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JP2007256353A - 画像形成装置および現像カートリッジ - Google Patents

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JP2007256353A JP2006077270A JP2006077270A JP2007256353A JP 2007256353 A JP2007256353 A JP 2007256353A JP 2006077270 A JP2006077270 A JP 2006077270A JP 2006077270 A JP2006077270 A JP 2006077270A JP 2007256353 A JP2007256353 A JP 2007256353A
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雅敏 白木
Hiroshi Igarashi
宏 五十嵐
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Brother Industries Ltd
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Abstract

【課題】像担持体に対する現像剤担持体の良好な押圧状態を維持し続けることができる、現像カートリッジおよび画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像カートリッジ24の筐体36に、現像ローラ39を感光ドラム31に押圧する方向に付勢するための弾性部材91を設ける。これにより、現像カートリッジ24を新品と交換する度に、弾性部材91も新品となるので、弾性部材91の付勢力が低下した状態で使用し続けられることがなく、感光ドラム31に対する現像ローラ39の良好な押圧状態を維持し続けることができる。そのため、現像ローラ39から感光ドラム31へのトナーの供給量の不足に起因する現像不良を生じることなく、高品質な画像を形成し続けることができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置およびこれに備えられる現像カートリッジに関する。
従来より、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色に対応した像担持体が水平方向に並列に配置される、いわゆるタンデム型の画像形成装置が知られている。このタンデム型の画像形成装置では、各像担持体に各色トナー像がほぼ同時に形成され、各感光体を順次通過する用紙に、各像担持体から各色のトナー像を順次に色重ねして転写されるので、モノクロ画像形成装置とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。
タンデム型の画像形成装置として、各色の像担持体を一体的に支持する像担持体カートリッジを備え、この像担持体カートリッジを装置本体に対して着脱可能に設けるとともに、各像担持体に形成される静電潜像を現像するための現像カートリッジを像担持体カートリッジに対して着脱可能に設ける構成が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
現像カートリッジには、像担持体にトナーを供給するための現像ローラが備えられている。現像ローラから像担持体にトナーが良好に転移するように、現像ローラは、像担持体に対して適当な押圧力で接触させなければならない。そのため、装置本体には、ばねなどの弾性部材が備えられており、この弾性部材により現像カートリッジが付勢されて、現像ローラが像担持体に対して押圧されるようになっている。
特開2003−15378号公報
しかし、弾性部材の弾性は、弾性部材の劣化に伴って次第に低下する。弾性部材の弾性が低下すると、像担持体に対する現像ローラの押圧力が低下し、トナーの供給量不足に起因する現像不良を生じるおそれがある。
そこで、本発明の目的は、像担持体に対する現像剤担持体の良好な押圧状態を維持し続けることができる、現像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。
前記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、画像形成装置において、装置本体と、前記装置本体に対して着脱可能に設けられ、静電潜像が形成される像担持体を保持する像担持体ユニットと、前記像担持体ユニットに対して着脱可能に設けられ、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体を保持する現像カートリッジとを備え、前記現像カートリッジは、現像剤を収容し、前記現像剤担持体が支持される現像剤担持体支持部を一方側端部に有する筐体と、前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の側面に対して前記軸方向の外方から対向して配置され、前記現像カートリッジが前記像担持体ユニットに装着され、前記像担持体ユニットが前記装置本体に装着された状態で、外部から入力される押圧力によって、前記現像剤担持体を前記像担持体に押圧する方向に付勢するための付勢機構とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に付勢するための付勢機構が現像カートリッジに備えられているので、現像カートリッジを新品と交換する度に、付勢機構も新品となるので、付勢機構の付勢力が低下した状態で使用し続けられることがなく、像担持体に対する現像剤担持体の良好な押圧状態を維持し続けることができる。そのため、現像剤担持体から像担持体への現像剤の供給量不足に起因する現像不良を生じることなく、高品質な画像を形成し続けることができる。
また、現像剤の仕様や現像剤担持体の仕様などが変更となった場合に、その仕様に応じた付勢力を有する付勢機構を採用することにより、像担持体に対する現像剤担持体の押圧力を最適に制御して、現像剤担持体から像担持体への現像剤の良好な供給を確保することができる。これにより、像担持体に形成される静電潜像の良好な現像を達成することができ、ひいては高品質な画像を形成することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記付勢機構は、前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の側面に固定される固定部と、前記側面よりも前記軸方向の外方に突出し、外部からの押圧力が入力される突出部とを有する弾性部材を備えていることを特徴としている。
