JP6127780B2 - 現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に搭載される現像装置、現像装置を備えるプロセスユニット及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の画像形成装置において、画像の濃度ムラや欠損等の異常画像の発生を防止するには、現像ローラから感光体の表面へ現像剤であるトナーがムラ無く均一に転移されることが必要である。そのためには、感光体と現像ローラが狙いの位置で軸方向に渡って均一な当接圧で当接していなければならない。

現像ローラを感光体に対して安定して当接させるために、例えば、現像ローラを有する現像ユニット（現像装置）と、感光体を有する感光体ユニットとを、現像ローラの軸方向両端部側で回動可能に連結し、さらに、現像ユニットを軸方向両端部側でバネ等の付勢部材によって感光体ユニット側へ付勢する構成が提案されている（下記特許文献１参照）。

ところで、現像装置には、一般的に、現像ローラへ現像バイアスを印加するためなどの給電経路を形成する電極部材が設けられている。この現像装置に設けてある電極部材は、電源側の電極部材と接触することで導通し、電源から現像ローラ等の被給電部材に対して電力供給可能な状態となる。

しかしながら、上記のような電極部材が、現像装置の片側（現像ローラの軸方向一端側）に設けられていると、その電極部材と電源側の電極部材との接触による摩擦抵抗によって、現像装置の両側に設けられた付勢部材の付勢力のバランスが崩れる虞がある。これにより、現像ローラを感光体に対して狙いの位置又は狙いの当接圧で当接させることができなくなった場合は、異常画像が発生する虞がある。また、電極部材同士の摩擦力は、電極部材の表面状態、初期位置、温湿度環境によって異なるため、その摩擦力分を予め考慮して付勢部材の付勢力を決定しておくことは難しい。

本発明は、斯かる事情に鑑み、片側に電極部材を設けた構成においても、現像剤担持体を感光体に対して狙いの位置及び付勢力で付勢することが可能な現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、感光体の表面に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体を前記感光体側へ付勢する付勢部材と、前記現像剤担持体の軸方向一端部側で電源側の電極部材と接触して現像側被給電部材に対して給電する現像側電極部材とを備えた現像装置において、前記現像側電極部材が設けられた側に前記付勢部材を２つ設け、前記現像剤担持体の軸方向から見て、前記電源側の電極部材に対する前記現像側電極部材の接触部を、前記２つの付勢部材の間に位置するように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、現像装置の片側に現像側電極部材を設けた構成においても、現像側電極部材と電源側の電極部材との接触部における摩擦力の影響を低減することができるので、現像装置を正しい姿勢で保持することができる。これにより、現像剤担持体を感光体に対して狙いの位置に配置して狙いの付勢力で付勢することができるので、異常画像の発生を防止することができる。

本発明を適用する画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。 上部カバーを開いた状態を示す図である。 上部カバーと中間カバーを開いた状態を示す図である。 プロセスユニットの概略断面図である。 感光体ユニットと現像ユニットの駆動系を示す図である。 感光体ユニットと現像ユニット及び装置本体の駆動系を示す図である。 プロセスユニットを駆動側から見た斜視図である。 プロセスユニットを反駆動側から見た斜視図である。 反駆動側において、現像ユニットが感光体ユニットに対してスライド移動せず、単に回転可能とした構成を示す図である。 反駆動側において、現像ユニットが感光体ユニットに対してスライド移動可能とした構成を示す図である。 プロセスユニットの反駆動側の構成を示す斜視図である。 感光体ユニットと現像ユニットのそれぞれの反駆動側を示す図であって、（ａ）は、感光体ユニットと現像ユニットとを組み付ける前の状態を示す図、（ｂ）は感光体ユニットと現像ユニットとを組み付けた状態を示す図である。 現像側電極部材を、板バネで構成した例を示す図である。 感光側電極部材を、コイルスプリングの先端に導体を設けた電極部材で構成した例を示す図である。 現像ユニットの反駆動側の側面図である。 電極部材同士の接触部の位置とコイルバネの付勢力との関係を示す簡略図である。 前記接触部の位置の変更例を示す簡略図である。 前記接触部に導電性の潤滑剤を塗布した構成を示す図である。 前記接触部に導電性のカーボン端子を介在させた構成を示す図である。 比較例の構成を示す簡略図である。 別の比較例の構成を示す簡略図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態であるカラーレーザープリンタの全体構成及び動作について説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。モノクロプリンタや、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも本発明の構成を適用可能である。

