JP6011839B2 - 軸受、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、このような問題は、帯電ローラにおける軸部の端面に電極板を摺接させる場合に限定されることなく、種々の回転部材の軸部に摺接部材を摺接させる場合には共通して起こりうるものである。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ(タイミングローラ)、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、12は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上を帯電する帯電ローラ(帯電部)、13は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成される静電潜像を現像する現像装置、14は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成されたトナー像を記録媒体P上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、15はプロセスカートリッジ(着脱ユニット)、を示す。
まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部19の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部19に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
図2に示すように、作像部は、像担持体としての感光体ドラム11、感光体ドラム11を帯電する回転部材としての帯電ローラ12、感光体ドラム11上に形成される静電潜像を現像する現像装置13(現像部)、感光体ドラム11上の未転写トナーを回収するクリーニングブレード15a(クリーニング部)、感光体ドラム11上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置16(潤滑剤供給部)、帯電ローラ12をクリーニングするクリーニングローラ21、等の構成部材で構成されている。
そして、本実施の形態では、作像部の構成部材のうち、感光体ドラム11と帯電ローラ12とクリーニングブレード15a(クリーニング部)と潤滑剤供給装置16とクリーニングローラ21とが、プロセスカートリッジ15として一体化されていて、プロセスカートリッジ15(着脱ユニット)として装置本体1に着脱可能に構成されている。また、現像装置13は、プロセスカートリッジ15とは別のユニットとして、装置本体1に対して着脱可能に構成されている。
なお、各色の作像部(又は、プロセスカートリッジ)はほぼ同一構造であるために、図2〜図9にて作像部やプロセスカートリッジは符号のアルファベット(Y、C、M、BK)を除して図示する。
また、プロセスカートリッジ15は、概ね、図3に示すような外観をなしている。
図示は省略するが、感光体ドラム11は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層(表面層)が順次積層されている。
感光体ドラム11の導電性支持体(基層)としては、体積抵抗が1010Ωcm以下の導電性材料を用いることができる。
そして、帯電ローラ12には、装置本体1に設置された不図示の電源部から本体電極板110、電極板30(摺接部材)を介して所定の電圧(帯電バイアス)が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
なお、本実施の形態では、帯電ローラ12を感光体ドラム11に対して微小ギャップをあけて非接触で対向させているが、帯電ローラ12を感光体ドラム11に接触させることもできる。
詳しくは、図2を参照して、本実施の形態における現像装置13は、1成分現像方式の現像装置であって、現像ローラ13a(現像剤担持体)、供給ローラ13b、薄層化部材としてのドクターブレード13c、撹拌部材13d、等で構成されている。
まず、現像装置13内に供給され収容されたトナーの一部が、供給ローラ13bに担持される。供給ローラ13bに担持されたトナーは、現像ローラ13aとの圧接部で摩擦帯電された後に、現像ローラ13a上に移動して担持される。その後、現像ローラ13a上に担持されたトナーは、ドクターブレード13cの位置で、薄層化・均一化された後に、感光体ドラム11との当接位置(現像領域)に達する。そして、この位置で、現像領域に形成された電界(現像電界)によって、感光体ドラム11上に形成された潜像にトナーが吸着される。
このような球形トナーを用いる場合、従来は、クリーニングブレード15aと感光体ドラム11との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。しかし、本実施の形態では、潤滑剤供給装置16によって潤滑剤を感光体ドラム11表面に塗布して、感光体ドラム11上におけるトナー剥離性(除去性)を向上させるために、クリーニング不良の発生が抑止される。
また、本実施の形態におけるクリーニングブレード15aは、潤滑剤供給ローラ16aによって感光体ドラム11上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化ブレードとしても機能する。
このように構成された潤滑剤供給装置16によって、感光体ドラム11上に潤滑剤が供給される。そして、潤滑剤供給装置16の下流側に配設されたクリーニングブレード15aによって、感光体ドラム11上に供給された潤滑剤が薄層化される。