このような構成によると、現像カートリッジの筐体における現像剤担持体の軸方向の側面に、弾性部材の固定部が固定され、その側面から軸方向の外方に突出するように、弾性部材の突出部が設けられている。そのため、装置本体内における像担持体ユニットの装着位置に対して軸方向の側方に、突出部に押圧力を入力するための機構(押圧機構)を配置して、その機構からの押圧力を突出部に確実に入力することができる。そして、その押圧力により、現像カートリッジの筐体の側面を介して、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に確実に付勢することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記弾性部材は、板ばねで形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、弾性部材が板ばねで形成されているので、突出部に入力される押圧力により弾性部材(板ばね)が弾性変形し、その弾性によって、現像カートリッジの筐体の側面を介して、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に付勢することができる。そのため、簡素な構成により、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に付勢することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の発明において、前記弾性部材は、前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の両側面にそれぞれ設けられており、前記現像剤担持体の軸方向に間隔を隔てて配置され、前記突出部に押圧力を入力するための1対の押圧機構を備えていることを特徴としている。
このような構成によると、現像カートリッジの筐体における現像剤担持体の軸方向の両側面にそれぞれ弾性部材が設けられているので、これら2つの弾性部材の弾性により、筐体を介して、現像剤担持体をその軸方向において像担持体にバランスよく押圧させることができる。そのため、現像剤担持体からの現像剤の供給量を、像担持体の軸方向において均一にすることができる。その結果、静電潜像の良好な可視像化(現像)を達成することができる。
請求項5に記載の発明は、静電潜像が形成される像担持体を保持する像担持体ユニットに対して着脱可能に設けられ、前記像担持体ユニットに装着された状態で、前記像担持体ユニットと一体的に画像形成装置の装置本体に装着される現像カートリッジであって、前記像担持体に現像剤を供給して、当該像担持体に形成されている静電潜像を可視像化するための現像剤担持体と、現像剤を収容し、前記現像剤担持体が支持される現像剤担持体支持部を一方側端部に有する筐体と、前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の側面に対して前記軸方向の外方から対向して配置され、前記現像カートリッジが前記像担持体ユニットに装着され、前記像担持体ユニットが前記装置本体に装着された状態で、外部から入力される押圧力によって、前記現像剤担持体を前記像担持体に押圧する方向に付勢するための付勢機構とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に付勢するための付勢機構が現像カートリッジに備えられているので、現像カートリッジを新品と交換する度に、付勢機構も新品となるので、付勢機構の付勢力が低下した状態で使用し続けられることがなく、像担持体に対する現像剤担持体の良好な押圧状態を維持し続けることができる。そのため、現像剤担持体から像担持体への現像剤の供給量不足に起因する現像不良を生じることなく、高品質な画像を形成し続けることができる。
また、現像剤の仕様や現像剤担持体の仕様などが変更となった場合に、その仕様に応じた付勢力を有する付勢機構を採用することにより、像担持体に対する現像剤担持体の押圧力を最適に制御して、現像剤担持体から像担持体への現像剤の良好な供給を確保することができる。これにより、像担持体に形成される静電潜像の良好な現像を達成することができ、ひいては高品質な画像を形成することができる。
請求項6記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記付勢機構は、前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の側面に固定される固定部と、前記側面よりも前記軸方向の外方に突出し、外部からの押圧力が入力される突出部とを有する弾性部材を備えていることを特徴としている。
このような構成によると、現像カートリッジの筐体における現像剤担持体の軸方向の側面に、弾性部材の固定部が固定され、その側面から軸方向の外方に突出するように、弾性部材の突出部が設けられている。そのため、装置本体内における像担持体ユニットの装着位置に対して軸方向の側方に、突出部に押圧力を入力するための機構(押圧機構)を配置して、その機構からの押圧力を突出部に確実に入力することができる。そして、その押圧力により、現像カートリッジの筐体の側面を介して、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に確実に付勢することができる。
請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の発明において、前記弾性部材は、板ばねで形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、弾性部材が板ばねで形成されているので、突出部に入力される押圧力により弾性部材(板ばね)が弾性変形し、その弾性によって、現像カートリッジの筐体の側面を介して、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に付勢することができる。そのため、簡素な構成により、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に付勢することができる。
請求項1に記載の発明によれば、像担持体に対する現像剤担持体の良好な押圧状態を維持し続けることができ、現像剤担持体から像担持体への現像剤の供給量不足に起因する現像不良を生じることなく、高品質な画像を形成し続けることができる。また、現像剤の仕様や現像剤担持体の仕様などが変更となった場合にも、その仕様に応じた付勢力を有する付勢機構を採用することにより、高品質な画像を形成することができる。
請求項2に記載の発明によれば、外部からの押圧力を突出部に確実に入力することができ、その押圧力により、現像カートリッジの筐体の側面を介して、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に確実に付勢することができる。
請求項3に記載の発明によれば、簡素な構成により、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に付勢することができる。