図１に示すように、カラーレーザープリンタの装置本体（画像形成装置本体）１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５などで構成されている。各感光体２に対向した位置には、それぞれ、感光体２の表面を露光する露光装置６が設けられている。本実施形態では、露光装置６としてＬＥＤユニットを用いている。

各現像装置４の上方には、それぞれ、現像剤としてのトナーを収容した現像剤収容器としてのトナーカートリッジ３０が着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ３０は、対応する現像装置４内のトナーと同じ色のトナーが収容されており、現像装置４内のトナーが所定量を下回ると、トナーカートリッジ３０からトナーが補給されるようになっている。

各感光体２の下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、中間転写体としての無端状のベルトから成る中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は周回走行（回転）するように構成されている。

各感光体２に対向した位置に、それぞれ、一次転写手段としての一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１は、それぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。

装置本体１００の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１５や、給紙トレイ１５から用紙Ｐを給送する給紙ローラ１６等が設けてある。ここで、用紙Ｐには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等が含まれる。また、記録媒体として、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム等を用いることも可能である。

装置本体１００の上部には、用紙を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙をストックするための排紙トレイ１８が設けられている。

また、装置本体１００内には、用紙Ｐを給紙トレイ１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。この搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１９が設けられている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙に画像を定着する定着装置２０が設けられている。

続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、露光装置６から各感光体２の帯電面にレーザー光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト８を張架する駆動ローラ９が回転駆動することにより、中間転写ベルト８が周回走行される。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体２の回転に伴い、感光体２上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、一次転写ニップにおいて形成された上記転写電界によって、各感光体２上のトナー画像が中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト８の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。

装置本体１００の下部では、給紙ローラ１６が回転駆動を開始し、給紙トレイ１５から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１９によって搬送を一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１９の回転駆動を開始し、中間転写ベルト８上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト８上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１３によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー収容器１４へ搬送され回収される。

その後、トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２０へと搬送され、定着装置２０において用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、一対の排紙ローラ１７によって装置外に排出され、排紙トレイ１８上にストックされる。

以上の説明は、用紙にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

また、図１に示すように、本実施形態に係るプリンタは、装置本体１００の上部に設けられた第１カバーとしての上部カバー１０１と、上部カバー１０１よりも内側（下方）に設けられた第２カバーとしての中間カバー１０２とを備える。上部カバー１０１と中間カバー１０２は、それぞれ、装置本体１００に設けられた支軸１０３，１０４を中心に回動することで開閉可能に構成されている。図２は、上部カバー１０１を開いた状態、図３は、さらに、中間カバー１０２を開いた状態を示す。

中間カバー１０２には、複数のトナーカートリッジ３０を装着可能な容器装着部１２０が形成されている。また、中間カバー１０２の内側（下方）に形成されたユニット装着部１３０には、各色のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが収容可能となっている。

図２に示すように、上部カバー１０１を開いた状態にすると、各トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２に対して上方から着脱可能な状態となる。

さらに、図３に示すように、中間カバー１０２を開いた状態にすると、各トナーカートリッジ３０をプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方から一体的に退避させることができる。また、このとき、中間カバー１０２と一緒に各露光装置６が各感光体２の上方から退避するため、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを上方から着脱可能な状態となる。このように、本実施形態の場合、トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２から取り外さなくても、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを着脱することができ、交換作業性に優れる。

図４は、プロセスユニットの概略断面図である。
本実施形態では、プロセスユニット１（各色を示すアルファベットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは省略する。）は、大きく２つのモジュールから成り立っている。１つは、感光体２と帯電ローラ３とクリーニングブレード５等を有する感光体ユニット（第１のユニット）Ｕ１である。もう１つは、現像装置４を有する現像ユニット（第２のユニット）Ｕ２である。

現像ユニットＵ２（現像装置４）は、内部にトナー等を収容するハウジング４０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像ローラ４１にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像ローラ４１上に担持されたトナーの厚さを規制する規制部材としての規制ブレード４３と、トナーを搬送する搬送部材としての搬送スクリュー４４と、トナーを撹拌する撹拌部材としてのアジテータ４５を備える。

ハウジング４０の感光体２と対向する下部には開口部４０ｃが形成されており、その開口部４０ｃに現像ローラ４１が回転可能に設けられている。現像ローラ４１は、金属製の芯金と、芯金の外周に配設された弾性部材又は発泡弾性部材から成る弾性層と、弾性層の外周に配設されたアクリル樹脂又はシリコーン樹脂等から成る表面層（樹脂コート層）とを有する。なお、表面層を有しない現像ローラ４１であってもよい。

