JP2004037914A - Process cartridge and image forming device - Google Patents

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Takeshi Arimitsu
有光 健
Hideki Maejima
前嶋 英樹
Kanji Yokomori
横森 幹詞
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce thrust play due to a gap between a drum and a fall stop part of a drum support shaft. <P>SOLUTION: The drum support shaft is drawn outside a bearing supporting the support shaft about a cartridge frame body and a thrust play stopper is fitted to a shaft end. The thrust play is made small by using a stop ring member for axial insertion as the thrust play stopper. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等に使用されるプロセスカートリッジおよびこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【0002】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えば、レーザービームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【0003】
また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。および、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも1つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【0004】
【従来の技術】
電子写真画像形成装置では、帯電手段によって一様に帯電された感光体ドラムに選択的な露光を行い、感光体ドラム表面に潜像を形成する。そして、現像手段から供給された現像剤(トナー)によって前記潜像を顕像化した後に記録媒体に転写し、更に像を熱や圧力などで定着させることで記録媒体上に画像記録を行っている。
【0005】
また、転写後に感光体ドラム上に残留した現像剤は、クリーニングブレード等のクリーニング手段で除去され、クリーニング容器内に残留現像剤(除去トナー)として収容されるので、感光体ドラム表面に現像剤が残留しない状態で次の現像を行うことができる。
【0006】
これらの画像形成に関わる部分のうち、前記感光体ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を一体的に構成し、画像形成装置本体に着脱自在にカートリッジ化したものがプロセスカートリッジとして実用化されており、この場合ユーザー自身がカートリッジ交換を行うことができる。これにより、サービスマンによるメンテナンスなしに感光体ドラム、現像剤等の消耗部品を交換することができる。
【0007】
感光体ドラムは表面に感光層を有する円筒状の導電基体の端部にフランジを固定して構成されている。また、感光体ドラムはカートリッジ筐体の所定の位置に配設された軸受部で回動可能に支持された支持軸と一体的に回転可能となるよう軸支されている。支持軸の一端側には画像形成装置本体からの駆動を受けて感光体ドラムを回動させるための駆動伝達手段が設けられている。さらに感光体ドラムは長手一方向に付勢されていてカートリッジ筐体の一部に突き当てられて長手位置が決まっている。一方、付勢方向と反対側にも感光体ドラムおよび支持軸が所定量以上のスラスト移動をしないように抜け止め手段が設けられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の発明をさらに発展させたものである。
【0009】
例えば、クリーニング手段としてクリーニングブレードを感光体ドラムに当接させた構成の場合、感光体ドラムのスラスト移動を極力抑えて、摺擦メモリ等の画像弊害を防止することが望ましい。また、感光体ドラムおよび支持軸、駆動伝達手段のスラスト移動量を抑えることで、画像形成装置本体との駆動伝達部におけるスラスト方向の省スペース化を図ることが望ましい。本発明の目的は、プロセスカートリッジの感光体ドラム、支持軸および駆動伝達手段のスラストガタを小さくすることで、摺擦メモリ等の画像弊害を防ぐとともに、駆動伝達部の省スペース化を図ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第1の発明は、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、感光体ドラム、前記感光体ドラムに作用するプロセス手段、前記感光体ドラムと前記プロセス手段を保持する筐体、前記感光体ドラムの両端に配設されたフランジ部材、前記フランジ部材を介して前記感光体ドラムと一体的に回動するとともに前記筐体に設けられた軸受部に回動自在に支持され、かつ、少なくとも長手一端側で前記筐体より外側まで延伸している支持軸、前記延伸部に配設された軸方向に挿入可能なスラスト抜け止め部材を構成用件とする。
【0011】
上記目的を達成するための第2の発明は、請求項1記載のプロセスカートリッジにおいて、前記スラスト抜け止め部材が金属製のリング状弾性部材であることを構成用件とする。
【0012】
上記目的を達成するための第3の発明は、請求項1または2記載のプロセスカートリッジにおいて、前記スラスト抜け止め部材が前記筐体または前記軸受部を基準に所定のギャップで装着されることを構成用件とする。
【0013】
上記目的を達成するための第4の発明は、請求項1または2記載のプロセスカートリッジにおいて、前記スラスト抜け止め部材が前記軸受部に突き当てて装着されることを構成用件とする。
【0014】
上記目的を達成するための第5の発明は、請求項1から3記載のプロセスカートリッジにおいて、前記支持軸は長手方向両側において前記筐体より外側まで延伸した貫通軸であり、前記一端側と反対側に、前記感光体ドラム回転駆動伝達のための端面カップリングを有することを構成用件とする。
【0015】
