないように挿入孔６０に挿入されている。これにより、供給ローラ軸５６の左側の端面（供給ギヤ５９に挿入される部分の端面）がギヤカバー４２と接触しないので、供給ローラ軸５６の端部がＤカットされていても、ギヤカバー４２が供給ローラ軸５６との接触により摩耗するのを防止することができる。

また、供給電極５７と供給ローラ軸５６との電気的な接触は、供給電極５７に形成された膨出部７９が供給ローラ軸５６の右端面５６Ｂに当接することにより達成される。膨出部７９は、供給ローラ軸５６に向かって膨出する形状をなす。したがって、膨出部７９は、供給ローラ軸５６と点で接触する。そのため、供給ローラ軸５６と供給電極５７との間で生じる摩擦を最小限にすることができるので、その摩擦により供給ローラ軸５６に生じる抵抗を低減することができる。
５．変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、上記の実施形態では、画像形成装置の一例として、モノクロのプリンタを例示したが、画像形成装置の一例として、カラープリンタが採用されてもよい。この場合、本発明は、カラープリンタに着脱可能に装着される現像カートリッジに適用することができる。

１ プリンタ
２ 本体ケーシング
１０ 現像筐体
１１ 現像ローラ
３６ 側壁
３７ 供給ローラ
４２ ギヤカバー
４７ 右側軸受部材
５６ 供給ローラ軸
５６Ａ 左端面
５６Ｂ 右端面
５７ 供給電極
５９ 供給ギヤ
６０ 挿入孔
７９ 膨出部

Claims (3)

1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能な現像カートリッジであって、
   筐体と、
   前記筐体の両側壁の対向方向に延びる現像ローラ軸線を中心に回転可能に設けられる現像ローラであって、前記対向方向に延びる現像ローラ軸を有する現像ローラと、
   前記両側壁間に配置され、前記対向方向に延びる供給ローラ軸を有し、前記現像ローラに現像剤を供給するための供給ローラと、
   前記供給ローラ軸を回転可能に保持し、前記供給ローラ軸の軸方向の移動を許容しつつ、前記供給ローラ軸をその径方向に位置決めする軸受部材と、
   前記供給ローラ軸の一端側の端面と対向して配置され、前記供給ローラ軸と電気的に接続される供給電極と、
   前記供給ローラ軸に相対回転不能に取り付けられ、前記筐体の前記一端側とは反対の他端側の側壁に対して外側に配置される供給ギヤと、
   前記現像ローラ軸に相対回転不能に取り付けられ、前記他端側の側壁に対して外側に配置される現像ギヤと、
   前記筐体に取り付けられ、前記供給ギヤおよび前記現像ギヤを覆うギヤカバーとを備え、
   前記供給電極は、
   前記供給ローラ軸と接続される供給接続部と、
   前記装置本体の電極と接触するように構成される供給突出部と、を有しており、
   前記筐体の前記一端側の側壁に固定され、
   前記供給接続部は、前記供給ローラ軸の軸方向に沿って延び、前記軸方向の一端側が封止板によって封止された円筒形状であり、
   前記供給ローラ軸の一端側の端部は、前記供給ローラ軸の一端側の端面が前記封止板と接触するように前記供給接続部内に配置され、
   前記供給ローラ軸は、前記供給ローラ軸の一端側の端面が前記封止板と接触し、かつ、前記供給ギヤの端面が前記ギヤカバーと接触することで、軸方向に位置決めされている、現像カートリッジ。
2. 前記供給ギヤには、前記供給ローラ軸が挿入される挿入孔が形成されており、
   前記供給ローラ軸は、前記供給ギヤから前記他端側に突出しないように前記挿入孔に挿入されている、請求項１に記載の現像カートリッジ。
3. 前記供給電極には、前記他端側に向かって膨出する膨出部が形成されており、
   前記膨出部が前記供給ローラ軸の前記一端側の端面に当接している、請求項１または２に記載の現像カートリッジ。

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