供給ローラ４２は、金属製の芯金の外周に、発泡弾性部材から成る弾性層を配設したスポンジローラで構成されている。発泡弾性部材の材料としては、例えば、軟質ウレタンフォーム、シリコーン、発泡ポリマーなどがある。また、これらの材料に導電材を加えるなどして、抵抗値を調整したものを用いてもよい。供給ローラ４２は、現像ローラ４１に接触しており、両ローラ４１，４２間にニップ（以下、「供給ニップ」という）が形成されている。

規制ブレード４３は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のＳＵＳなどの金属板で構成される。規制ブレード４３は、その先端が現像ローラ４１の表面に接触し、ニップ（以下、「規制ニップ」という）を形成している。

作像動作開始の指示があると、ハウジング４０内のトナーは、アジテータ４５により攪拌され、搬送スクリュー４４によって供給ローラ４２に供給される。供給ローラ４２に供給されたトナーは、供給ニップで供給ローラ４２と現像ローラ４１との摺擦により摩擦帯電されて現像ローラ４１の表面に供給される。

現像ローラ４１上に担持されたトナーは、規制ブレード４３の規制ニップを通過することにより、トナー層の厚さが規制されると同時に摩擦荷電させられる。そして、現像ローラ４１上のトナーが感光体２との対向位置（現像領域）に搬送されると、感光体２と現像ローラ４１との間で発生する電界の力によってトナーが感光体２上の静電潜像へ転移して、トナー画像が形成されるようになっている。

次に、図５と図６に基づき、感光体ユニットと現像ユニットの駆動系について説明する。
図５に示すように、現像ローラ４１と供給ローラ４２のそれぞれの軸方向端部は、現像ユニットＵ２のハウジング４０が有する一対の側壁部４０ａ，４０ｂによって回転可能に支持されている。また、感光体２の軸方向両端部は、感光体ユニットＵ１のハウジング５０が有する一対の支持壁５０ａ，５０ｂによって回転可能に支持されている。

感光体２の一端部には、感光体ギアＧ１が同軸状に設けられている。また、これと同じ側の現像ローラ４１の一端部には、現像ギアＧ２が同軸状に設けられ、現像ギアＧ２は感光体ギアＧ１と噛み合い、両者間で動力伝達可能となっている。

図６において、Ｇ３は、装置本体に設けられた駆動モータＭの駆動ギア、Ｇ４〜Ｇ６は、装置本体に設けられた複数の伝達ギアである。プロセスユニット１を装置本体に装着すると、図６に示すように、感光体ギアＧ１が、複数の伝達ギアＧ４〜Ｇ６を介して駆動ギアＧ３に連結される。この状態で、駆動モータＭが駆動すると、その駆動力が、駆動ギアＧ３から伝達ギアＧ４〜Ｇ６を介して感光体ギアＧ１に伝達され、さらに、現像ギアＧ２へと伝達されるようになっている。

また、図５に示すように、供給ローラ４２の一端部にも、現像ギアＧ２と噛み合う供給ギアＧ７が同軸状に設けられており、この供給ギアＧ７を介して供給ローラ４２は現像ローラ４１側から駆動力が伝達されるようになっている。また、供給ギアＧ７が設けられた端部とは反対側の供給ローラ４２の端部には、上記搬送スクリュー４４やアジテータ４５に駆動力を伝達するための伝達ギアＧ８が設けられている。この伝達ギアＧ８は、現像ユニットＵ２の図５における右側の側壁部４０ｂよりも外側に設けられており、ギアカバー４６によって覆われている。

図７は、プロセスユニットを、上記感光体ギアや現像ギアを設けた側（以下、「駆動側」という）から見た斜視図である。
図７に示すように、現像ユニットＵ２の駆動側の側壁部４０ａの下部には、断面円形のピン状の回転軸４０ｄが設けられている。一方、感光体ユニットＵ１の駆動側の支持壁５０ａの下部には、現像ユニットＵ２の回転軸４０ｄを挿入可能な円形の孔５０ｃが設けられている。この孔５０ｃに回転軸４０ｄを挿入することで、現像ユニットＵ２の駆動側の側壁部４０ａは、回転軸４０ｄと孔５０ｃを介して、感光体ユニットＵ１の駆動側の支持壁５０ａに対し、図７の矢印Ａ方向及びＢ方向に回転可能に組み付けられる。

