(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を支持する感光体フレームを有する感光体ユニットと、
前記感光体に接触する現像ローラを支持する現像フレームと、
前記現像ローラが前記感光体に圧接するように押圧力を発生させる第１押圧部材と、
前記感光体ユニットに設けられ、前記第１押圧部材の押圧力に抗して前記第１押圧部材による押圧力よりも小さい押圧力を発生させる第２押圧部材と、を備えることを特徴とするプロセスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体ユニットに着脱可能となる現像ユニットと、感光体ユニットおよび現像ユニットを備えるプロセスユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光ドラムを有する感光体ユニットと、感光ドラムにトナーを供給する現像ローラを有する現像ユニットと、現像ローラが感光ドラムに圧接するように現像ユニットを押圧するコイルバネとを備えたプロセスユニットが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
具体的に、この技術では、感光体ユニットが上方に開口する箱状に形成されており、この箱状の感光体ユニットの一端に感光ドラムが設けられ、他端にコイルバネが設けられている。そのため、感光体ユニット内に現像ユニットを装着すると、コイルバネによって現像ローラが所定の押圧力で感光ドラムに圧接されるとともに、感光ドラムとコイルバネとの間で現像ユニットが保持されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８０９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した技術では、感光体ユニットに装着された現像ユニットに対して大きな力が加わった場合には、現像ユニットがぐらつくといった問題があった。この問題に対し、コイルバネの付勢力を強くすることで現像ユニットを感光体ユニットに強固に保持させることも考えられるが、この場合、感光ドラムに対する現像ローラの押圧力が高くなるので各ローラがスムーズに回転しなくなるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、感光ドラム（感光体）に対する現像ローラの押圧力を適正な値に保ちつつ、現像ユニットのぐらつきを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係るプロセスユニットは、感光体を支持する感光体フレームと、前記感光体に接触する現像ローラを支持する現像フレームと、前記現像ローラが前記感光体に圧接するように押圧力を発生させる第１押圧部材と、前記第１押圧部材の押圧力に抗して前記第１押圧部材による押圧力よりも小さい押圧力を発生させる第２押圧部材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る現像ユニットは、静電潜像が形成される感光体を有する感光体ユニットに着脱可能で、かつ、当該感光体ユニットに設けられる第１押圧部材によって前記感光体に向けて押圧される現像ユニットであって、前記感光体に接触して現像剤を供給する現像ローラと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像フレームと、前記第１押圧部材によって押圧される被押圧部と、前記第１押圧部材による押圧力よりも小さい押圧力で、前記第１押圧部材の押圧力に抗して前記現像ユニットを押圧する第２押圧部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第１押圧部材の押圧力を高めても、その押圧力を第２押圧部材の押圧力で相殺することができるので、感光体に対する現像ローラの押圧力を適正な値に保つことができる。また、第１押圧部材と第２押圧部材とで現像ユニット（現像フレームまたは現像ローラ）を強固に挟み込むことができるので、現像ユニットのぐらつきを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、感光体に対する現像ローラの押圧力を適正な値に保ちつつ、現像ユニットのぐらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】カラープリンタの全体構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係るプロセスカートリッジの構造の詳細を示す斜視図である。
【図３】感光ドラム、現像カートリッジおよび第１押圧部材を示す側面図である。
【図４】第２押圧部材、軸受部材および現像ローラを示す分解斜視図である。
【図５】第２押圧部材、軸受部材および現像ローラを組み付けた状態を示す斜視図である。
【図６】感光ドラム、揺動部材および現像ローラの関係を示す説明図であり、揺動部材を感光ドラムから離したときの状態を示す図（ａ）と、揺動部材と現像ローラを感光ドラムに接触させたときの状態を示す図（ｂ）である。