上記目的を達成するための第6の発明は、請求項1から3記載のプロセスカートリッジにおいて、前記支持軸は前記フランジ部材と一体的に形成され、長手方向両側において前記筐体より外側まで延伸し、前記一端側と反対側に前記感光体ドラム回転駆動のための端面カップリングを有することを構成用件とする。
【0016】
上記目的を達成するための第7の発明は、プロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置において、感光体ドラム、前記感光体ドラムに作用するプロセス手段、記感光体ドラムと前記プロセス手段を保持する筐体、前記感光体ドラムと一体的に回動するとともに前記筐体に設けられた軸受部に回動自在に支持され、かつ、少なくとも長手一端側で前記筐体より外側まで延伸している支持軸、前記延伸部に配設された軸方向に挿入可能なスラスト抜け止め部材、上記構成のプロセスカートリッジを装着するための装着手段、上記構成のプロセスカートリッジに駆動伝達するための駆動手段を構成用件とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下に、本発明に係る多色画像形成装置の実施形態について図面により詳しく説明する。
【0018】
[多色画像形成装置の全体構成]
まず多色画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概要説明する。なお、図1は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ100の全体構成を示す縦断面図である。
【0019】
同図に示す多色画像形成装置100は、垂直方向に並設された4個の感光体ドラム1a,1b,1c,1dを備えている。感光体ドラム1は、駆動手段(不図示)によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電装置2(2a、2b、2c、2d)、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム1上の静電潜像を形成するスキャナユニット3(3a、3b、3c、3d)、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置4(4a、4b、4c、4d)、感光体ドラム1上のトナー像を転写材Sに転写させる静電転写装置5、転写後の感光体ドラム1表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置6(6a、6b、6c、6d)等が配設されている。
ここで、感光体ドラム1と帯電装置2、現像装置4、クリーニング装置6は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ7を形成している。
以下、感光体ドラム1から順に詳述する。
【0020】
感光体ドラム1は、例えば直径30mmのアルミシリンダの外周面に感光層を設けて構成したものである。感光体ドラム1は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。
【0021】
帯電装置2としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム1表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面を一様に帯電させるものである。本実施形態においては反転現像系を用いるので、感光体ドラム1表面はマイナス極性に帯電されている。
【0022】
スキャナユニット3は、感光体ドラム1の略水平方向に配置され、レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター(不図示)によって高速回転されるポリゴンミラー9(9a、9b、9c、9d)に照射される。ポリゴンミラー9に反射した画像光は、結像レンズ10(10a、10b、10c、10d)を介して帯電済みの感光体ドラム1表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
【0023】
現像装置4はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納したトナー容器41(41a,41b,41c,41d)から構成され、トナー容器41内のトナーを送り機構42によってトナー供給ローラ42へ送り込み、図示時計方向に回転するトナー供給ローラ43および現像ローラ40の外周に圧接された現像ブレード44によって図示時計方向に回転する現像ローラ40の外周にトナーを塗布し、且つトナーに電荷を付与する。
【0024】
そして潜像が形成された感光体ドラム1と対向した現像ローラ40に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光体ドラム1上にトナー現像を行なうものである。
【0025】
静電転写装置5には、すべての感光体ドラム1a,1b,1c,1dに対向し、接するように循環移動する静電搬送ベルト11が配設される。静電搬送ベルト11には樹脂フィルムや、ゴム基層上に樹脂層が設けられた多層フィルム状部材が用いられている。この静電搬送ベルト11は、駆動ローラ13、従動ローラ14a、14b、テンションローラ15に張架されていて、図中左側の外周面に転写材Sを静電吸着して上記感光体ドラム1に転写材Sを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Sは静電転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上のトナー像を転写される。
【0026】
この静電転写ベルト11の内側に当接し、4個の感光体ドラム1a,1b,1c,1dに対向した位置に転写ローラ12(12a,12b,12c,12d)が並設される。これら転写ローラ12には、転写時にプラス極性のバイアスが印加されて、プラス極性の電荷が静電転写ベルト11を介して転写材Sに印可される。このとき生じた電界により、感光体ドラム1に接触中の転写材Sに、感光体ドラム1上のマイナス極性のトナー像が転写される。
【0027】
給紙部16は、画像形成部に転写材Sを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Sが給紙カセット17に収納されている。画像形成時には給紙ローラ18(半月ローラ)、レジストローラ対19が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット17内の転写材Sを1枚毎分離給送するとともに、転写材S先端はレジストローラ対19に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト11の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対19によって静電転写ベルト11へと給紙されていく。