また、現像ユニットＵ２の駆動側の側壁部４０ａの上部には、付勢部材としての駆動側コイルバネ５１が設けられている。駆動側コイルバネ５１の両端部のうち、一方は、現像ユニットＵ２の側壁部４０ａの上部に設けられた係止部４０ｅに係止され、他方は、感光体ユニットＵ１の支持壁５０ａの上部に設けられた係止部５０ｄに係止されている。駆動側コイルバネ５１は、これら係止部４０ｅ，５０ｄ間で引張された状態で掛け渡されており、この駆動側コイルバネ５１の引張力によって、現像ローラ４１が感光体２側へ付勢されている。

図８は、プロセスユニットを、上記駆動側とは反対側（以下、「反駆動側」という）から見た斜視図である。
図８に示すように、現像ユニットＵ２の反駆動側の側壁部４０ｂの下部であって、上記駆動側の回転軸４０ｄと反対側には、断面円形のピン状の回転移動軸４０ｆが設けられている。一方、感光体ユニットＵ１の反駆動側の支持壁５０ｂの下部には、現像ユニットＵ２の回転移動軸４０ｆを挿入可能な直線状の溝５０ｅが感光体２に対して接近離間する方向に設けられている。この溝５０ｅに回転移動軸４０ｆを挿入することで、現像ユニットＵ２の反駆動側の側壁部４０ｂは、回転移動軸４０ｆと溝５０ｅを介して、感光体ユニットＵ１の反駆動側の支持壁５０ｂに対し、図の矢印Ｃ方向及びＤ方向に移動可能で、かつ、図の矢印Ｓ方向及びＴ方向に回転可能に組み付けられる。ここでは、溝５０ｅを、反駆動側の支持壁５０ｂを貫通する貫通孔としているが、底部を有する溝形状であってもよい。

また、現像ユニットＵ２の反駆動側には、付勢部材として、第１の反駆動側コイルバネ５２と第２の反駆動側コイルバネ５３が設けられている。第１の反駆動側コイルバネ５２は、現像ユニットＵ２の反駆動側の上部に設けられ、第２の反駆動側コイルバネ５３は、現像ユニットＵ２の反駆動側の下部に設けられている。

詳しくは、第１の反駆動側コイルバネ５２の一端部は、現像ユニットＵ２のギアカバー４６の上部に設けられた係止部４６ａに係止され、他端部は、感光体ユニットＵ１の反駆動側の支持壁５０ｂの外側に取り付けられたカバー部材５６（図７参照）の上部に設けられた係止部５０ｆに係止されている。なお、図８では、カバー部材５６は図示省略している。このように、第１の反駆動側コイルバネ５２は、２つの係止部４６ａ，５０ｆ間で引張された状態で掛け渡されており、第１の反駆動側コイルバネ５２の引張力によって、現像ローラ４１が感光体２側へ付勢されている。

第２の反駆動側コイルバネ５３の一端部は、現像ユニットＵ２の反駆動側の側壁部４０ｂの下部に設けられた上記回転移動軸４０ｆに係止され、他端部は、感光体ユニットＵ１の反駆動側の支持壁５０ｂの下部に設けられた係止部５０ｇに係止されている。第２の反駆動側コイルバネ５３は、回転移動軸４０ｆと係止部５０ｇとの間で引張された状態で掛け渡されており、この第２の反駆動側コイルバネ５３の引張力も、現像ローラ４１を感光体２側へ付勢する付勢力として作用する。なお、ここでは、回転移動軸４０ｆが、第２の反駆動側コイルバネ５３の一端部を係止する係止部としての機能を兼ねているが、別途係止部を設けてもよい。

上記のように、本実施形態では、駆動側コイルバネ５１と反駆動側コイルバネ５２，５３によって、現像ユニットＵ２が駆動側と反駆動側の両側で感光体ユニットＵ１に対して付勢されている。これにより、現像ローラ４１が、その軸方向両端部側で感光体２側へ付勢され、感光体２に対して所定の当接圧で当接する。また、駆動側コイルバネ５１と反駆動側コイルバネ５２，５３の各付勢力は、感光体２に対する現像ローラ４１の当接圧が軸方向に渡って均一になるように調整されている。

特に、本実施形態では、反駆動側において、現像ユニットＵ２が、感光体ユニットＵ１に対し回転移動軸４０ｆと溝５０ｅを介してスライド移動可能となっていることで、プロセスユニットを装着する装置本体側の左右の側板間に捩れが生じても、この捩れによる現像ローラ４１の当接状態への影響を低減することができる。

