JP7613136B2

JP7613136B2 - ドラムカートリッジ

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Publication number: JP7613136B2
Application number: JP2021012912A
Authority: JP
Inventors: 郷岩佐
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2025-01-15
Anticipated expiration: 2041-01-29
Also published as: JP2022116635A

Description

本開示は、帯電ワイヤを備えたドラムカートリッジに関する。

従来、ドラムカートリッジとして、感光体ドラムを帯電させる帯電ワイヤと、帯電ワイヤを引っ張るトーションバネとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この技術では、帯電ワイヤは、第１方向に延びている。トーションバネは、第１方向に直交する第２方向に沿った軸を中心とするコイル部を有している。コイル部の第２方向における長さは、コイル部の外径よりも大きい。

特開２００６－０３９１３９号公報

しかしながら、従来技術では、コイル部の第２方向における長さがコイル部の外径よりも大きいので、ドラムカートリッジが第２方向に大型化するおそれがある。
そこで、ドラムカートリッジが第２方向に大型化することを抑制するために、コイル部の外径を維持した状態で、コイル部の第２方向における長さのみを短くすることが考えられる。しかしながら、コイル部の外径を維持した状態で、コイル部の第２方向における長さを短くすると、トーションバネの帯電ワイヤを引っ張る付勢力が小さくなってしまうおそれがある。

そこで、本開示は、ドラムカートリッジが、第２方向に大型化することを抑制しつつ、トーションバネの帯電ワイヤを引っ張る付勢力が小さくなることを抑制することを目的とする。

前記課題を解決するため、本開示に係るドラムカートリッジは、第１方向に延びるドラム軸について回転可能な感光体ドラムと、前記感光体ドラムを帯電させるための帯電ワイヤであって、前記第１方向に延びる帯電ワイヤと、前記帯電ワイヤを引っ張るトーションバネであって、前記第１方向に交差する第２方向に沿った軸を中心とするコイル部を有するトーションバネと、ドラムフレームと、を備える。
前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さよりも長く、前記ドラムフレームは、第２方向に延びるボスであって、前記コイル部内に入るボスを有する。

この構成によれば、コイル部の外径をコイル部の第２方向における長さよりも長くすることで、ドラムカートリッジが第２方向に大型化するのを抑制することができ、かつ、帯電ワイヤを引っ張る付勢力を確保することができる。また、ドラムフレームがコイル部内に入るボスを有するので、トーションバネの位置がずれるのをボスによって規制することができる。

また、前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さの１．５倍以上であってもよい。

また、前記第２方向は、前記第１方向と直交してもよい。

また、前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さの３倍以上であってもよい。

また、前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さの５倍以上であってもよい。

また、前記ボスは、前記コイル部を保持してもよい。

また、前記帯電ワイヤは、前記第１方向に延びる直線部を有し、前記ボスは、前記第１方向において、前記直線部と重なってもよい。

また、前記ドラムカートリッジは、本体電極を有する本体筐体に着脱可能であり、前記トーションバネは、前記本体電極と接触する帯電電極を有していてもよい。

また、前記ドラムカートリッジは、前記トーションバネを前記第２方向から覆うカバーを備え、前記カバーは、前記コイル部の外周に沿った円弧状のリブを有していてもよい。

この構成によれば、例えばカバーの外側に他のカートリッジの導電部材が隣接する場合において、リブによって導電部材とコイル部との絶縁距離を大きくすることができる。

また、前記リブは、絶縁性樹脂からなっていてもよい。

また、前記カバーは、絶縁性樹脂からなっていてもよい。

また、前記コイル部の巻き数は、３巻き以下であってもよい。

また、前記コイル部の巻き数は、２巻き以下であってもよい。

また、前記トーションバネは、前記第１方向における前記帯電ワイヤの一端と接続されていてもよい。

また、前記トーションバネは、前記帯電ワイヤを前記第１方向とは異なる方向に引っ張るように構成されていてもよい。

本開示によれば、ドラムカートリッジが、帯電ワイヤに直交する方向に大型化するのを抑制することができる。

本開示の実施形態に係るドラムカートリッジを備えたカラープリンタを示す断面図である。トーションバネ周りの構造を示す斜視図（ａ）と、ドラムフレームにカバーを取り付けた状態を示す斜視図（ｂ）である。トーションバネを示す斜視図である。トーションバネ周りの構造を示す断面図である。カバーを示す斜視図である。カバーの一部を破断して示す平面図である。第１リブの変形例を示す斜視図（ａ）と平面図（ｂ）である。