請求項4に記載の発明によれば、静電潜像の良好な可視像化(現像)を達成することができる。
請求項5に記載の発明によれば、像担持体に対する現像剤担持体の良好な押圧状態を維持し続けることができ、現像剤担持体から像担持体への現像剤の供給量不足に起因する現像不良を生じることなく、高品質な画像を形成し続けることができる。また、現像剤の仕様や現像剤担持体の仕様などが変更となった場合にも、その仕様に応じた付勢力を有する付勢機構を採用することにより、高品質な画像を形成することができる。
請求項6に記載の発明によれば、外部からの押圧力を突出部に確実に入力することができ、その押圧力により、現像カートリッジの筐体の側面を介して、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に確実に付勢することができる。
請求項7に記載の発明によれば、簡素な構成により、現像剤担持体を像担持体に押圧する方向に付勢することができる。
1.カラーレーザプリンタの全体構成
図1は、本発明の画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1は、後述する複数のサブユニット25が水平方向において並列的に配置される、横置きタイプのタンデム型カラーレーザプリンタであって、装置本体の一例としての本体ケーシング2内に、用紙3を給紙するための給紙部4と、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5と、画像が形成された用紙3を排紙するための排紙部6とを備えている。
(1)本体ケーシング
本体ケーシング2の一方側の側壁には、本体ケーシング2内を開放または閉鎖するフロントカバー7が設けられている。このフロントカバー7は、その下端部が本体ケーシング2の一方側の側壁に揺動可能に支持されている。フロントカバー7を開いた状態(フロントカバー7を傾倒させた状態)で、後述するプロセスユニット18を、前後方向のスライドにより、本体ケーシング2の外部に引き出したり、本体ケーシング2の内部に装着したりすることができる。
なお、以下の説明において、フロントカバー7が設けられる側(図1における左側)を前側とし、その反対側(図1における右側)を後側とする。また、このカラーレーザプリンタ1を前側から見たときを左右の基準とする。さらに、ドラムユニット23および現像カートリッジ24に関しては、とくに言及がない限り、本体ケーシング2に装着されている状態で前後左右上下を規定する。
(2)給紙部
給紙部4は、本体ケーシング2内の底部に設けられている。給紙部4は、本体ケーシング2に対して前側から前後方向にスライドにより着脱され、用紙3を収容する給紙トレイ8と、その給紙トレイ8が装着された状態で、給紙トレイ8の前端部上方に設けられ、互いに対向配置される分離ローラ9および分離パッド10と、分離ローラ9の後側に設けられる給紙ローラ11とを備えている。
給紙トレイ8の内部には、用紙3が積層状に載置される用紙押圧板12が設けられておいる。この用紙押圧板12上の最上位の用紙3は、給紙ローラ11に押圧されている。
給紙ローラ11が回転されると、その最上位の用紙3は、分離ローラ9と分離パッド10との間に向けて給紙される。そして、分離ローラ9と分離パッド10との間に挟まれ、1枚ごとに捌かれて、側面視略U字形状の給紙側搬送経路13を搬送される。
給紙側搬送経路13の途中には、分離ローラ9の前側上方に設けられ、互いに対向配置される紙粉取りローラ14およびピンチローラ15と、それらの上方に設けられる1対のレジストローラ16とが設けられている。
給紙側搬送経路13を搬送される用紙3は、紙粉取りローラ14とピンチローラ15との間を通過し、このとき画像形成面(画像形成部5において画像が形成される側の面)から紙粉が除去された後、レジストローラ16に向けて搬送される。そして、レジストローラ16によるレジストの後、後述する搬送ベルト48上に向けて搬送される。
(3)画像形成部
画像形成部5は、露光装置17、プロセスユニット18、転写機構19および定着装置20を備えている。
(3−1)露光装置
露光装置17は、本体ケーシング2の上部に配置されている。この露光装置17は、プロセスユニット18の装着位置の上方において前後左右方向に延びる支持板21と、この支持板21の上面に支持され、レーザ発光部およびポリゴンミラー(どちらも図示せず)などを収容するケーシング22とを備えている。
露光装置17では、レーザ発光部からブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色の画像データに対応するレーザビームが出射される。各レーザビームは、ポリゴンミラーによって走査され、後述する各感光ドラム31の表面に照射される。
(3−2)プロセスユニット
図2は、プロセスユニット18の右前側斜め上方から見た斜視図である。
プロセスユニット18は、像担持体ユニットの一例としてのドラムユニット23と、各色に対応する4つの現像カートリッジ24とを備えている。
(3−2−1)ドラムユニット
図1および図2を参照して、ドラムユニット23は、各色に対応する4つのサブユニット25と、4つのサブユニット25を両側から挟む1対の側板26(図2において、右側の側板26のみが図示されている。)と、1対の側板26の前端部間に架設されたフロントビーム27と、このフロントビーム27に設けられる手前側把持部28と、1対の側板26の後端部間に架設されたリアビーム29と、このリアビーム29に設けられる奥側把持部30とを備えている。なお、図1では、手前側把持部28の図示が省略されている。
4つのサブユニット25は、互いに前後方向に間隔を隔てて並列配置されている。具体的には、図1に示すように、ブラックサブユニット25K、イエローサブユニット25Y、マゼンタサブユニット25Mおよびシアンサブユニット25Cが、前側から後側に向かって、この順に配置されている。
各サブユニット25は、像担持体の一例としての感光ドラム31と、スコロトロン型帯電器32と、クリーニングブラシ33とを保持している。
感光ドラム31は、1対の側板26(図2参照)に回転不能に支持され、左右方向に延びるドラム軸34と、このドラム軸34に対して回転自在に設けられるドラム本体35とを備えている。ドラム本体35は、ドラム軸34を中心とする円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートからなる正帯電性の感光層により形成されている。感光ドラム31は、画像形成時において、本体ケーシング2内に設けられるモータ(図示せず)からの駆動力により回転される。
スコロトロン型帯電器32は、感光ドラム31の斜め上側後方に、感光ドラム31と間隔を隔てて対向配置されている。このスコロトロン型帯電器32は、画像形成時において、コロナ放電により、感光ドラム31の表面を一様に正極性に帯電させる。