一方、図９に示す構成のように、反駆動側において、現像ユニットＵ２が感光体ユニットＵ１に対してスライド移動せず、孔５０ｕに挿入された回転軸４０ｕを介して単に回転可能となっている場合は、各ユニットＵ１，Ｕ２の両側間で相対的な捩れが生じると、感光体２に対する現像ローラ４１の当接位置が正規の当接位置からずれてしまう。詳しくは、図９において、（ａ）は、各ユニットＵ１，Ｕ２に捩れが生じていない状態を示しているが、同図（ｂ）（ｃ）に示すように、各ユニットＵ１，Ｕ２の両側間で図の矢印に示す方向（感光体２の回転軸を中心とする回転方向）の相対的な捩れが生じた場合、感光体２に対する現像ローラ４１の両端部側での各当接位置Ｖ１，Ｖ２が感光体２の周方向でばらつく。これは、図９に示す構成では、反駆動側において、現像ユニットＵ２が感光体ユニットＵ１に対してスライド移動できないため、感光体ユニットＵ１の捩れに現像ユニットＵ２が追従するからである。

これに対し、図１０に示す本実施形態では、同図（ｂ）（ｃ）に示すように、感光体ユニットＵ１に捩れが生じても、反駆動側で回転移動軸４０ｆが溝５０ｅ内でスライド移動することにより、感光体ユニットＵ１の捩れに対し現像ユニットＵ２が追従するのを回避することができる。その結果、駆動側と反駆動側において、感光体２の対する現像ローラ４１の当接位置Ｖ１，Ｖ２を同じ位置に維持すること可能である。

なお、本実施形態では、現像ユニットＵ２に回転軸４０ｄ及び回転移動軸４０ｆを設け、感光体ユニットＵ１に孔５０ｃ及び溝５０ｅを設けているが、反対に、孔と溝を現像ユニットＵ２に設け、これらに挿入される回転軸と回転移動軸を感光体ユニットＵ１に設けてもよい。

また、図８に示すように、反駆動側には、装置本体側の図示しない電源（高圧基盤）からの電力を現像ローラ４１に対して給電するための導通経路を構成する２つの電極部材５４，５５が設けられている。一方の電極部材５４は、感光体ユニットＵ１の反駆動側の支持壁５０ｂに取り付けられ、他方の電極部材５５は、現像ユニットＵ２のギアカバー４６に取り付けられている。このように、導通経路を、感光体ユニットＵ１側の電極部材５４と、現像ユニットＵ２側の電極部材５５とで、分けて構成することで、各ユニットＵ１，Ｕ２の組立性、操作性、交換性が向上する。以下の説明において、感光体ユニットＵ１側の電極部材５４を感光側電極部材５４と称し、現像ユニットＵ２側の電極部材５５を現像側電極部材５５と称する。

図１１は、プロセスユニットの反駆動側の構成を示す斜視図である。
なお、図１１では、図８に示す感光体ユニットＵ１の反駆動側の支持壁５０ｂを図示省略している。
感光側電極部材５４と現像側電極部材５５は、それぞれ薄い金属板を折り曲げて形成されている。感光側電極部材５４は、感光体ユニットＵ１の反駆動側の支持壁５０ｂの内側に配設される内側部５４ａと、反駆動側の支持壁５０ｂの外側に配設される外側部５４ｂと、内側部５４ａと外側部５４ｂとを繋ぐ折り曲げ部５４ｃとを有する。同様に、現像側電極部材５５も、現像ユニットＵ２のギアカバー４６の内側に配設される内側部５５ａと、ギアカバー４６の外側に配設される外側部５５ｂと、内側部５５ａと外側部５４ｂとを繋ぐ折り曲げ部５５ｃとを有している。

現像側電極部材５５は、その内側部５５ａにて、現像ローラ４１の軸端部（金属製の芯金の端部）４１ａに接触している。また、現像側電極部材５５は、その外側部５５ｂにて、感光側電極部材５４の内側部５４ａと接触している。また、感光側電極部材５４の外側部５４ｂは、プロセスユニット１を装置本体に装着した際、装置本体側に設けられている図示しない電極部材と接触するようになっている。

