JP2001066970A - プロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動時の電子写真感光体に対する現像剤担持
体の加圧力の変動を抑制し、加圧力を最適な値に保つこ
とにより、電子写真感光体と現像剤担持体との間隔を一
定に保持し、常に良好な画像を形成する。 【解決手段】 ドラムギア１４を有する感光体ドラム５
を回転可能に支持する感光体ユニット３とスリーブギア
１５を有する現像ローラを回転可能に支持する現像ユニ
ット４を結合部で結合するプロセスカートリッジ２にお
いて、結合の支点９ａをドラムギア１４とスリーブギア
１５の噛み合い圧力角方向に配置し、且つ噛み合い圧力
角方向の直交方向に移動可能に支持される構成とするこ
とにより、駆動時に現像ユニット４を回転させる回転モ
ーメントが生じない位置に支点部９ｂを位置決めし、電
子写真感光体に対する現像剤担持体の加圧力を安定させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等の画像形成装置に着脱自在に取り付
けられ、像担持体上に形成された静電潜像をトナーによ
って現像するプロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式によって画像形成を
行う画像形成装置においては、小型化並びにメンテナン
スの容易さの点から、電子写真感光体、電子写真感光体
の表面を一様に帯電する帯電手段、電子写真感光体の表
面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手
段、及び現像動作後に電子写真感光体の表面に残留する
トナーを排除するクリーニング手段等のプロセス手段を
ユニット化し、画像形成装置本体に対して着脱自在とし
たプロセスカートリッジが採用されている。プロセスカ
ートリッジの構成としては、一般に、電子写真感光体、
帯電手段、クリーニング手段等を収容する感光体ユニッ
トと、現像剤担持体、トナーホッパ等を含む現像手段を
収容する現像ユニットを設け、２つのユニットを結合部
材によって結合した形式のものが知られている。このよ
うなプロセスカートリッジでは、感光体ユニットが、結
合部材により回動可能に保持されており、現像ユニット
の自重や加圧バネにより、感光体ユニット側へ付勢さ
れ、現像剤担持体の軸に設けられた突き当てコロを電子
写真感光体に接触させることで、現像剤担持体が電子写
真感光体側に付勢され、静電潜像の現像が行われる。

【０００３】この時、電子写真感光体と現像剤担持体と
の微小間隔は、現像剤担持体の軸に設けられた突き当て
コロを電子写真感光体に接触させることで決定される
が、駆動時に現像ユニットが電子写真感光体から逃げる
方向に力が働くと、加圧バネ等で付勢しても、電子写真
感光体への突き当てコロの接触状態を安定させることが
できず、画像抜け等の異常画像が発生してしまう。そこ
で、この問題を回避するために、現像ユニットの回動の
支点を電子写真感光体側のドラムギアと現像剤担持体側
のスリーブギアの噛み合い圧力角方向に対してゼロの位
置とするか、あるいは、特開平８−３３９１４９号公報
に開示されるように、現像ユニットの回動の支点をドラ
ムギアとスリーブギアの噛み合い圧力角方向に対して、
駆動時に現像ユニットが電子写真感光体に食い込む力が
働く側に若干傾いた位置に設定し、現像ユニットの従動
側に設けられた支点のガタ量を規制し、これにより、電
子写真感光体に対する現像剤担持体の加圧力の安定化を
図っている。