【図７】第２押圧部材のコイルバネの変形状態を示す斜視図であり、揺動部材を感光ドラムから離したときの状態を示す図（ａ）と、揺動部材と現像ローラを感光ドラムに接触させたときの状態を示す図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、カラープリンタ（画像形成装置）の全体構成を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。
【００１３】
以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって右側を「前側」、紙面に向かって左側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「右側」、紙面に向かって手前側を「左側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。
【００１４】
図１に示すように、カラープリンタ１は、装置本体１０内に、用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０とを備えている。
【００１５】
給紙部２０は、用紙Ｐを収容する給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙搬送装置２２とを備えている。
【００１６】
画像形成部３０は、スキャナユニット４０と、プロセスユニット５０と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とを備えている。
【００１７】
スキャナユニット４０は、装置本体１０内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えている。そして、スキャナユニット４０では、レーザビームが図の２点鎖線で示す経路を通って、プロセスユニット５０の各感光ドラム６１の表面上に高速走査にて照射される。
【００１８】
プロセスユニット５０は、装置本体１０の前面に配置されたフロントカバー１１を開放することによって形成される開口部１０Ａを通して、装置本体１０に着脱可能となっている。プロセスユニット５０は、感光体ユニットの一例としてのドロワ６０と、ドロワ６０に着脱可能に設けられる現像ユニットの一例としての４つの現像カートリッジ１００とを備えている。
【００１９】
ドロワ６０は、感光体の一例としての４つの感光ドラム６１を備える他、図示しない公知の帯電器などを備えている。
【００２０】
現像カートリッジ１００には、感光ドラム６１に接触して現像剤の一例としてのトナーを供給する現像ローラ１１０が回転可能に設けられるとともに、公知のトナー収容室、供給ローラなどが適宜設けられている。
【００２１】
転写ユニット７０は、給紙部２０とプロセスユニット５０の間に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、搬送ベルト７３と、４つの転写ローラ７４とを備えている。
【００２２】
駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光ドラム６１に接している。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光ドラム６１との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光ドラム６１に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。
【００２３】
定着ユニット８０は、プロセスユニット５０および転写ユニット７０の後側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。
【００２４】
このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光ドラム６１の表面が、帯電器により一様に帯電された後、スキャナユニット４０で露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、現像ローラ１１０によって現像カートリッジ１００内のトナーが感光ドラム６１上の静電潜像に供給されることで、感光ドラム６１上にトナー像が担持される。
【００２５】
次に、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光ドラム６１と各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光ドラム６１上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写される。そして、用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過することで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。
【００２６】
排紙部９０は、用紙Ｐを搬送する複数の搬送ローラ９１を備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ９１によって搬送され、装置本体１０の外部に排出される。
【００２７】
＜プロセスユニット５０の構造の詳細＞
次に、プロセスユニット５０を構成するドロワ６０および現像カートリッジ１００の構造を詳細に説明する。
【００２８】