以下、本開示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。
図１に示すように、カラープリンタ１は、本体筐体１０と、シート供給部２０と、画像形成部３０と、排出部９０とを備えている。

本体筐体１０は、開口１０Ａと、アッパーカバー１１とを有している。開口１０Ａは、後述するプロセスカートリッジ４０が通過可能な開口である。アッパーカバー１１は、開口１０Ａを開閉するためのカバーである。アッパーカバー１１の上面は、本体筐体１０から排出されたシートＳが排出される排出トレイ１１Ａとなっている。アッパーカバー１１は、ＬＥＤユニット３１を保持するＬＥＤ取付部材１１Ｂを有している。

シート供給部２０は、供給トレイ２１と、シート搬送ローラ２２とを備えている。供給トレイ２１は、シートＳを収容する。シート搬送ローラ２２は、供給トレイ２１から感光体ドラム５１に向けてシートＳを搬送する。

画像形成部３０は、４つのＬＥＤユニット３１と、４つのプロセスカートリッジ４０と、転写ユニット７０と、定着装置８０とを備えている。

ＬＥＤユニット３１は、感光体ドラム５１を露光する複数のＬＥＤ（図示略）を備えている。ＬＥＤユニット３１は、ＬＥＤ取付部材１１Ｂに回動可能に連結されている。

プロセスカートリッジ４０は、アッパーカバー１１とシート供給部２０との間で前後方向に並んで配置されている。プロセスカートリッジ４０は、ドラムカートリッジ５０と、現像カートリッジ６０とを備えている。ドラムカートリッジ５０は、本体筐体１０に着脱可能となっている。ドラムカートリッジ５０は、感光体ドラム５１と、帯電器５２と、クリーニングローラ５３とを備えている。

感光体ドラム５１は、第１方向に延びるドラム軸Ｘ１について回転可能である。
帯電器５２は、感光体ドラム５１を帯電させるための帯電ワイヤ５２Ａを備えている。帯電ワイヤ５２Ａは、第１方向に延びている。

クリーニングローラ５３は、感光体ドラム５１をクリーニングするためのローラである。クリーニングローラ５３は、感光体ドラム５１に接触している。

現像カートリッジ６０は、ドラムカートリッジ５０に着脱可能となっている。現像カートリッジ６０は、現像ローラ６１と、供給ローラ６２と、トナー収容室６３とを備えて構成されている。

現像ローラ６１は、感光体ドラム５１にトナーを供給するローラである。供給ローラ６２は、現像ローラ６１にトナーを供給するローラである。

転写ユニット７０は、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。駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、搬送ベルト７３を回転させるためのローラである。搬送ベルト７３は、無端状のベルトである。転写ローラ７４は、搬送ベルト７３の内側に配置されている。転写ローラ７４は、感光体ドラム５１との間で搬送ベルト７３を挟む。

定着装置８０は、加熱ローラ８１と、加圧ローラ８２とを備えている。加熱ローラ８１は、感光体ドラム５１から搬送されたシートＳにトナー像を定着させるローラである。加圧ローラ８２は、加熱ローラ８１との間でシートＳを挟む。

画像形成部３０では、帯電器５２が、感光体ドラム５１の表面を帯電する。その後、ＬＥＤユニット３１が、感光体ドラム５１の表面を露光する。これにより、感光体ドラム５１上に静電潜像が形成される。

供給ローラ６２および現像ローラ６１は、トナー収容室６３内のトナーを、感光体ドラム５１上の静電潜像に供給する。これにより、感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。

搬送ベルト７３は、シートＳを搬送する。シートＳは、感光体ドラム５１と転写ローラ７４の間を通過する。この際、感光体ドラム５１上のトナー像が、シートＳに転写される。その後、シートＳは、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を通過する。この際、シートＳ上に転写されたトナー像が、シートＳ上に熱定着される。

排出部９０は、排出ローラ９１を備えている。排出ローラ９１は、定着装置８０から搬送されたシートＳを排出トレイ１１Ａに排出する。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、ドラムカートリッジ５０は、トーションバネ５４と、ドラムフレーム５５と、カバー５６とをさらに備えている。トーションバネ５４は、例えば金属からなる。ドラムフレーム５５は、例えば非導電性の樹脂からなる。カバー５６は、例えば絶縁性樹脂からなる。

トーションバネ５４は、帯電ワイヤ５２Ａを引っ張るバネである。トーションバネ５４は、コイル部５４Ａと、第１アーム部５４Ｂと、第２アーム部５４Ｃとを有する。

コイル部５４Ａは、第１方向に交差する第２方向に沿った軸Ｘ２を中心とするコイル部である。好ましくは、第２方向は、第１方向と直交する。なお、本実施形態では、第２方向は、第１方向と直交する。