図１２において、（ａ）は、感光体ユニットと現像ユニットとを組み付ける前の状態を示す図、（ｂ）は感光体ユニットと現像ユニットとを組み付けた状態を示す図である。
図１２（ａ）に示すように、感光側電極部材５４の内側部５４ａは、感光体ユニットＵ１の反駆動側の支持壁５０ｂ内面と平行な平行部５４ａ１と、反駆動側の支持壁５０ｂ内面に対して傾斜した傾斜部５４ａ２とを有する。傾斜部５４ａ２は、感光体ユニットＵ１に対する現像ユニットＵ２の組み付け方向Ｈに向かって、反駆動側の支持壁５０ｂ内面から内側へ離れるように傾斜した板バネとなっている。このため、傾斜部５４ａ２は、反駆動側の支持壁５０ｂに対して接近離間する方向に弾性変形可能となっている。また、傾斜部５４ａ２の先端は、現像ユニットＵ２が感光体ユニットＵ１に組み付けられたときに現像側電極部材５５の外側部５５ｂが配置される面Ｊよりも内側に配設されている。これにより、現像ユニットＵ２が組み付けられる際、傾斜部５４ａ２は、現像側電極部材５５の外側部５５ｂに対して接触するようになっている。

図１２（ｂ）に示すように、現像ユニットＵ２の組み付け時に、現像側電極部材５５の外側部５５ｂが、感光側電極部材５４の傾斜部５４ａ２に接触すると、傾斜部５４ａ２は外側へ押されて弾性変形する。そして、現像ユニットＵ２の組み付けが完了した状態では、傾斜部５４ａ２がその復元力により現像側電極部材５５の外側部５５ｂに対し所定の接触圧で接触することで、導通性が確保される。感光側電極部材５４と現像側電極部材５５とをＳＵＳ材で構成した場合は、互いの接触部Ｋにおける導通抵抗を下げるために、接触圧は０．５Ｎ以上であることが望ましい。また、傾斜部５４ａ２は、現像側電極部材５５の外側部５５ｂとの接触部Ｋにおいて、現像ローラ４１の軸方向へ弾性変位可能となっているので、仮に、感光体ユニットＵ１に対する現像ユニットＵ２の組み付け位置が、現像ローラ４１の軸方向にずれたとしても、そのずれに対し傾斜部５４ａ２が追随して変位することができ、接触状態を良好に維持することが可能である。

上記のように、本実施形態では、感光側電極部材５４を弾性変形可能な板バネで構成しているが、反対に、図１３に示すように、現像側電極部材５５を板バネで構成してもよい。この場合、現像側電極部材５５が現像ローラ４１の軸方向に弾性変形可能であるので、感光体ユニットＵ１に対する現像ユニットＵ２の組み付け位置が、現像ローラ４１の軸方向にずれたとしても、そのずれに対し現像側電極部材５５が追随して変位することができ、接触状態を良好に維持することが可能である。また、現像側電極部材５５と感光側電極部材５４の両方を、現像ローラ４１の軸方向に弾性変形可能に構成してもよい。感光側電極部材５４と現像側電極部材５５の少なくとも一方を板バネで構成する場合は、板バネの接触面を曲面状にすることで、エッジのバリ等の影響を避け、接触による摩擦力を低減することができる。

また、図１４に示すように、感光側電極部材５４を、板バネに代えて、コイルスプリング５４ｄの先端に金属製等の導体５４ｅを設けた電極部材で構成してもよい。この場合、現像ユニットＵ２を組み付けると、現像側電極部材５５が導体５４ｅに接触して外側へ雄ことにより、コイルスプリング５４ｄが圧縮される。この圧縮されたコイルスプリング５４ｄの復元力にて、導体５４ｅは現像側電極部材５５に所定の接触圧で接触する。また、この場合、導体５４ｅの接触面を曲面状にすることで、上記と同様に、接触による摩擦力を低減することができる。また、図示省略するが、図１４に示す例とは反対に、現像側電極部材５５を、コイルスプリングとその先端に設けられた導体とから成る電極部材で構成してもよい。

上記のように、本実施形態の構成では、感光体ユニットＵ１と現像ユニットＵ２との組み付け時に、電極部材５４，５５同士が互いに接触するため、この接触による摩擦抵抗が各ユニットＵ１，Ｕ２の長手方向の片側で生じる。仮に、この摩擦抵抗による影響で、感光体ユニットＵ１に対して現像ユニットＵ２を付勢する付勢力のバランスが崩れると、現像ローラ４１を感光体２に対して狙いの位置又は狙いの当接圧で当接させることができない可能性がある。

図２０及び図２１は、本実施形態とは異なる構成の比較例を示す図である。
図２０に示す比較例では、電極部材５４，５５同士の接触部Ｋが下方のコイルバネ５３よりもさらに下方に位置している。このような位置に接触部Ｋを配置すると、接触部Ｋを中心として、両コイルバネ５２，５３の付勢力Ｆ２，Ｆ３によるモーメントが、いずれも図の反時計回りに生じる。その結果、反駆動側において、現像ユニットＵ２が図の二点鎖線で示す正しい姿勢に対して反時計回りに回転した姿勢に保持され、現像ローラ４１が狙いの当接位置に対してずれたり傾いたりする。