ブラシ毛の長さが20mmを超えると、経時における感光体ドラム11との繰り返し摺擦によって、ブラシ毛が所定方向に倒毛して、固形潤滑剤16bの掻取性や感光体ドラム11からのトナー除去性が低下してしまう。これに対して、ブラシ毛の長さが0.2mm未満であると、固形潤滑剤16bや感光体ドラム11に対する物理的な当接力が不足してしまう。したがって、ブラシ毛の長さは上述の範囲であることが好ましい。
固形潤滑剤16bの後方部には,潤滑剤供給ローラ16aと固形潤滑剤16bとの接触ムラをなくすために圧縮スプリング16cが配置されていて、保持部材16eに保持(貼着)された状態の固形潤滑剤16bを潤滑剤供給ローラ16aに向けて付勢している。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有していて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム11表面を低摩擦係化することができる。すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム11表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム11表面を覆うことができる。
このとき、潤滑剤供給ローラ16aにより塗布する粉体状の潤滑剤は微粉であるほど、クリーニングブレード15aにより感光体ドラム11上に分子膜レベルで薄膜化される。
先に説明したように、プロセスカートリッジ15は、画像形成装置本体1に対して着脱可能に設置される。詳しくは、図1の装置本体1において、不図示の本体カバーが開放された状態で、各色のプロセスカートリッジ15がそれぞれ+X方向に装着されることになる(又は、−X方向に離脱されることになる。)。
図示は省略するが、プロセスカートリッジ15は、装置本体1の案内レールに沿うように装着されて、装置本体1における位置が定められる。そして、装置本体1へのプロセスカートリッジ15の装着動作にともない、プロセスカートリッジ15に設置した摺接部材としての電極板30(図3〜図5等をも参照できる。)が、図8に示すように、画像形成装置本体1において電圧印加された本体電極板110(図7をも参照できる。)に電気的に接続されることになる。
電極板30は、ステンレス鋼等のバネ性を有する板状の金属材料に曲げ加工を施したものである。電極板30の板厚は、0.05〜0.2mm程度が好ましく、本実施の形態では0.1mmに設定されている。そして、電極板30は、プロセスカートリッジ15のサイドカバー15d(図3を参照できる。)の内壁面に沿うように保持された状態で付勢部材としての圧縮スプリング24によって内壁面に押し付けられるように固定保持される。なお、図3を参照して、サイドカバー15dは、プロセスカートリッジ15の主たる筐体として機能するケース15cの側方を覆うように設置されている。
電極板30の第1接触部30aは、所定方向(図8(B)の矢印方向である。)に弾性変形した状態で装置本体1の本体電極板110に接触する。詳しくは、図3に示すように、プロセスカートリッジ15のサイドカバー15dには、電極板30の第1接触部30aが露呈する開口部15d1が形成されている。そして、図3に示すプロセスカートリッジ15が装置本体1にて+X方向に装着されると、開口部15d1から露呈した電極板30の第1接触部30aが、装着方向奥側に設置された本体側板100の保持部100aに保持された本体電極板110(図7を参照できる。)に接触することになる。このとき、図8(A)から図8(B)に示すように、プロセスカートリッジ15の装着動作にともない、第1接触部30aが本体電極板110に接触すると、本体電極板110によって第1接触部30aが押動されて図8(B)の矢印方向に弾性変形することになる。このように、第1接触部30aが弾性変形して本体電極板110に接触することで、双方の電極30、110の導通が確実にとれるとともに、双方の電極30、110の接触が装置本体1へのプロセスカートリッジ15の装着を妨げる不具合が抑止されることになる。
また、本実施の形態では、軸受22(帯電ローラ軸受部22a)が導電性樹脂材料で形成され、圧縮スプリング24が導電性金属材料で形成されている。そのため、装置本体1に装着された状態のプロセスカートリッジ15の帯電ローラ12に、装置本体1側から本体電極板110、電極板30、圧縮スプリング24、軸受22を介して、上述した経路とは異なる経路でも、帯電バイアスが印加されることになる。これにより、仮に第2接触部30bと軸部12aとの間に接触不良が生じてしまっても、帯電ローラ12に帯電バイアスが印加されなくなる不具合を防止することができる。
なお、カップリング11aは、図3に示すサイドカバー15dの開口部(不図示である。)から外部(装置本体1の本体カップリング115の側である。)に露呈するように形成されている。カップリング11aには、回転方向に間隔をあけて配列された複数の爪部が+X方向に突出するように形成されている。
また、図示は省略するが、装置本体1の本体側板100には、モータ軸に本体側カップリング115が設置された駆動モータが固設されている。また、本体側カップリング115には、回転方向に間隔をあけて配列された複数の爪部が−X方向に突出するように形成されていて、この爪部が感光体ドラム11のカップリング11aの爪部に噛み合って駆動が伝達されることになる。
具体的に、感光層等が形成された円筒状(ドラム状)のドラム主部の一端側には、外周部に第1ハスバ歯車11bが形成されて内周部にカップリング11aが形成されたフランジが、圧入接着されている。また、ドラム主部の他端側には、外周部に第2ハスバ歯車11cが形成されたフランジが、圧入接着されている。