【０００４】しかし、特開平８−３３９１４９号公報に
示されるように、駆動時に現像ユニットを電子写真感光
体に食い込ませた状態に支点位置を設定すると、突発
的、あるいは経時的な各種の負荷変動により、加圧力の
バランスが崩れてしまい、電子写真感光体と現像剤担持
体との微小間隔が変動し、異常画像が発生する。また、
このような駆動の影響をなくすためには、感光体ユニッ
トと現像ユニットの支点を、ドラムギアとスリーブギア
の噛み合い圧力角方向に正確に設定し、駆動時に現像ユ
ニットにかかる力を支点で圧力角方向にすべて受けるよ
うにすればよいが、部品精度等の制約があり困難であ
る。支点の位置が噛み合い圧力角方向からずれている
と、現像ユニットにかかる力により、回転モーメントが
発生し、現像ローラの端部に設けられ、感光体ドラムに
突き当てるように保持される突き当てコロと感光体ドラ
ムとの接触状態に影響を与える。このように、回転モー
メントによって突き当てコロと感光体ドラムが離れてし
まうことを防ぐために、従来は、回転モーメントによっ
て、突き当てコロと感光体ドラムが接触する方向に力が
働くように支点位置を設定する方法が一般に用いられて
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術には、次のような問題がある。回転モーメントによ
って突き当てコロと感光体ドラムが離れてしまうことを
防ぐために、回転モーメントにより、突き当てコロと感
光体ドラムが接触する方向に力が働くように支点を設け
る方法を用いた場合、回転モーメント力は、現像ユニッ
トの駆動トルクの変動によって変化するため、経時によ
るトルク変動などの影響を受け、現像ローラの駆動側と
従動側で加圧力のバランスを取ることが難しく、白抜け
等の異常画像の発生の原因となる。

【０００６】本発明は、上記の問題に鑑みて成されたも
のであり、その目的は、駆動時の電子写真感光体に対す
る現像剤担持体の加圧力の変動を抑制し、加圧力を最適
な値に保つことにより、電子写真感光体と現像剤担持体
との間隔を一定に保持し、常に良好な画像を形成するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明の請求項１に記載の発明は、駆動ギアを有
する電子写真画像形成装置本体に対して着脱自在なプロ
セスカートリッジであって、 前記駆動ギアと噛合する
ドラムギアを有する電子写真感光体と、 前記ドラムギ
アと噛合するスリーブギアを有する現像剤担持体を備
え、 前記電子写真感光体を回転可能に支持する第一枠
体と、 前記現像剤担持体を回転可能に支持する第二枠
体から成り、 前記第一枠体と前記第二枠体を結合し、
前記第二枠体を前記第一枠体に対して付勢すると共
に、回動可能に支持する結合部材を有するプロセスカー
トリッジにおいて、 前記結合部材は、前記第二枠体の
長手方向同軸上の駆動側の端部と従動側の端部に、前記
ドラムギアと前記スリーブギアの噛み合い圧力角方向に
一つずつ取り付けられ、 前記第二枠体の駆動側におけ
る回動の支点は、前記ドラムギアと前記スリーブギアの
噛み合い圧力角方向の直交方向に移動可能であるプロセ
スカートリッジを提供する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、前記第二枠体の
従動側における回動の支点が、前記噛み合い圧力角方向
の直交方向に移動可能である請求項１に記載のプロセス
カートリッジを提供する。

【０００９】請求項３に記載の発明は、前記第二枠体の
駆動側における回動の支点が、前記電子写真感光体と前
記現像剤担持体の接触点を中心とする円の円周方向に概
ね一致する方向に移動可能である請求項１に記載のプロ
セスカートリッジを提供する。

【００１０】請求項４に記載の発明は、前記第二枠体の
従動側における回動の支点が、前記電子写真感光体と前
記現像剤担持体の接触点を中心とする円の円周方向に概
ね位置する方向に移動可能である請求項３に記載のプロ
セスカートリッジを提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプロセスカートリ
ッジの実施形態を図に基づいて説明する。図１は、本発
明のプロセスカートリッジが適用されるレーザープリン
タを示す概略構成図である。このレーザープリンタは、
図２に示すようにレーザープリンタ本体１に着脱可能な
プロセスカートリッジ２を装着して使用するように構成
されている。上記レーザープリンタ本体１は、光書き込
みユニット１８、給紙トレイ１９、給紙コロ２０、レジ
ストローラ２１、転写手段２２、定着ユニット２３及び
プロセスカートリッジ２を着脱するための開口部に開閉
自在に設けられたカバー部材２４等を備える。上記プロ
セスカートリッジ２は、それぞれ一体的に形成され、枠
体に収納された２つのユニット、すなわち、内部に感光
体ドラム５を配置し、回転可能に支持する感光体ユニッ
ト３及びトナーを収容し、現像ローラ６を回転可能に支
持する現像ユニット４から成り、感光体ユニット３及び
現像ユニット４は、結合部材により結合され、結合部を
支点として回動可能に支持されている。