クリーニングブラシ33は、感光ドラム31の後方において、感光ドラム31と対向して接触するように配置されている。このクリーニングブラシ33には、画像形成時において、クリーニングバイアスが印加される。
(3−2−2)現像カートリッジ
現像カートリッジ24は、図1に示すように、各色のサブユニット25に対応して、それぞれ着脱自在に設けられている。すなわち、現像カートリッジ24は、ブラックサブユニット25Kに着脱自在に装着されるブラック現像カートリッジ24K、イエローサブユニット25Yに着脱自在に装着されるイエロー現像カートリッジ24Y、マゼンタサブユニット25Mに着脱自在に装着されるマゼンタ現像カートリッジ24M、およびシアンサブユニット25Cに着脱自在に装着されるシアン現像カートリッジ24Cの4つからなる。各現像カートリッジ24は、ドラムユニット23の上方から、その現像カートリッジ24に対応するサブユニット25に対して、後述する現像ローラ39が感光ドラム31に斜め前側後方から対向するように装着される。
各現像カートリッジ24は、下端が開口されるボックス形状の筐体36を備えている。また、各現像カートリッジ24は、筐体36内に、アジテータ37、供給ローラ38、現像剤担持体の一例としての現像ローラ39および層厚規制ブレード40を備えている。
筐体36には、各色に対応する現像剤の一例としてのトナーが収容されている。すなわち、ブラック現像カートリッジ24Kにはブラックのトナーが収容され、イエロー現像カートリッジ24Yにはイエローのトナーが収容され、マゼンタ現像カートリッジ24Mにはマゼンタのトナーが収容され、シアン現像カートリッジ24Cにはシアンのトナーが収容されている。各色のトナーとして、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各着色剤が各色に対応して配合される、正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが用いられる。
なお、筐体36については、後に詳述する。
アジテータ37は、筐体36内の上部に設けられている。アジテータ37は、本体ケーシング2内に設けられるモータ(図示せず)からの駆動力により回転され、筐体36内のトナーを攪拌する。
供給ローラ38は、アジテータ37の下方に設けられている。この供給ローラ38は、筐体36に回転自在に支持される金属製の供給ローラ軸41と、その供給ローラ軸41の周りを被覆する導電性のスポンジからなるスポンジローラ42とを備えている。供給ローラ38は、画像形成時において、本体ケーシング2内に設けられるモータ(図示せず)からの駆動力により回転される。
現像ローラ39は、筐体36に回転自在に支持される金属製の現像ローラ軸43と、その現像ローラ軸43の周りを被覆する導電性のゴムからなるゴムローラ44とを備えている。現像ローラ39は、供給ローラ38に対して斜め後側下方に設けられ、供給ローラ38に対して、ゴムローラ44と供給ローラ38のスポンジローラ42とが互いに圧接するように配置されている。また、現像ローラ39は、筐体36の下端から露出し、現像カートリッジ24が対応するサブユニット25に装着されたときに、感光ドラム31に対して斜め前側後方から対向するように配置されている。現像ローラ39は、画像形成時において、本体ケーシング2内に設けられるモータ(図示せず)からの駆動力により回転され、また、現像バイアスが印加される。
層厚規制ブレード40は、その基端部が筐体36に支持され、現像ローラ39の上方に向けて延びている。層厚規制ブレード40の遊端部には、絶縁性のシリコーンゴムからなる押圧部45が設けられている。この押圧部45は、現像ローラ39(ゴムローラ44)に対して上方から圧接されている。
(3−2−3)現像動作
各現像カートリッジ24では、筐体36内に収容されているトナーが、アジテータ37によって攪拌されながら、自重により、供給ローラ38に供給される。供給ローラ38に供給されたトナーは、供給ローラ38の回転により、現像ローラ39に供給され、このとき、供給ローラ38と現像バイアスが印加されている現像ローラ39との間で正極性に摩擦帯電される。現像ローラ39に供給されたトナーは、現像ローラ39の回転に伴って、層厚規制ブレード40の押圧部45と現像ローラ39との間に進入し、一定厚さの薄層として、現像ローラ39の表面に担持される。
一方、各現像カートリッジ24に対応するサブユニット25では、感光ドラム31の表面が、感光ドラム31の回転に伴って、スコロトロン型帯電器32により、一様に正帯電される。そして、正帯電した感光ドラム31の表面が、露光装置17からのレーザビームの高速走査により露光され、その感光ドラム31の表面に、用紙3に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
感光ドラム31がさらに回転すると、現像ローラ39の表面に担持されかつ正帯電されているトナーが、現像ローラ39の回転により、感光ドラム31に対向して接触するときに、感光ドラム31の表面に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム31の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム31の静電潜像が可視像化され、感光ドラム31の表面に、各色に対応したトナー像が担持される。
なお、転写後に感光ドラム31上に残存する転写残トナーは、現像ローラ39に回収される。また、転写後に感光ドラム31上に付着する用紙3からの紙粉は、クリーニングブラシ33によって回収される。
(3−3)転写機構
転写機構19は、図1に示すように、本体ケーシング2内において、給紙部4の上方であって、プロセスユニット18の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写機構19は、駆動ローラ46、従動ローラ47、搬送ベルト48、転写ローラ49およびクリーニング機構50を備えている。
駆動ローラ46および従動ローラ47は、前後方向に間隔を隔てて対向配置されており、駆動ローラ46は、ブラックサブユニット25Kよりも後方に配置され、従動ローラ47は、イエローサブユニット25Yよりも前方に配置されている。
搬送ベルト48は、エンドレスベルトからなり、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂フィルムから形成されている。この搬送ベルト48は、駆動ローラ46と従動ローラ47との間に巻回されている。
駆動ローラ46は、画像形成時において、本体ケーシング2内に設けられるモータ(図示せず)からの駆動力により回転される。すると、搬送ベルト48が、駆動ローラ46および従動ローラ47の間を周回移動し、これに伴って、従動ローラ47が、駆動ローラ46と同方向に従動回転する。