ドロワ６０は、前後に並んで配列された４つの感光ドラム６１を回転可能に支持する感光体フレーム６２と、現像カートリッジ１００を感光ドラム６１に向けて付勢する第１押圧部材６３とを備えている。
【００２９】
感光体フレーム６２は、上下に開口した矩形の筒状に形成されており、その左右側壁の下部で各感光ドラム６１を支持している。また、感光体フレーム６２の前壁には、前方に向けて突出する取手部６２Ａが設けられている。これにより、ユーザが取手部６２Ａを掴んで、ドロワ６０を前方に引き出すことが可能となっている。
【００３０】
図２および図３に示すように、第１押圧部材６３は、現像ローラ１１０が感光ドラム６１に圧接するように現像カートリッジ１００を後斜め下方に押圧する部材であり、現像カートリッジ１００の前斜め上側の角部付近の左右両側（現像ローラ１１０の軸方向における両端側、詳しくは軸方向における中央に対して対称となる位置）に１つずつ設けられている。これにより、現像カートリッジ１００を左右においてバランスよく押圧することができるので、現像ローラ１１０の感光ドラム６１に対する押圧力を左右方向で均一化することが可能となっている。
【００３１】
そして、左右一対の第１押圧部材６３は、前後に配列される各現像カートリッジ１００に対応してそれぞれ一対ずつ設けられている。なお、各一対の第１押圧部材６３は、すべて同じ構造で構成されるので、以下の説明では、１つの現像カートリッジ１００に対応した一対の第１押圧部材６３について説明する。また、一対の第１押圧部材６３は、左右対称な構造となるため、以下の説明では、左右の一方のみを説明し、他方の説明は省略することとする。
【００３２】
第１押圧部材６３は、感光体フレーム６２に揺動可能に支持されるロック部材６３１と、ロック部材６３１を感光ドラム６１（現像カートリッジ１００）に向けて付勢するトーションバネ６３２とを備えている。そして、トーションバネ６３２で付勢されたロック部材６３１が、現像カートリッジ１００の現像フレーム１２０に形成された被押圧部の一例としての係合突起１２１を押圧することで、現像カートリッジ１００が感光ドラム６１に向けて押圧されるようになっている。
【００３３】
これに対し、現像カートリッジ１００の感光ドラム６１側の端部には、感光ドラム６１に接触し、第１押圧部材６３による押圧力よりも小さい押圧力で、第１押圧部材６３の押圧力に抗して現像カートリッジ１００を押圧する第２押圧部材２００が設けられている。これにより、第１押圧部材６３の押圧力を高めても、その高めた分の押圧力を第２押圧部材２００の押圧力で相殺することができるので、感光ドラム６１に対する現像ローラ１１０の押圧力を適正な値に保つことが可能となっている。また、第１押圧部材６３と第２押圧部材２００とで現像カートリッジ１００を強固に挟み込むことができるので、現像カートリッジ１００をドロワ６０に強固に保持させることが可能となっている。
左右両側に配置されている第１押圧部材６３および第２押圧部材２００の押圧力は、現像カートリッジ１００の重心の位置によって調整され、左右で変えてもよい。
【００３４】
なお、図示は省略するが、感光体フレーム６２の左右両側壁には、現像カートリッジ１００を、図３の位置（感光ドラム６１と第１押圧部材６３との間）まで案内するとともに、図３の姿勢で保持する公知のガイド溝やガイドリブなどが形成されている。そして、ガイド溝等で保持された現像カートリッジ１００は、第１押圧部材６３と感光ドラム６１（第２押圧部材２００）との間で挟み込まれることで、感光体フレーム６２に強固に保持されるようになっている。
【００３５】
そして、第２押圧部材２００は、現像ローラ１１０の左右両端部（軸方向における両端部、詳しくは軸方向の中央に対して対称となる位置）に１つずつ設けられている。これにより、感光ドラム６１に対する現像ローラ１１０の押圧力を軸方向においてバランスよく適正化することが可能となっている。
【００３６】
そして、左右一対の第２押圧部材２００は、各現像カートリッジ１００にそれぞれ一対ずつ設けられている。なお、各一対の第２押圧部材２００は、すべて同じ構造で構成されるので、以下の説明では、１つの現像カートリッジ１００に設けられた一対の第２押圧部材２００について説明する。また、左右一対の第２押圧部材２００は、左右対称な構造となるため、以下の説明では、左右の一方のみを説明し、他方の説明は省略することとする。
【００３７】
第２押圧部材２００は、図４および図５に示すように、接触部材の一例としての揺動部材２１０と、付勢部材の一例としてのコイルバネ２２０とを備えている。
【００３８】
揺動部材２１０は、下方に向かうにつれて広がる略扇形状に形成された本体部２３０と、感光ドラム６１の外周面に接触する接触部２４０とを有している。
【００３９】
本体部２３０には、その上部に円状の係合孔２３１が形成されるとともに、その下部に円弧状に延びる長孔２３２が形成されている。係合孔２３１には、後述する軸受部材３００に設けられた回動軸３１０が入り込んで係合するようになっており、これにより、本体部２３０が回動軸３１０を中心にして揺動可能となっている。
【００４０】
詳しくは、本体部２３０は、その下端部が第１押圧部材６３の押圧方向に揺動可能（移動可能）となるように、回動軸３１０に回動可能に支持されている。言い換えると、本体部２３０は、軸受部材３００を介して間接的に現像フレーム１２０に回動可能に支持されている。
【００４１】