【００１２】上記のレーザープリンタによる画像形成
は、次のように行われる。プロセスカートリッジ２をレ
ーザープリンタ本体１にセットし、カバー部材を閉じる
と、レーザープリンタが動作可能な状態となる。まず、
画像形成に先立って、プロセスカートリッジ２内の感光
体ドラム５の表面が帯電ローラ１０により一様に帯電さ
れる。続いて、図示しない光源から光照射されて得られ
た像光のＣＣＤセンサによる読み取りが行われる。レー
ザープリンタ本体１に固定支持された光書き込みユニッ
ト１８では、このＣＣＤの情報に基づいて、図示しない
レーザー光源から画像情報に応じて発光した光が図示し
ないポリゴンミラーで走査され、レンズ及び反射ミラー
を介して画像情報に基づいた光像を感光体ドラム５に照
射し、感光体ドラム５の表面に潜像が形成される。感光
体ドラム５の表面に形成された潜像は、感光体ドラム５
の回転に伴って現像ローラ６と対向する現像領域に搬送
される。現像ユニット４内では、トナーホッパ内に収容
されたトナーがトナー送り出し部材により現像ローラ６
側へ送り出され、現像ローラ６の表面に汲み上げられ
る。現像ローラ６の表面に汲み上げられたトナーは、現
像ローラ６の回転によって搬送され、現像ブレードの位
置を通過するときに所定の層厚に規制され、トナー薄層
が形成される。トナー薄層は、さらに感光体ドラム５と
対向する現像領域に搬送され、潜像の現像が行われトナ
ー像が形成される。一方、レーザープリンタ本体１に設
けられた給紙トレイ１９からは、記録紙が図示しないピ
ックアップローラによって一枚ずつ引き出され、給紙コ
ロ２０及びレジストローラ２１を経て、現像領域に対し
て感光体ドラム５の回転下流側に配設された転写手段２
の位置に搬送され、感光体ドラム５上のトナー像が記録
紙に転写され、さらに、定着ユニット２３の位置に搬送
されて記録紙上のトナー像が定着され、画像が形成され
る。

【００１３】（第１の実施形態）次に、請求項１に記載
のプロセスカートリッジの一実施形態について説明す
る。図３は、このプロセスカートリッジを示す概略構成
図、及び感光体ドラムと現像ローラの駆動側端部の構成
を示す概略平面図である。このプロセスカートリッジ２
は、図３（ａ）に示すように、感光体ドラム５、帯電ロ
ーラ１０及びクリーニングブレード１２を含む感光体ユ
ニット３と、現像ローラ６、現像ブレード及びトナーを
収容するトナーホッパを有する現像ユニット４から成
り、結合部材により支点結合されている。

【００１４】このプロセスカートリッジ２の感光体ドラ
ム５と現像ローラ６の当接は、次のような方法で行われ
る。現像ユニット４は、加圧スプリング１３により感光
体ユニット３側に押圧され、現像ローラ６の長手方向端
部に設けられた突き当てコロ７が感光体ドラム５に接触
するように付勢されている。感光体ドラム５及び現像ロ
ーラ６の長手方向端部には、それぞれドラムギア１４及
びスリーブギア１５が設けられており、ドラムギア１４
は、レーザープリンタ本体１側の駆動部２５及びスリー
ブギア１５に接続される。これにより、現像ローラ６は
直接駆動され、現像ユニット４は、駆動時に、ドラムギ
ア１４とスリーブギア１５の噛み合い圧力角方向に力を
受ける。

【００１５】また、このプロセスカートリッジ２では、
現像ユニットの支点部が感光体ユニットの支点に対して
移動可能な構成となっている。図４は、このプロセスカ
ートリッジ２の感光体ドラム５と現像ローラ６の駆動側
の支点結合部の形状を示す図である。この支点結合部
は、感光体ユニット３の支点９ａに対して、現像ユニッ
ト４の支点部９ｂが、ドラムギア１４とスリーブギア１
５の噛み合い圧力角方向の直交方向に長穴形状となって
いる。静止状態では、加圧スプリング１３により、現像
ユニット４が付勢され、突き当てコロ７が感光体ドラム
５に所定の圧力で押し付けられ、適正な現像ギャップが
保たれる。現像ユニット３の駆動側支点９ａは、噛み合
い圧力角方向に直交する方向に移動可能に支持されてい
るため、駆動力が働くと、回転モーメントが生じない位
置に自動的に支点９ａが決まり、加圧力は付勢部材の特
性によって決定し、良好な画像を安定して形成すること
ができる。このように、現像ユニット４側の支点部９ｂ
を感光体ユニット３側の支点９ａに対して移動可能な構
成とすることで、加圧力を容易に安定させ、良好な画像
を得ることができる。