転写ローラ49は、各感光ドラム31と搬送ベルト48を挟んで対向するように、それぞれ設けられている。各転写ローラ49は、搬送ベルト48と対向して接触する転写位置において、搬送ベルト48の周回移動方向と同方向に従動回転するように設けられている。転写ローラ49には、画像形成時において、転写バイアスが印加される。
クリーニング機構50は、搬送ベルト48の下方に配置され、1次クリーニングローラ51、2次クリーニングローラ52、掻取ブレード53およびトナー貯留部54を備えている。
1次クリーニングローラ51は、駆動ローラ46の周面下端と従動ローラ47の周面下端との間に延びる搬送ベルト48の下側部分に下方から接触するように配置されている。この1次クリーニングローラ51は、画像形成時において、搬送ベルト48の周回移動方向と逆方向に駆動回転され、また、1次クリーニングバイアスが印加される。
2次クリーニングローラ52は、1次クリーニングローラ51に対して下方から接触するように配置されている。この2次クリーニングローラ52は、画像形成時において、1次クリーニングローラ51の回転方向と同方向に回転し、また、2次クリーニングバイアスが印加される。
掻取ブレード53は、2次クリーニングローラ52に対して下方から接触するように設けられている。
トナー貯留部54は、1次クリーニングローラ51および2次クリーニングローラ52の下方において、2次クリーニングローラ52から落下するトナーを貯留できるように設けられている。
そして、給紙部4から給紙された用紙3は、駆動ローラ46の駆動および従動ローラ47の従動により周回移動される搬送ベルト48によって、前側から後側に向かって、各サブユニット25に対応する転写位置を、順次通過するように搬送される。この搬送中に、各サブユニット25の感光ドラム31に担持されている各色のトナー像が、用紙3に順次に重ね合わせて転写される。これにより、用紙3にカラー像が形成される。
すなわち、たとえば、ブラックサブユニット25Kの感光ドラム31の表面に担持されたブラックのトナー像が、用紙3に転写されると、次いで、イエローサブユニット25Yの感光ドラム31の表面に担持されたイエローのトナー像が、ブラックのトナー像が転写されている位置に重ねて転写され、以下同様の動作によって、マゼンタサブユニット25Mの感光ドラム31の表面に担持されたマゼンタのトナー像、シアンサブユニット25Cの感光ドラム31の表面に担持されたシアンのトナー像が重ねて転写され、これによって、用紙3に各色トナー像の重ね合わせによるカラー像が形成される。
一方、上記の転写動作において、搬送ベルト48の表面に付着したトナーは、クリーニング機構50において、まず、搬送ベルト48の表面から、1次クリーニングバイアスにより1次クリーニングローラ51に転写され、さらに、2次クリーニングバイアスにより2次クリーニングローラ52に転写される。その後、2次クリーニングローラ52に転写されたトナーは、掻取ブレード53によって、掻き取られ、2次クリーニングローラ52から落下して、トナー貯留部54に貯留される。
(3−4)定着装置
定着装置20は、本体ケーシング2におけるシアンサブユニット25Cよりも後側であって、感光ドラム31と搬送ベルト48とが接触する転写位置と、前後方向において対向するように配置されている。この定着装置20は、加熱ローラ55および加圧ローラ56を備えている。
加熱ローラ55は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。加熱ローラ55は、ハロゲンランプにより、その表面が定着温度に加熱される。
加圧ローラ56は、加熱ローラ55の下方において、加熱ローラ55と対向配置されている。この加圧ローラ56は、加熱ローラ55を下方から押圧する。
用紙3上に転写されたカラー像は、この定着装置20に搬送され、用紙3が加熱ローラ55と加圧ローラ56との間を通過する間に、その用紙3に熱定着される。これにより、用紙3への画像の形成が達成される。カラー像が定着された用紙3は、加熱ローラ55および加圧ローラ56により、排紙部6に向けて搬送される。
(4)排紙部
排紙部6において、定着装置20から送られてくる用紙3は、側面視略U字形状の排紙側搬送経路57を搬送される。排紙側搬送経路57の上流側端部は、上方において、定着装置20に隣接し、下流側端部は、下方において、本体ケーシング2の上面に形成された排紙トレイ58に隣接している。
排紙側搬送経路57の途中には、互いに対向する搬送ローラ59およびピンチローラ60が設けられている。また、排紙側搬送経路57の下流側端部には、1対の排紙ローラ61が設けられている。
排紙側搬送経路57に送られてくる用紙3は、搬送ローラ59およびピンチローラ60によって、排紙側搬送経路57を搬送され、排紙ローラ61によって、排紙トレイ58上に排紙される。
2.現像カートリッジの筐体
図3は、現像カートリッジ24の右前側から見た斜視図である。図4は、現像カートリッジ24の後側から見た後面図である。図5は、現像カートリッジ24の前側から見た前面図である。図6は、現像カートリッジ24の右側面図である。図7は、現像カートリッジ24の左側面図である。
現像カートリッジ24の筐体36は、左右方向に対向する1対の側壁71と、両側壁71の上端縁間に架設される上壁72と、両側壁71の前端縁間に架設される前壁73と、両側壁71の後端縁間に架設される後壁74とを一体的に備えている。この筐体36の下端は、開口しており、その両側壁71、前壁73および後壁74の下端縁に囲まれる開口部分から現像ローラ39が露出している。
両側壁71には、筐体36内に収容されているトナーの残量を検出するための窓75が埋設されている。これらの窓75は、左右方向に対向配置されており、トナーの残量の検出のための光を左右方向に沿って通過させる。
左側の側壁71には、図7に示すように、ギヤカバー76によって被覆されるギヤ機構部が設けられている。このギヤ機構部は、ギヤカバー76から露出するカップリング受動ギヤ77と、ギヤカバー76内でカップリング受動ギヤ77から入力される駆動力を伝達するためのギヤトレイン(図示せず)とを備えている。
ギヤカバー76の下端部には、円筒状のギヤ配置部78が左右方向の外方へ突出して形成されており、カップリング受動ギヤ77は、そのギヤ配置部78内に配置されて、ギヤ配置部78の先端面から露出している。
カップリング受動ギヤ77には、本体ケーシング2内に設けられるカップリング軸(図示せず)が進退自在かつ相対回転不能に結合され、このカップリング軸から本体ケーシング2内に設けられるモータ(図示せず)の駆動力が入力される。
ギヤトレインは、アジテータ37の回転軸に固定されるアジテータ駆動ギヤ、供給ローラ38の供給ローラ軸41に固定される供給ローラ駆動ギヤ、現像ローラ39の現像ローラ軸43に固定される現像ローラ駆動ギヤなどを備えており、これらが中間ギヤなどを介してカップリング受動ギヤ77に噛合している。これにより、カップリング受動ギヤ77に入力される駆動力は、ギヤトレインを介して、アジテータ37、供給ローラ38および現像ローラ39に伝達される。