一方、帯電ローラ12における他端側の軸部には、感光体ドラム11の第2ハスバ歯車11cに噛合するハスバ歯車12b(帯電ローラ用ハスバ歯車)が設置されている。また、図示は省略するが、潤滑剤供給ローラ16aにおける一端側の軸部には、感光体ドラム11の第1ハスバ歯車11bに噛合するハスバ歯車(潤滑剤供給ローラ用ハスバ歯車)が設置されている。さらに、図示は省略するが、搬送スクリュ15bにおける一端側の軸部には、潤滑剤供給ローラ用ハスバ歯車に噛合するハスバ歯車(搬送スクリュ用ハスバ歯車)が設置されている。
このように帯電ローラ12は、プロセスカートリッジ15の駆動が開始されると、−X方向(図3の白矢印方向である。)にスラスト移動することになるため、+X方向側にて軸部12aに接触する電極板30(第2接触部30b)の接触圧が強くなりすぎて電極板30や軸部12aが削れてしまう不具合を軽減することができる。
なお、帯電ローラ用ハスバ歯車12bには駆動伝達によって+Z方向にも力が作用することになるが、圧縮スプリング24のスプリング力が−Z方向に充分に作用しているため、帯電ローラ12と感光体ドラム11との所望のギャップは維持されることになる。
なお、クリーニングローラ21は、軸部(芯金)上にメラミン樹脂発泡体等からなる弾性発泡層が形成されたローラ部材であって、帯電ローラ12の表面をクリーニングするためのものである。
このような構成により、帯電ローラ12が回転することによって、その軸部12aの端面に電極板30が摺接して電極板30や軸部12aから削り粉が生じてしまっても、その削り粉は、落下物として、下方に位置する感光体ドラム11上に落下・付着することなく、軸受22の受皿部22c上に落下して捕集されることになる。これにより、感光体ドラム11に金属材料の削り粉が付着して感光体ドラム11上に形成されるトナー像に異常画像が発生してしまう不具合を防止することができる。
また、図10に示すように、電極板30(第2接触部30b)が、軸部12aの端面ではなく、軸部12aの周面に摺接するように構成されている場合にも、その摺接位置の下方空間に向けて突出するように受皿部22cを形成することで、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
これに対して、現像装置13をもプロセスカートリッジ15の構成部材とすることもできる。さらに、作像部における各部11、12、13、15a、16をプロセスカートリッジの構成部材とせずに、それぞれ単体で装置本体1に着脱可能(交換可能)に設置される着脱ユニットとして構成することもできる。このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像装置13が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像装置13が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
11、11Y、11M、11C、11B 感光体ドラム(像担持体)、
12 帯電ローラ(回転部材)、
12a 軸部、
12b ハスバ歯車、
15 プロセスカートリッジ、
21 クリーニングローラ、
22 軸受、
22a 帯電ローラ軸受部、 22b クリーニングローラ軸受部、
22c 受皿部、
24 圧縮スプリング(付勢部材)、
25 コロ、
30 電極板(摺接部材)、
30a 第1接触部、
30b 第2接触部、
100 本体側板、
110 本体電極板。
Claims (6)
- 回転部材の軸部が回転可能に保持される軸受であって、
摺接部材が摺接する位置の下方の空間に向けて前記軸部の端面から突出するとともに、その位置に落下する落下物が捕集される受皿部を備えたことを特徴とする軸受。 - 前記受皿部は、その上面が粘性材料で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の軸受。
- 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
所定方向に回転する像担持体と、
前記像担持体の上方の位置に配設されるとともに、所定方向に回転して前記像担持体を帯電する帯電ローラと、
前記帯電ローラにおける一端側の軸部の端面に摺接するとともに、前記帯電ローラに所定の電圧を印加するための電極板と、
を備え、
前記回転部材は、前記帯電ローラであって、
前記摺接部材は、前記電極板であって、
請求項1又は請求項2に記載の軸受が前記帯電ローラの前記一端側の軸部に設置されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記軸受の前記受皿部は、前記帯電ローラの回転軸方向に直交する断面でみたときに、少なくとも前記軸部の下方の領域と前記像担持体に対向する領域とを覆うように形成されたことを特徴とする請求項3に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記帯電ローラは、前記像担持体に設置されたハスバ歯車に噛合するハスバ歯車が設置され、前記ハスバ歯車に作用する力によって当該帯電ローラが回転軸方向にスラスト移動する方向が前記一端側から離れる方向になるように形成されたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のプロセスカートリッジ。
- 請求項3〜請求項5のいずれかに記載のプロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に備えたことを特徴とする画像形成装置。
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