【００１６】（第２の実施形態）次に、請求項１又は請
求項２に記載のプロセスカートリッジの一実施形態につ
いて説明する。このプロセスカートリッジは、感光体ユ
ニットと現像ユニットの支点結合部を除いて、第１の実
施形態と同様に構成され、第１の実施形態と同様に動作
する。図５は、このプロセスカートリッジにおける感光
体ユニットと現像ユニットの支点結合部の形状（ａ）、
及び他のプロセスカートリッジにおける感光体ユニット
と現像ユニットの支点結合部の形状（ｂ）を示す図であ
る。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、駆動側
支点部３９ｂ及び従動側支点部３８ｂが共に長穴状に形
成されており、駆動側支点部３９ｂの位置が決定する際
に現像ユニットに対して捻れの影響をなくし、駆動側と
従動側で加圧力に偏差を生じさせないため、長軸方向に
均等で良好な画像を得ることができる。これに対し、図
５（ｂ）に示すように、駆動側支点部５９ｂが長穴状に
形成され、従動側支点部５８ｂが感光体ユニット側の支
点を固定する形状に形成されている場合は、駆動側支点
部５９ｂの位置が決定する際、現像ユニットに捻れが生
じ、現像ローラの長手方向に感光体ドラム５５との当接
状態に差が生じるため、均等な画像を形成することがで
きない。

【００１７】（第３の実施形態）さらに、請求項１、請
求項２、請求項３又は請求項４に記載のプロセスカート
リッジの一実施形態について説明する。このプロセスカ
ートリッジは、感光体ユニットと現像ユニットの支点結
合部の支点部移動方向を除いて、第１の実施形態と同様
に構成され、第１の実施形態と同様に動作する。図６
は、このプロセスカートリッジにおける感光体ユニット
と現像ユニットの支点結合部の形状及び支点部の移動方
向を説明する図である。このプロセスカートリッジは、
感光体ユニットと現像ユニットの支点結合部の移動方向
を除いて、第１の実施形態と同様に構成され、第１の実
施形態と同様に動作する。このプロセスカートリッジの
現像ユニット支点部４８ｂは、感光体ドラム４５と突き
当てコロ４７の接触点を中心とした円の円周方向と一致
する方向に移動可能としている。このため、現像ユニッ
ト支点部４８ｂの位置決めがより円滑に行われ、安定し
た加圧力により、良好な画像を安定して形成することが
できる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に記載のプロセスカートリッジは、ドラムギアを有する
電子写真感光体を回転可能に支持する第一枠体とスリー
ブギアを有する現像剤担持体を回転可能に支持する第二
枠体を結合部で結合するプロセスカートリッジにおい
て、結合の支点をドラムギアとスリーブギアの噛み合い
圧力角方向に配置し、且つ噛み合い圧力角方向の直交方
向に移動可能に支持される構成とすることにより、駆動
時に第二枠体を回転させる回転モーメントが生じない位
置に支点部を位置決めし、電子写真感光体に対する現像
剤担持体の加圧力を安定させ、良好な画像を得ることが
できる。

【００１９】請求項２に記載のプロセスカートリッジ
は、第二枠体の駆動側支点部と従動側支点部を、共に第
一枠体の支点に対して噛み合い圧力角方向の直交方向に
移動可能な構成とすることにより、駆動側と従動側にお
ける第二枠体の支点位置のズレを補正することが可能と
なる。これにより、第二枠体の捻れによる圧力偏差が生
じないため、電子写真感光体に対する現像剤担持体の加
圧力が安定し、良好な画像を得ることができる。