ここで、軸受部材３００は、現像ローラ１１０の回転軸１１１を回転可能に支持するものであり、現像フレーム１２０（図３参照）に固定されている。言い換えると、現像ローラ１１０や本体部２３０は、軸受部材３００を介して現像フレーム１２０に支持されている。
【００４２】
長孔２３２は、現像ローラ１１０の回転軸１１１が挿通される孔であり、図６（ａ）,（ｂ）に示すように、回転軸１１１の直径と略同じ幅で形成されることで、回転軸１１１に接触するようになっている。そして、この長孔２３２は、本体部２３０の揺動方向に沿って延びるように、軸受部材３００の回動軸３１０を中心とする円弧状に形成されている。これにより、揺動部材２１０が揺動する際に、長孔２３２の内面が現像ローラ１１０の回転軸１１１で常に支持されるので、揺動部材２１０を安定して揺動させることが可能となっている。
【００４３】
また、長孔２３２の接触部２４０とは反対側の端部は、長孔２３２よりも幅狭のスリット２３３によって外部に開放されるようになっている。これにより、現像ローラ１１０の回転軸１１１に対して径方向から揺動部材２１０を取り付けることが可能となり、現像ローラ１１０の組み付け後に揺動部材２１０を組み付けることができるため、組み付けが容易となる。
【００４４】
接触部２４０は、本体部２３０の感光ドラム６１側の端縁から左右方向内側に向けて突出するように形成されており、本体部２３０の揺動に伴って第１押圧部材６３の押圧方向に移動可能となっている。接触部２４０は、感光ドラム６１に押圧された状態の現像ローラ１１０の外周面形状に略合致する形状に形成されている。そのため、現像ローラ１１０および接触部２４０から感光ドラム６１に対して加わる圧力を軸方向で一定にすることができるので、感光ドラム６１をスムーズに回転させることが可能となっている。
【００４５】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、コイルバネ２２０は、揺動部材２１０の接触部２４０と軸受部材３００に形成された平面状の接地面３２０との間に、自然長の状態もしくは自然長から縮められた状態で配置されている。言い換えると、コイルバネ２２０は、その一端が揺動部材２１０に支持され、他端が軸受部材３００を介して現像フレーム１２０に支持されているので、揺動部材２１０と現像フレーム１２０との間に設けられている。なお、コイルバネ２２０は、接触部２４０および接地面３２０の一方に固定されていればよい。
【００４６】
そして、コイルバネ２２０は、現像カートリッジ１００をドロワ６０に装着する前の状態（図７（ａ）の状態）よりも、装着した状態（図７（ｂ）の状態）において接触部２４０と接地面３２０との間で縮められることで、現像カートリッジ１００を第１押圧部材６３の押圧力に抗して付勢するようになっている。ここで、図７においては、コイルバネ２２０を簡略的に図示しており、コイルバネ２２０を示す複数の線の間隔を変えることで伸縮を表現している。
【００４７】
また、コイルバネ２２０は、現像カートリッジ１００をドロワ６０から取り外した状態（ドロワ６０に組み付ける前の状態、より具体的には接触部２４０を感光ドラム６１から離した状態）においては、接触部２４０を装着時の位置よりも感光ドラム６１側に移動させた位置で保持するようになっている。これにより、図６（ａ）に示すように、現像カートリッジ１００をドロワ６０から取り外した状態においては、接触部２４０が現像ローラ１１０よりも感光ドラム６１側（径方向外側）に突出するようになっている。
【００４８】
これにより、現像カートリッジ１００をドロワ６０から取り外した状態において接触部が現像ローラと面一となる形態に比べ、接触部２４０のストロークを大きくすることができるので、コイルバネ２２０の変形量を大きくすることができ、第２押圧部材２００から発生する押圧力を安定させることが可能となっている。
【００４９】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
第１押圧部材６３の押圧力の増加分を第２押圧部材２００の押圧力で相殺することで、感光ドラム６１に対する現像ローラ１１０の押圧力を適正な値に保つことができる。また、第１押圧部材６３と第２押圧部材２００とで現像カートリッジ１００を強固に挟み込むことで、現像カートリッジ１００のぐらつきを抑えることができる。
【００５０】
第２押圧部材２００を揺動部材２１０とコイルバネ２２０とで構成したので、例えば第２押圧部材をバネだけで構成する形態に比べ、感光ドラム６１に接触する揺動部材２１０の形状を自由に決めることができる。これにより、本実施形態のように、揺動部材２１０の接触部２４０の形状を現像ローラ１１０の外周面形状と略同じ形状にすることができるので、感光ドラム６１をスムーズに回転させることができる。
【００５１】
コイルバネ２２０を揺動部材２１０と軸受部材３００との間に配置したので、コイルバネを現像ローラの回転軸に接触させる形態に比べ、現像ローラ１１０の回転軸１１１との摺接によるコイルバネ２２０の磨耗を抑えることができる。
【００５２】
現像カートリッジ１００をドロワ６０から外した状態において、接触部２４０が現像ローラ１１０よりも感光ドラム６１側に突出するので、接触部２４０のストロークを大きくすることができ、第２押圧部材２００から発生する押圧力を安定させることができる。
【００５３】