反対に、図２１に示すように、接触部Ｋが上方のコイルバネ５２よりもさらに上方に位置する場合は、接触部Ｋを中心として、両コイルバネ５２，５３の付勢力Ｆ２，Ｆ３によるモーメントが、いずれも図の時計回りに生じる。従って、この場合は、反駆動側において、現像ユニットＵ２が時計回りに回転した姿勢に保持され、現像ローラ４１が狙いの当接位置に対してずれたり傾いたりする。

上記図２０及び図２１に示す例のように、現像ローラ４１が狙いの当接位置に対してずれたり傾いたりすると、現像ローラ４１の回転周期毎に横帯状の異常画像が出力される場合がある。また、接触部Ｋによる摩擦力の影響によって、現像ユニットＵ２自体にねじれが生じると、現像ローラ４１の端部が感光体２と当接できず、白抜け画像が発生したり、現像ローラ４１に偏摩耗が生じることによって縦帯状の濃度ムラが発生したりする場合もある。

そこで、本実施形態では、電極部材５４，５５同士の摩擦抵抗によって現像ユニットＵ２を付勢する付勢力のバランスが崩れないようにするため、以下のように構成している。

具体的に、本実施形態では、図１５に示すように、現像ローラ４１の軸方向から見て、現像側電極部材５５と感光側電極部材５４との接触部Ｋを、上部に設けられた第１の反駆動側コイルバネ５２と下部に設けられた第２の反駆動側コイルバネ５３との間に位置するように構成している。

このように、接触部Ｋを上方のコイルバネ５２と下方のコイルバネ５３の間に位置するようにすることで、図１６に示すように、接触部Ｋを中心とする、両コイルバネ５２，５３の付勢力Ｆ２，Ｆ３によるモーメントが、互いに反対方向に作用する。この場合、上方のコイルバネ５２の付勢力Ｆ２によるモーメントは、反時計回りに生じ、下方のコイルバネ５３の付勢力Ｆ３によるモーメントは、時計回りに生じる。このように、本実施形態では、両コイルバネ５２，５３の付勢力Ｆ２，Ｆ３によるモーメントが互いに反対方向となることで、両モーメントによる回転力は打ち消し合って低減される。その結果、現像ユニットＵ２を正しい姿勢で保持することができ、現像ローラ４１を感光体２に対して狙いの当接位置及び当接圧で当接させることができる。

また、より好ましくは、接触部Ｋを中心としたときの、両コイルバネ５２，５３の付勢力Ｆ２，Ｆ３によるモーメントが互いに釣り合うように、感光側電極部材５４と現像側電極部材５５を配置するのがよい。これにより、両モーメントによる回転力が完全に相殺されるため、現像ユニットＵ２に作用する回転力がなくなり、現像ユニットＵ２の姿勢をより安定させ、現像ローラ４１をより確実に狙いの当接位置及び当接圧で当接させることが可能となる。

特に、本実施形態では、現像ユニットＵ２の姿勢を安定させるため、図１６に示すように、反駆動側の２つのコイルバネ５２，５３を、当接状態にある感光体２と現像ローラ４１の各回転中心Ｏ１，Ｏ２を通る直線Ｌを挟んで、互いに反対側に配設している。また、本実施形態では、接触部Ｋにおける摩擦抵抗の影響を少なくするため、接触部Ｋが、前記直線Ｌ上に存在するように、感光側電極部材５４と現像側電極部材５５とを配設している。

さらに好ましくは、図１７に示すように、接触部Ｋが、当接状態にある感光体２と現像ローラ４１の各回転中心Ｏ１，Ｏ２を通る直線Ｌ上であって、かつ、現像ローラ４１の軸延長線上又はその近傍に存在するように、感光側電極部材５４と現像側電極部材５５とを配設するのがよい。この場合、接触部Ｋにおける摩擦抵抗の影響をより少なくすることができ、現像ユニットＵ２を正しい姿勢で当接させることができる。

また、接触部Ｋにおける摩擦力の低減を図るために、図１８に示すように、接触部Ｋに導電性の潤滑剤を塗布してもよい。また、図１９に示すように、接触部Ｋに導電性のカーボン端子を介在させることも効果的である。導電性のカーボン端子を介在させた場合は、感光側電極部材５４と現像側電極部材５５との接触圧を低く設定することができるので、結果的に接触部Ｋにおける摩擦力を低減することができる。