【００２０】請求項３及び請求項４に記載のプロセスカ
ートリッジは、第一枠体に対する第二枠体支点部の移動
可能方向を電子写真感光体と現像剤担持体の接触点を中
心とした円の円周方向に一致させることにより、電子写
真感光体と現像剤担持体の接触点の位置変動を最小限に
押さえた状態で、第二枠体の支点部の位置決めを円滑に
行うことができ、これにより、電子写真感光体に対する
現像剤担持体の加圧力を安定させ、良好な画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載のプロセスカートリッジが適用
されるレーザープリンタを示す概略構成図である。

【図２】図１に示すレーザープリンタの本体にプロセス
カートリッジを着脱する様子を示す図である。

【図３】請求項１に記載のプロセスカートリッジの一実
施形態を示す概略構成図、及び感光体ドラムと現像ロー
ラの駆動側端部の構成を示す概略平面図である。

【図４】図３に示すプロセスカートリッジを構成する感
光体ユニットと現像ユニットの支点結合部の形状を示す
図である。

【図５】請求項１又は請求項２に記載のプロセスカート
リッジの一実施形態を構成する感光体ユニットと現像ユ
ニットの支点結合部の形状（ａ）、及び他のプロセスカ
ートリッジにおける感光体ユニットと現像ユニットの支
点結合部の形状（ｂ）を示す図である。

【図６】請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に
記載のプロセスカートリッジの一実施形態における感光
体ユニットと現像ユニットの支点結合部の形状及び支点
部の移動方向を説明する図である。

【符号の説明】

１ レーザープリンタ本体 ２ プロセスカートリッジ ３ 感光体ユニット ４ 現像ユニット ５、３５、４５、５５ 感光体ドラム ６ 現像ローラ ７、３７、４７、５７ 突き当てコロ ８ａ、４８ａ 従動側支点 ８ｂ、３８ｂ、４８ｂ、５８ｂ 従動側支点部 ９ａ 駆動側支点 ９ｂ、３９ｂ、５９ｂ 駆動側支点部 １０ 帯電ローラ １１ トナーホッパ １２ クリーニングブレード １３ 加圧スプリング １４ ドラムギア １５ スリーブギア １６ 現像ユニット側板 １７ 感光体ユニット側板 １８ 光書き込みユニット １９ 給紙トレイ ２０ 給紙コロ ２１ レジストローラ ２２ 転写手段 ２３ 定着ローラ ２４ カバー部材 ２５ レーザープリンタ本体側駆動部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動ギアを有する電子写真画像形成装置
   本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジであっ
   て、 前記駆動ギアと噛合するドラムギアを有する電子写真感
   光体と、 前記ドラムギアと噛合するスリーブギアを有
   する現像剤担持体を備え、 前記電子写真感光体を回転
   可能に支持する第一枠体と、 前記現像剤担持体を回転
   可能に支持する第二枠体から成り、 前記第一枠体と前記第二枠体を結合し、 前記第二枠体
   を前記第一枠体に対して付勢すると共に、回動可能に支
   持する結合部材を有するプロセスカートリッジにおい
   て、 前記結合部材は、前記第二枠体の長手方向同軸上の駆動
   側の端部と従動側の端部に、前記ドラムギアと前記スリ
   ーブギアの噛み合い圧力角方向に一つずつ取り付けら
   れ、 前記第二枠体の駆動側における回動の支点は、前記ドラ
   ムギアと前記スリーブギアの噛み合い圧力角方向の直交
   方向に移動可能であることを特徴とするプロセスカート
   リッジ。
2. 【請求項２】 前記第二枠体の従動側における回動の支
   点は、前記噛み合い圧力角方向の直交方向に移動可能で
   あることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカート
   リッジ。
3. 【請求項３】 前記第二枠体の駆動側における回動の支
   点は、前記電子写真感光体と前記現像剤担持体の接触点
   を中心とする円の円周方向に概ね一致する方向に移動可
   能であることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカ
   ートリッジ。
4. 【請求項４】 前記第二枠体の従動側における回動の支
   点は、前記電子写真感光体と前記現像剤担持体の接触点
   を中心とする円の円周方向に概ね位置する方向に移動可
   能である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。