ドラムフレーム５５は、ボス５５Ａを有する。ボス５５Ａは、第２方向に延びる。ボス５５Ａは、コイル部５４Ａ内に入る。詳しくは、ボス５５Ａは、コイル部５４Ａ内に嵌る。ボス５５Ａは、コイル部５４Ａを保持する。

図３に示すように、コイル部５４Ａの外径Ｄ１は、コイル部５４Ａの第２方向における長さＬ１よりも長い。外径Ｄ１は、長さＬ１の１．５倍以上がよく、３倍以上が好ましく、５倍以上がより好ましい。また、外径Ｄ１の上限値は、長さＬ１の７倍以下が好ましい。

また、コイル部５４Ａの巻き数は、３巻き以下がよく、２巻き以下が好ましい。ここで、巻き数は、ドラムフレーム５５のボス５５Ａに嵌った状態のコイル部５４Ａの巻き数をいう。

図２（ａ）に示すように、第１アーム部５４Ｂは、第１方向における帯電ワイヤ５２Ａの一端と接続されている。第２アーム部５４Ｃは、後述する本体電極１２（図６参照）と接触する帯電電極５４Ｄを有する。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、カバー５６は、トーションバネ５４を第２方向から覆っている。図４に示すように、ドラムカートリッジ５０は、現像ローラ６１に電気を供給するための導電用バネ５７をさらに備えている。導電用バネ５７は、ドラムカートリッジ５０が本体筐体１０に装着された状態で、図示せぬ本体筐体１０の本体接点と接触する。導電用バネ５７は、現像カートリッジ６０がドラムカートリッジ５０に装着された状態で、図示せぬ現像カートリッジ６０の現像電極と接触する。現像ローラ６１は、図示せぬ現像電極と電気的に接続されている。すなわち、現像カートリッジ６０を装着した状態のドラムカートリッジ５０が本体筐体１０に装着された場合に、図示せぬ本体筐体１０の本体接点は、導電用バネ５７および図示せぬ現像カートリッジ６０の現像電極を介して現像ローラ６１に電気的に接続されている。導電用バネ５７は、感光体ドラム５１で搬送されるシートＳの搬送方向において、ドラム軸Ｘ１よりも上流に位置する。トーションバネ５４は、搬送方向において、ドラム軸Ｘ１よりも下流に位置する。

このように導電用バネ５７とトーションバネ５４が配置されている場合には、搬送方向に隣接する２つのドラムカートリッジ５０の間で、放電するおそれがある。以下、この問題について説明する。なお、以下の説明では、搬送方向に隣接する２つのドラムカートリッジ５０のうち、上流のドラムカートリッジ５０を「第１ドラムカートリッジ５０Ｘ」とも称し、下流のドラムカートリッジ５０を「第２ドラムカートリッジ５０Ｙ」とも称する。また、以下の説明では、第１ドラムカートリッジ５０Ｘを構成する部材の符号の末尾に「Ｘ」を付し、第２ドラムカートリッジ５０Ｙを構成する部材の符号の末尾に「Ｙ」を付して区別する場合がある。

導電用バネ５７が、感光体ドラム５１で搬送されるシートＳの搬送方向において、ドラム軸Ｘ１よりも上流に位置し、トーションバネ５４が、搬送方向において、ドラム軸Ｘ１よりも下流に位置する場合には、第１ドラムカートリッジ５０Ｘおよび第２ドラムカートリッジ５０Ｙが本体筐体１０に装着された状態において、第１ドラムカートリッジ５０Ｘのトーションバネ５４が、第２ドラムカートリッジ５０Ｙの導電用バネ５７の近くに配置される。これにより、第１ドラムカートリッジ５０Ｘのトーションバネ５４Ｘと、第２ドラムカートリッジ５０Ｙの導電用バネ５７Ｙとの絶縁距離が確保できにくい。そのため、トーションバネ５４Ｘと導電用バネ５７Ｙとの間で放電するおそれがある。これに対し、本実施形態では、絶縁性のカバー５６が、トーションバネ５４を第２方向から覆うことで、トーションバネ５４Ｘと導電用バネ５７Ｙとの間での放電を抑制できる。

図５に示すように、カバー５６は、第１部位５６Ａと、第２部位５６Ｂと、第３部位５６Ｃと、リブの一例としての第１リブ５６Ｄと、第２リブ５６Ｅとを有する。カバー５６は、絶縁性樹脂からなる。第１部位５６Ａは、図２に示すように、コイル部５４Ａを覆う。第１部位５６Ａは、図４に示すように、ボス５５Ａの先端と接触する。