以上のように、本発明によれば、現像ユニットの片側に電極部材（現像側電極部材５５）を設けた構成においても、その電極部材と電源側の電極部材（感光側電極部材５４）との接触部における摩擦力の影響を低減することができるので、現像ユニットを正しい姿勢で保持することができる。これにより、現像ローラを感光体に対して狙いの位置及び当接圧で当接させることができるので、異常画像の発生を防止することが可能となる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、現像ローラを感光体に対して当接させる構成、すなわち一成分現像剤を用いた現像装置に、本発明を適用した場合を説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、現像ローラを感光体に対して所定のギャップを介して対向させる構成、すなわち二成分現像剤を用いた現像装置においても適用可能である。この場合は、本発明を適用することで、上記と同様に、電極部材間の接触部における摩擦力の影響を低減することができるので、現像ローラを感光体に対して狙いのギャップで保持することができ、異常画像の発生を防止することが可能である。

また、上述の実施形態では、現像側電極部材によって給電される現像側被給電部材を、現像ローラとしたが、規制ブレードなどの他の部材に給電する導通経路においても、同様に本発明の構成を適用可能である。

１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ） プロセスユニット
２ 感光体
４ 現像装置
４０ａ 側壁部
４０ｂ 側壁部
４０ｄ 回転軸
４０ｆ 回転移動軸
４１ 現像ローラ（現像剤担持体）
５０ａ 支持壁
５０ｂ 支持壁
５０ｃ 孔
５０ｅ 溝
５１ 駆動側コイルバネ（付勢部材）
５２ 第１の反駆動側コイルバネ（付勢部材）
５３ 第２の反駆動側コイルバネ（付勢部材）
５４ 感光側電極部材（電源側の電極部材）
５５ 現像側電極部材
Ｆ２ 第１の反駆動側コイルバネの付勢力
Ｆ３ 第２の反駆動側コイルバネの付勢力
Ｋ 接触部
Ｌ 感光体と現像ローラの各回転中心を通る直線
Ｏ１ 感光体の回転中心
Ｏ２ 現像ローラの回転中心

特開２０１３−２０２３３号公報

Claims (10)

1. 感光体の表面に現像剤を供給する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体を前記感光体側へ付勢する付勢部材と、
   前記現像剤担持体の軸方向一端部側で電源側の電極部材と接触して現像側被給電部材に対して給電する現像側電極部材とを備えた現像装置において、
   前記現像側電極部材が設けられた側に前記付勢部材を２つ設け、
   前記現像剤担持体の軸方向から見て、前記電源側の電極部材に対する前記現像側電極部材の接触部を、前記２つの付勢部材の間に位置するように構成したことを特徴とする現像装置。
2. 前記電源側の電極部材に対する前記現像側電極部材の接触部を中心としたときの、前記２つの付勢部材の付勢力によるモーメントが互いに釣り合うように、前記現像側電極部材を配設した請求項１に記載の現像装置。
3. 前記電源側の電極部材に対する前記現像側電極部材の接触部が当接状態にある前記感光体と前記現像剤担持体との各回転中心を通る直線上に存在するように、前記現像側電極部材を配設した請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記電源側の電極部材に対する前記現像側電極部材の接触部が前記現像剤担持体の軸延長線上又はその近傍に存在するように、前記現像側電極部材を配設した請求項３に記載の現像装置。
5. 前記現像剤担持体の軸方向両端部を支持する一対の側壁部を、前記感光体の軸方向両端部を支持する一対の支持壁に対して組み付け可能に構成し、
   前記側壁部の一方に、前記現像側電極部材を設け、
   前記一方の側壁部と同じ側の前記支持壁に、前記電源側の電極部材を設けた請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記一方の側壁部は、前記支持壁の一方に対して、溝と、当該溝内で移動可能でかつ回転可能に挿入される回転移動軸とを介して組み付け可能に構成され、
   他方の前記側壁部は、前記支持壁の他方に対して、孔と、当該孔に回転可能に挿入される回転軸とを介して組み付け可能に構成された請求項５に記載の現像装置。
7. 前記２つの付勢部材を、当接状態にある前記感光体と前記現像剤担持体との各回転中心を通る直線を挟んで、互いに反対側に配設した請求項１から６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記現像側電極部材と前記電源側の電極部材の少なくとも一方は、前記接触部において前記現像剤担持体の軸方向へ弾性変位可能に構成された請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 画像形成装置本体に対して着脱可能に構成され、感光体と請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置とを少なくとも備えたことを特徴とするプロセスユニット。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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