右側の側壁71には、図3および図6に示すように、窓75の斜め後側上方に、トナーを充填するためのトナー充填口(図示せず)を閉鎖するキャップ79が配置されている。
さらに、右側の側壁71の下端部には、現像ローラ軸43の右側軸端部を回転可能に支持する軸受部材80が設けられている。図4に示すように、この軸受部材80に現像ローラ軸43の右側端部が回転可能に挿通されるとともに、その左側端部が左側の側壁71に回転可能に挿通されることにより、現像ローラ軸43は、筐体36に回転可能に支持されている。現像ローラ軸43の左側端部および右側端部は、それぞれギヤカバー76および軸受部材80から左右方向の外方に突出しており、各突出部分には、カラー部材81が被覆されている。
また、図3ないし図7に示すように、両側壁71の上端部には、後壁74の上端部との接続部分から左右方向の外方に突出する略円筒状の離間突起82が形成されている。
さらに、両側壁71の上端部には、前壁73との接続部分に、付勢機構の一例としての弾性部材91がそれぞれ設けられている。
弾性部材91は、板ばねを加工して作製される。この弾性部材91の固定部の一例としての一端部92は、ねじ93によって、側壁71の外面に固定されている。そして、弾性部材91は、その一端部92から上方に延び、上壁72よりも上方の位置で左右方向の外方へと屈曲して、左右方向の外方へと延びている。弾性部材91の突出部の一例としての他端部は、押圧突起94として、側壁71よりも左右方向の外方に突出しており、その先端部分は、側面視略半円弧上に湾曲加工されている。
3.離間押圧機構
図8は、ドラムユニット23、左右のレールおよび離間押圧機構の右前側斜め上方から見た斜視図である。
本体ケーシング2内には、図示しないが、ドラムユニット23を挟んで左右方向に対向配置される1対のフレームが設けられており、各フレームの内側面には、ドラムユニット23の着脱を案内するためのレール302と、ドラムユニット23に装着された現像カートリッジ24の現像ローラ39を感光ドラム31に対して離間および押圧するための押圧機構の一例としての離間押圧機構303とを備えている。
左右のレール302は、ドラムユニット23を挟んで左右方向に対向配置されている。各レール302は、前後方向(水平方向)に延びている。
図9は、離間押圧機構303の右前側斜め上方から見た斜視図である。
離間押圧機構303は、レール302の上方に設けられている。離間押圧機構303は、図8および図9に示すように、1対の直動カム部材310と、各直動カム部材310に対して設けられた中間部材311と、各直動カム部材310を前後方向に直線移動可能に保持するカムホルダ312と、1対の直動カム部材310を同期して直線移動させるための同期移動機構313とを備えている。
なお、図9では、カムホルダ312の図示が省略されている。
図10は、直動カム部材310および中間部材311の動きを説明するための図である。図11は、図10(a)の状態における直動カム部材310および中間部材311の右側面図である。図12は、図10(c)の状態における直動カム部材310および中間部材311の右側面図である。図13は、図10(e)の状態における直動カム部材310および中間部材311の右側面図である。
直動カム部材310は、前後方向に延びる薄板状のカム本体板314と、カム本体板314の左右方向の内側面(各直動カム部材310の互いに対向する面)に設けられた4つの操作部材315とを備えている。
カム本体板314には、前後方向に等間隔を隔てて、前後方向に長い略矩形状の矩形孔316が4つ形成されている。
4つの操作部材315は、4つの矩形孔316のそれぞれ前側に配置されている。各操作部材315は、側面視クランク形状に形成され、カム本体板314の上端縁に沿って延び、現像カートリッジ24の押圧突起94を下方に押圧するための押圧作用部317と、カム本体板314の下端縁に沿って延び、後述するように中間部材311を回動させるための接離作用部318と、押圧作用部317の後端部と接離作用部318の前端部とを連結する連結部319とを一体的に備えている。
接離作用部318の後端部には、図11ないし図13に示すように、上方に突出する突起状の突起部320が形成されている。
また、最前の操作部材315は、それ以外の3つの操作部材315(以下「後側3つの操作部材315」という。)と形状が異なる。すなわち、最前の操作部材315の押圧作用部317は、後側3つの操作部材315の押圧作用部317と比較して、その前後方向の長さが長く形成されている。また、最前の操作部材315の接離作用部318は、後側3つの操作部材315の接離作用部318と比較して、その前後方向の長さが短く形成されている。このような形状(寸法)の違いにより、後述するように、すべての現像カートリッジ24の現像ローラ39を感光ドラム31に押圧させたり、ブラック現像カートリッジ24Kの現像ローラ39のみを感光ドラム31に押圧させたり、すべての現像カートリッジ24の現像ローラ39を感光ドラム31から離間させたりすることができる。
4つの中間部材311は、4つの操作部材315にそれぞれ後側に配置されて、4つの矩形孔316にそれぞれ左右方向に対向している。各中間部材311は、図11ないし図13に示すように、側面視略L字状をなし、左右方向に厚みを有するブロック状に形成されている。各中間部材311の一端部には、中間部材支持軸321が左右方向に貫通しており、中間部材311は、この中間部材支持軸321に回動可能に支持されている。各中間部材311は、接離作用部318と非接触の状態(図11参照)で、下端部が接離作用部318の突起部320と前後方向に間隔を隔てて対向している。
中間部材支持軸321は、図10に示すように、前後方向において互いに等間隔(4つの現像カートリッジ24がドラムユニット23に装着された状態での各離間突起82間の間隔と等しい間隔)を隔てて配置されている。各中間部材支持軸321は、これに支持される中間部材311が対向する矩形孔316に挿通されて、カム本体板314の左右方向の外方に延び、その左右方向の内側端部がカムホルダ312に回転不能に支持されている。
カムホルダ312は、図8に示すように、前後方向に延びる薄板状のホルダ固定部322と、このホルダ固定部322の下端縁に連続するカム収容部323とを一体的に備えている。
ホルダ固定部322は、ねじ324によって、本体ケーシング2内のフレームの内側面に固定されている。
カム収容部323は、ホルダ固定部322の下端縁の全長から左右方向の内方へ延び、下方へ屈曲し、さらに左右方向の外方へ屈曲する、断面略コ字状に形成されている。カム収容部323には、その上面から左右方向の内側面に連続して切り欠くことによって、現像カートリッジ24の押圧突起94を受入可能な押圧突起受入部325と、現像カートリッジ24に備えられる離間突起82を受入可能な離間突起受入部326とが、交互に、それぞれ4つずつ形成されている。すなわち、カム収容部323には、4つの押圧突起受入部325が、前後方向において、各現像カートリッジ24がドラムユニット23に装着された状態での各押圧突起94間の間隔と等しい間隔を隔てて形成されている。また、4つの離間突起受入部326が、前後方向において、各現像カートリッジ24がドラムユニット23に装着された状態での各離間突起82間の間隔と等しい間隔を隔てて形成されている。各離間突起受入部326は、各押圧突起受入部325の後方に配置されている。各離間突起受入部326に離間突起82が受け入れられた状態で、各離間突起82は、各中間部材311に対して上方から対向する。