揺動部材２１０が揺動する際には、長孔２３２の内面が現像ローラ１１０の回転軸１１１で常に支持されるので、揺動部材２１０を安定して揺動させることができる。
【００５４】
揺動部材２１０（接触部材）を現像カートリッジ１００に対して回動可能に設けたので、接触部材を直線方向にスライドする構成（接触部材をガイドするガイド面が小さく、接触部材がスライド中に傾いてガイド面に引っ掛かり易い構造）に比べ、揺動部材２１０を滑らかに動作させることができる。
【００５５】
第２押圧部材２００が現像ローラ１１０の軸方向における両端部に設けられているので、感光ドラム６１に対する現像ローラ１１０の押圧力を軸方向においてバランスよく適正化することができる。
【００５６】
第１押圧部材６３は、感光体フレーム６２の左右両側（現像ローラ１１０の軸方向両側）に設けられているので、軸方向における現像ローラ１１０の押圧力の偏りを防止することができる。
【００５７】
左右対称に配置された左右一対の第１押圧部材６３および左右一対の第２押圧部材２００の４箇所で現像カートリッジ１００を押圧しているので、現像カートリッジ１００をバランス良く押圧することができる。
【００５８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、感光体ユニットの一例として複数の感光ドラム６１をまとめて支持するとともに複数の現像カートリッジ１００が着脱可能となる１つのドロワ６０を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ユニットは、１つの感光ドラムのみを有するとともに、１つの現像ユニットのみが着脱可能となる１つのドラムカートリッジであってもよい。
【００５９】
前記実施形態では、現像ユニットの一例として現像ローラ１１０とトナー収容室とを一体に備える現像カートリッジ１００を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、トナー収容室を有するトナーカートリッジと、現像ローラを有する現像器とが別々に構成される場合には、現像ユニットは現像器であってもよい。
【００６０】
前記実施形態では、感光体ユニットに対して現像ユニットを着脱可能としたが、本発明はこれに限定されず、ドライバーなどの道具を用いなければ感光体ユニットに対して現像ユニットを外せない構造に本発明を適用してもよい。
【００６１】
前記実施形態では、感光体の一例として感光ドラム６１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体であってもよい。
【００６２】
前記実施形態では、第１押圧部材や第２押圧部材を２部品で構成したが、本発明はこれに限定されず、例えばコイルバネや板バネのみで構成してもよい。また、第１押圧部材を前記実施形態とは逆に現像ユニットに設けてもよいし、第２押圧部材を前記実施形態とは逆に感光体ユニットに設けてもよい。
【００６３】
前記実施形態では、第１押圧部材を現像ローラの軸方向両端側に１つずつ設けたが、本発明はこれに限定されず、例えば軸方向中央部に１つだけ設けてもよいし、軸方向にバランスよく（軸方向中央に対して対称となるように）３つ以上設けてもよい。また、第２押圧部材の位置・数も、前記実施形態に限定されず、例えば軸方向の一端側に１つだけ設けてもよいし、軸方向の両端側に２つずつ設けてもよい。
【００６４】
前記実施形態では、接触部材の一例として揺動可能な揺動部材２１０を例示したが、本発明はこれに限定されず、接触部材は、例えば直線的に移動可能なスライド部材などであってもよい。また、前記実施形態では、接触部材を軸受部材で支持したが、本発明はこれに限定されず、例えば現像フレームで直接支持してもよい。
【００６５】
前記実施形態では、付勢部材の一例としてコイルバネ２２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばトーションバネや板バネなどであってもよい。また、前記実施形態では、付勢部材を接触部材と軸受部材（現像フレーム）との間に配置したが、本発明はこれに限定されず、例えば接触部材と現像ローラ（回転軸）との間に配置してもよい。
【００６６】
前記実施形態では、揺動部材２１０に現像ローラ１１０の軸方向に貫通する円弧状の長孔２３２を設け、この長孔２３２に現像ローラ１１０の回転軸１１１を通したが、本発明はこれに限定されず、例えば揺動部材２１０に軸方向に貫通しない円弧状（前記実施形態の長孔２３２と同形状）の溝を設け、この溝に現像ローラの回転軸の端部を係合させてもよい。この場合であっても、現像ローラの回転軸で常に溝が支持されるので、揺動部材２１０を安定して揺動させることができる。
【符号の説明】
【００６７】
５０    プロセスユニット
６０    ドロワ
６１    感光ドラム
６２    感光体フレーム
６３    第１押圧部材
１００  現像カートリッジ
１１０  現像ローラ
１２０  現像フレーム
２００  第２押圧部材
【図１】
0005565484.tif 000002
【図２】
0005565484.tif 000003
【図３】
0005565484.tif 000004
【図４】
0005565484.tif 000005
【図５】
0005565484.tif 000006
【図６】
0005565484.tif 000007
【図７】
0005565484.tif 000008