図２に示すように、第２部位５６Ｂは、第１アーム部５４Ｂを覆う。第３部位５６Ｃは、第２アーム部５４Ｃを覆う。第３部位５６Ｃは、孔Ｈ１を有する。孔Ｈ１は、帯電電極５４Ｄをカバー５６から露出させる。

図５に示すように、第１リブ５６Ｄおよび第２リブ５６Ｅは、第１部位５６Ａからドラムフレーム５５に向けて突出する。図６に示すように、第１リブ５６Ｄは、コイル部５４Ａの外周に沿った円弧状のリブである。第１リブ５６Ｄは、コイル部５４Ａの外周の略半分を覆っている。第２リブ５６Ｅは、第１方向に沿った直線状のリブである。コイル部５４Ａは、第１方向および第２方向に交差する第３方向において、第１リブ５６Ｄと第２リブ５６Ｅの間に位置する。好ましくは、第３方向は、第１方向および第２方向と直交する。なお、本実施形態では、第３方向は、第１方向および第２方向と直交する。

ドラムフレーム５５は、帯電ワイヤ５２Ａを第３方向で挟む挟持部５５Ｂを有する。図示は省略するが、挟持部５５Ｂは、帯電ワイヤ５２Ａの第１方向の一端部と帯電ワイヤ５２Ａの第１方向の他端部に１つずつ配置されている。詳しくは、挟持部５５Ｂは、帯電ワイヤ５２Ａの第１方向の一端部に位置する第１挟持部５５Ｂ１と、帯電ワイヤ５２Ａの第１方向の他端部に位置する、図示しない第２挟持部５５Ｂ２と、を有している。

帯電ワイヤ５２Ａは、第１方向に延びる直線部Ｗ１と、直線部Ｗ１に対して傾斜した傾斜部Ｗ２とを有する。直線部Ｗ１は、第１挟持部５５Ｂ１から第２挟持部５５Ｂ２の範囲にわたって第１方向に延びている。

傾斜部Ｗ２は、トーションバネ５４によって引っ張られることによって直線部Ｗ１に対して傾斜している。つまり、トーションバネ５４は、帯電ワイヤ５２Ａを第１方向とは異なる方向に引っ張るように構成されている。

傾斜部Ｗ２は、トーションバネ５４の一部が挿入されるリング状のリング部Ｗ２１を有する。ボス５５Ａの外径およびコイル部５４Ａの外径は、リング部Ｗ２１の外径よりも大きい。

ボス５５Ａは、第１方向において、直線部Ｗ１と重なっている。言い換えると、第３方向において、直線部Ｗ１は、ボス５５Ａの範囲内に位置する。

本体筐体１０は、本体電極１２を有する。本体電極１２は、トーションバネ５４を介して帯電ワイヤ５２Ａに電気を供給するための電極である。ドラムカートリッジ５０が本体筐体１０に装着された状態において、本体電極１２は、トーションバネ５４の帯電電極５４Ｄと接触する。

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。
コイル部５４Ａの外径Ｄ１をコイル部５４Ａの第２方向における長さＬ１よりも長くすることで、ドラムカートリッジ５０が第２方向に大型化するのを抑制することができ、かつ、帯電ワイヤ５２Ａを引っ張る付勢力を確保することができる。また、ドラムフレーム５５がコイル部５４Ａ内に入るボス５５Ａを有するので、トーションバネ５４の位置がずれるのをボス５５Ａによって規制することができる。

カバー５６が第１リブ５６Ｄおよび第２リブ５６Ｅを有するので、カバー５６の外側に隣接する第２ドラムカートリッジ５０Ｙの導電用バネ５７Ｙと、第１ドラムカートリッジ５０Ｘのコイル部５４Ａとの絶縁距離を大きくすることができる。

なお、本開示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、円弧状のリブとして、コイル部５４Ａの外周の略半分を覆う第１リブ５６Ｄを例示したが、本発明はこれに限定されない。コイル部の周方向における円弧状のリブの長さは、任意に設定できる。例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、コイル部５４Ａの周方向における円弧状のリブ（以下、「円弧リブ５６１」とも称する。）の長さを、コイル部５４Ａの外周の略１／４を覆う程度の長さとしてもよい。具体的に、図７に示す第２実施形態では、ドラムカートリッジ５０は、前記実施形態とは異なる第１リブ５６Ｆを有する。