同期移動機構313は、左側の直動カム部材310の直線移動に伴って、その左側の直動カム部材310から右側の直動カム部材310に直線移動のための駆動力を伝達する構成になっている。
すなわち、同期移動機構313は、図9に示すように、左側の直動カム部材310の後端部の上面に形成された左側ラックギヤ327と、この左側ラックギヤ327と噛合する左側ピニオンギヤ328と、右側の直動カム部材310の後端部の上面に形成された右側ラックギヤ329と、この右側ラックギヤ329と噛合する右側ピニオンギヤ330と、左側ピニオンギヤ328および右側ピニオンギヤ330が相対回転不能に取り付けられる連結軸331とを備えている。
また、左側の直動カム部材310には、カム本体板314の左右方向の外側面に、図示しないモータの駆動力が入力される入力ラックギヤ332が設けられている。
4.離間押圧動作
図10ないし図13を主に参照して、離間押圧機構303の動作を説明する。
図10(a)および図11に示すように、直動カム部材310が最前方位置に移動されている状態では、各操作部材315の接離作用部318とそれらの各後方に配置される中間部材311とが、前後方向に間隔を隔てた非接触状態で対向している。最前の操作部材315の接離作用部318とその後方に配置される中間部材311との間には、後側3つの操作部材315の接離作用部318とそれらの各後方に配置される中間部材311との間の間隔よりも大きな間隔が形成されている。
この状態では、図11に示すように、各操作部材315の押圧作用部317が、各現像カートリッジ24に備えられる押圧突起94に上方から当接して、各押圧突起94を下方に向けて押圧している。押圧突起94が下方に押圧されると、弾性部材91が弾性変形し、その弾性部材91の復元力が、一端部92を介して、筐体36の側壁71に伝達される。これにより、現像カートリッジ24の筐体36が下方に向けて付勢され、現像ローラ39が感光ドラム31に押圧される。
この状態から、図示しないモータの駆動力が入力ラックギヤ332に入力されて、左側の直動カム部材310が後方に移動されると、この左側の直動カム部材310の移動に伴って、左側ピニオンギヤ328が回転し、この左側ピニオンギヤ328の回転が連結軸331を介して右側ピニオンギヤ330に伝達され、右側ピニオンギヤ330が左側ピニオンギヤ328と同方向に回転することにより、右側の直動カム部材310が後方に移動する。
直動カム部材310の後方への移動が進むと、後側3つの操作部材315の押圧作用部317と押圧突起94との係合が解除され、それらの押圧作用部317による押圧突起94の押圧が解除される。また、図10(b)に示すように、後側3つの操作部材315の接離作用部318が、それらの各後方に配置される中間部材311の下端部に当接して、各中間部材311の下端部を後方に向けて押圧し、各中間部材311が中間部材支持軸321を支点として上方に持ち上がるように回動する。これらの各中間部材311の回動の途中で、各中間部材311がそれぞれの上方に位置する離間突起82に下方から当接し、各中間部材311から離間突起82に上向きの力が付与されることによって、後側3つのイエロー現像カートリッジ24Y、マゼンタ現像カートリッジ24Mおよびシアン現像カートリッジ24Cが上方に持ち上げられていく。
そして、直動カム部材310の後方への移動がさらに進み、図10(c)および図12に示すように、後側3つの操作部材315の接離作用部318の上面に中間部材311の一端部(中間部材支持軸321が挿通されている側の端部)が当接すると、イエロー現像カートリッジ24Y、マゼンタ現像カートリッジ24Mおよびシアン現像カートリッジ24Cが離間位置に配置され、イエロー現像カートリッジ24Y、マゼンタ現像カートリッジ24Mおよびシアン現像カートリッジ24Cの現像ローラ39がそれぞれ感光ドラム31から離間する。このとき、ブラック現像カートリッジ24Kの押圧突起94は、操作部材315の押圧作用部317により押圧されている。これにより、ブラック現像カートリッジ24Kの現像ローラ39のみが感光ドラム31に押圧された状態となる。
その後、直動カム部材310の後方への移動がさらに進むと、最前の操作部材315の押圧作用部317とブラック現像カートリッジ24Kの押圧突起94との係合が解除され、その押圧作用部317による押圧突起94の押圧が解除される。また、図10(d)に示すように、最前の操作部材315の接離作用部318が、その後方に配置される中間部材311の下端部に当接して、中間部材311の下端部を後方に向けて押圧し、中間部材311が中間部材支持軸321を支点として上方に持ち上がるように回動する。この中間部材311の回動の途中で、中間部材311がその上方に位置するブラック現像カートリッジ24Kの離間突起82に下方から当接し、中間部材311から離間突起82に上方向の力が付与されることによって、ブラック現像カートリッジ24Kが上方に持ち上げられていく。
そして、直動カム部材310の後方への移動がさらに進み、図10(e)および図13に示すように、最前の操作部材315の接離作用部318の上面に中間部材311の一端部(中間部材支持軸321が挿通されている側の端部)が当接すると、ブラック現像カートリッジ24Kが離間位置に移動され、ブラック現像カートリッジ24Kの現像ローラ39が感光ドラム31から離間する。これにより、すべての現像カートリッジ24の現像ローラ39が感光ドラム31から離間された状態となる。
なお、図10(e)に示す状態から、直動カム部材310を前方に移動させることにより、図10(a)〜(d)に示す各状態に戻すことができる。このとき、各接離作用部318の突起部320が、中間部材311に係止して、中間部材311を離間突起82から離間する方向(下方)に向けて回動させる。
5.作用効果
以上のように、現像ローラ39を感光ドラム31に押圧する方向に付勢するための弾性部材91が現像カートリッジ24に備えられているので、現像カートリッジ24を新品と交換する度に、弾性部材91も新品となるので、弾性部材91の付勢力が低下した状態で使用し続けられることがなく、感光ドラム31に対する現像ローラ39の良好な押圧状態を維持し続けることができる。そのため、現像ローラ39から感光ドラム31へのトナーの供給量の不足(感光ドラム31に対する現像ローラ39の押圧力の低下に伴うトナー供給量不足)に起因する現像不良を生じることなく、高品質な画像を形成し続けることができる。
また、トナーの仕様や現像ローラ39の仕様などが変更となった場合に、その仕様に応じた弾性を有する弾性部材91を採用することにより、感光ドラム31に対する現像ローラ39の押圧力を最適に制御して、現像ローラ39から感光ドラム31へのトナーの良好な供給を確保することができる。これにより、感光ドラム31に形成される静電潜像の良好な現像を達成することができ、ひいては高品質な画像を形成することができる。
また、現像カートリッジ24の筐体36における左右方向(現像ローラ39の軸方向)の側壁71に、弾性部材91の一端部92が固定され、その側壁71から左右方向の外方に突出するように、弾性部材91の押圧突起94が設けられている。そのため、本体ケーシング2内におけるプロセスユニット18の装着位置に対して軸方向の側方に、押圧突起94に押圧力を入力するための離間押圧機構303を配置して、その離間押圧機構303からの押圧力を突出部に確実に入力することができる。そして、その押圧力により、現像カートリッジ24の筐体36の側壁71を介して、現像ローラ39を感光ドラム31に押圧する方向に確実に付勢することができる。
しかも、弾性部材91が板ばねで形成されているので、押圧突起94に入力される押圧力により弾性部材91弾性変形し、その弾性によって、現像カートリッジ24の筐体36の側壁71を介して、現像ローラ39を感光ドラム31に押圧する方向に付勢することができる。そのため、簡素な構成により、現像ローラ39を感光ドラム31に押圧する方向に付勢することができる。
さらに、現像カートリッジ24の筐体36の左右方向の両側壁71にそれぞれ弾性部材91が設けられているので、これら2つの弾性部材91の弾性により、筐体36を介して、現像ローラ39をその軸方向である左右方向において感光ドラム31にバランスよく押圧させることができる。そのため、現像ローラ39からのトナーの供給量を、感光ドラム31の軸方向において均一にすることができる。その結果、静電潜像の良好な可視像化(現像)を達成することができる。
本発明の画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。 図1に示すプロセスユニットの右前側斜め上方から見た斜視図である。 図1に示す現像カートリッジの右前側から見た斜視図である。 図3に示す現像カートリッジの後側から見た後面図である。 図3に示す現像カートリッジの前側から見た前面図である。 図3に示す現像カートリッジの右側面図である。 図3に示す現像カートリッジの左側面図である。 図1に示す本体ケーシング内に備えられる、ドラムユニット、左右のレールおよび離間押圧機構の右前側斜め上方から見た斜視図である。 図8に示す離間押圧機構の右前側斜め上方から見た斜視図である。 図9に示す直動カム部材および中間部材の右前側斜め上方から見た斜視図であり、離間押圧機構による離間および押圧動作の途中の各状態(a)〜(e)を示す。 図10(a)の状態における直動カム部材および中間部材の右側面図である。 図10(c)の状態における直動カム部材および中間部材の右側面図である。 図10(e)の状態における直動カム部材および中間部材の右側面図である。
符号の説明
1 カラーレーザプリンタ
2 本体ケーシング
23 ドラムユニット
24 現像カートリッジ
31 感光ドラム
36 筐体
39 現像ローラ
91 弾性部材
92 一端部
94 押圧突起
303 離間押圧機構

Claims (7)

  1. 装置本体と、
    前記装置本体に対して着脱可能に設けられ、静電潜像が形成される像担持体を保持する像担持体ユニットと、
    前記像担持体ユニットに対して着脱可能に設けられ、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体を保持する現像カートリッジとを備え、
    前記現像カートリッジは、
    現像剤を収容し、前記現像剤担持体が支持される現像剤担持体支持部を一方側端部に有する筐体と、
    前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の側面に対して前記軸方向の外方から対向して配置され、前記現像カートリッジが前記像担持体ユニットに装着され、前記像担持体ユニットが前記装置本体に装着された状態で、外部から入力される押圧力によって、前記現像剤担持体を前記像担持体に押圧する方向に付勢するための付勢機構とを備えていることを特徴とする、画像形成装置。
  2. 前記付勢機構は、前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の側面に固定される固定部と、前記側面よりも前記軸方向の外方に突出し、外部からの押圧力が入力される突出部とを有する弾性部材を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記弾性部材は、板ばねで形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記弾性部材は、前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の両側面にそれぞれ設けられており、
    前記現像剤担持体の軸方向に間隔を隔てて配置され、前記突出部に押圧力を入力するための1対の押圧機構を備えていることを特徴とする、請求項2または3に記載の画像形成装置。
  5. 静電潜像が形成される像担持体を保持する像担持体ユニットに対して着脱可能に設けられ、前記像担持体ユニットに装着された状態で、前記像担持体ユニットと一体的に画像形成装置の装置本体に装着される現像カートリッジであって、
    前記像担持体に現像剤を供給して、当該像担持体に形成されている静電潜像を可視像化するための現像剤担持体と、
    現像剤を収容し、前記現像剤担持体が支持される現像剤担持体支持部を一方側端部に有する筐体と、
    前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の側面に対して前記軸方向の外方から対向して配置され、前記現像カートリッジが前記像担持体ユニットに装着され、前記像担持体ユニットが前記装置本体に装着された状態で、外部から入力される押圧力によって、前記現像剤担持体を前記像担持体に押圧する方向に付勢するための付勢機構とを備えていることを特徴とする、現像カートリッジ。
  6. 前記付勢機構は、前記筐体における前記現像剤担持体の軸方向の側面に固定される固定部と、前記側面よりも前記軸方向の外方に突出し、外部からの押圧力が入力される突出部とを有する弾性部材を備えていることを特徴とする、請求項5に記載の現像カートリッジ。
  7. 前記弾性部材は、板ばねで形成されていることを特徴とする、請求項5または6に記載の現像カートリッジ。
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