第１リブ５６Ｆは、円弧リブ５６１と、直線状の第１直線リブ５６２、第２直線リブ５６３および第３直線リブ５６４とを有する。第１直線リブ５６２は、第３方向において、コイル部５４Ａに対して第２リブ５６Ｅとは反対側に位置する。第１直線リブ５６２は、第１方向に延びる。

円弧リブ５６２は、第１方向において、第１直線リブ５６２に対して帯電ワイヤ５２Ａとは反対側に位置する。円弧リブ５６２は、第１直線リブ５６２の第１方向の一端から第２リブ５６Ｅに向けて円弧状に延びる。

第２直線リブ５６２は、第１直線リブ５６２の第１方向の他端から第２リブ５６Ｅに向けて第３方向に沿って延びる。第３直線リブ５６３は、第２直線リブ５６２の第２リブ５６Ｅ側の端から帯電ワイヤ５２Ａの直線部Ｗ１に向けて第１方向に沿って延びる。

前記実施形態では、ボスがコイル部内に嵌るように構成したが、本発明はこれに限定されない。ボスの外周面とコイル部の内周面の間に隙間が空いた状態で、ボスがコイル部内に入っていてもよい。

トーションバネは、帯電電極を有していなくてもよい。例えば、帯電電極を、トーションバネとは別部材としてもよい。この場合、帯電電極に供給された電気が、トーションバネを介して帯電ワイヤに供給されてもよい。

前記実施形態では、カバーが絶縁性樹脂からなることとしたが、少なくともリブが絶縁性樹脂からなっていればよい。例えば、リブが絶縁性樹脂からなり、カバーのその他の部位が絶縁性の他の材料からなっていてもよい。

前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

５０ドラムカートリッジ
５１感光体ドラム
５２Ａ帯電ワイヤ
５４トーションバネ
５４Ａコイル部
５５ドラムフレーム
５５Ａボス
Ｘ１ドラム軸
Ｘ２軸

Claims

第１方向に延びるドラム軸について回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを帯電させるための帯電ワイヤであって、前記第１方向に延びる帯電ワイヤと、
前記帯電ワイヤを引っ張るトーションバネであって、前記第１方向に交差する第２方向に沿った軸を中心とするコイル部を有するトーションバネと、
ドラムフレームと、を備え、
前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さよりも長く、
前記ドラムフレームは、第２方向に延びるボスであって、前記コイル部内に入るボスを有し、
前記帯電ワイヤは、前記第１方向に延びる直線部を有し、
前記ボスは、前記第１方向において、前記直線部と重なることを特徴とするドラムカートリッジ。
前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さの１．５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のドラムカートリッジ。
前記第２方向は、前記第１方向と直交することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドラムカートリッジ。
前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さの３倍以上であることを特徴とする請求項２に記載のドラムカートリッジ。
前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さの５倍以上であることを特徴とする請求項４に記載のドラムカートリッジ。
前記ボスは、前記コイル部を保持することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
前記ドラムカートリッジは、本体電極を有する本体筐体に着脱可能であり、
前記トーションバネは、前記本体電極と接触する帯電電極を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
前記トーションバネを前記第２方向から覆うカバーを備え、
前記カバーは、前記コイル部の外周に沿った円弧状のリブを有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
前記リブは、絶縁性樹脂からなることを特徴とする請求項８に記載のドラムカートリッジ。
前記カバーは、絶縁性樹脂からなることを特徴とする請求項９に記載のドラムカートリッジ。
前記コイル部の巻き数は、３巻き以下であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
前記コイル部の巻き数は、２巻き以下であることを特徴とする請求項１１に記載のドラムカートリッジ。
前記トーションバネは、前記第１方向における前記帯電ワイヤの一端と接続されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
前記トーションバネは、前記帯電ワイヤを前記第１方向とは異なる方向に引っ張ることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
第１方向に延びるドラム軸について回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを帯電させるための帯電ワイヤであって、前記第１方向に延びる帯電ワイヤと、
前記帯電ワイヤを引っ張るトーションバネであって、前記第１方向に交差する第２方向に沿った軸を中心とするコイル部を有するトーションバネと、
ドラムフレームと、
前記トーションバネを前記第２方向から覆うカバーと、を備え、
前記コイル部の外径は、前記コイル部の前記第２方向における長さよりも長く、
前記ドラムフレームは、第２方向に延びるボスであって、前記コイル部内に入るボスを有し、
前記カバーは、前記コイル部の外周に沿った円弧状のリブを有することを特徴とするドラムカートリッジ。