【0028】
定着部20は、転写材Sに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ21aと、これに圧接して転写材Sに熱及び圧力を与える加圧ローラ21bとからなる。
【0029】
すなわち、感光体ドラム1上のトナー像を転写した転写材Sは定着部20を通過する際に定着ローラ対21で搬送されるとともに、定着ローラ対21によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材S表面に定着される。
【0030】
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ7a、7b、7c、7dが、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム1a、1b、1c、1dが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ7に対応するスキャナユニット3が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ2は感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット3は、その感光体ドラム1周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム1周面上に静電潜像を形成する。現像装置4内の現像ローラ40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム1周面上にトナー像を形成(現像)する。
【0031】
最上流の感光体ドラム1周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Sの印字開始位置が一致するように、レジローラ対19が回転を開始して転写材Sを静電転写ベルト11へ給送する。
転写材Sは静電吸着ローラ22と静電転写ベルト11とによって挟み込むようにして静電転写ベルト11の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト11と静電吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Sと静電転写ベルト11の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト11の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Sは静電転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
【0032】
このように搬送されながら転写材Sは、各感光体ドラム1と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム1のトナー像を順次転写される。
4色のトナー像を転写された転写材Sは、ベルト駆動ローラ13の曲率により静電転写ベルト11から曲率分離され、定着部20に搬入される。転写材Sは、定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対23によって、排紙部24から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【0033】
[プロセスカートリッジの構成]
次に本発明を実施したプロセスカートリッジについて図2により詳細に説明する。図2及び図3はトナーを収納したプロセスカートリッジ7の主断面および斜視図を示している。また、図6は画像形成装置本体の概略枠体構成を示している。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ7a、7b、7c、7dは同一構成である。
【0034】
プロセスカートリッジ7は、感光体ドラムである電子写真感光体ドラム1(以降、感光体ドラム1とする)と、帯電手段およびクリーニング手段を備えたクリーナユニット50、および感光体ドラム1上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット4に分かれている。
【0035】
クリーナユニット50は、感光体ドラム1が軸受73(73a、73b)(ベアリング)および導電性軸部材72を介してクリーニング枠体51に回動自在に取付けられている。感光体ドラム1の周上には、感光体ドラム1の外周面に設けられた感光層を一様に帯電させるための一次帯電手段2、および転写後に感光体ドラム1上に残った現像剤(残留トナー)を除去するためのクリーニングブレード60、可撓性シート部材80が配設されている。さらに、クリーニングブレード60によって感光体ドラム1表面から除去された残留トナー(廃トナー)は、トナー送り機構52によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室53に順次送られる。また、ドラム上の転写残トナーは、可撓性シート部材80のドラム当接部を通ってクリーニングブレード60の位置まで到達するが、クリーニングブレード60によってドラム上から除去された残留トナーは、クリーニング枠体51外に洩れないように可撓性シート部材80の当接条件を設定している。
【0036】
現像ユニット4は、感光体ドラム1と接触して矢印Y方向に回転する現像ローラ40、およびトナーが収容されたトナー容器41と現像枠体45とから構成される。現像ローラ40は軸受け部材を介して回転自在に現像枠体45に支持され、また現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して矢印Z方向に回転するトナー供給ローラ43と現像ブレード44がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器41内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ43に搬送するためのトナー搬送機構42が設けられている。
【0037】
そして現像ユニット4は、現像ユニット4の両端に取付けられた軸受部材47、48にそれぞれ設けられた支持軸49を中心に、ピン49aによって現像ユニット4全体が感光体ドラムユニット50に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。プロセスカートリッジ7単体(プリンタ本体に装着しない)状態においては、支持軸49を中心に回転モーメントにより現像ローラ40が感光体ドラム1に接触するように加圧ばね54によって現像ユニット4が常に付勢されている。現像時には、トナー容器41内に収納されたトナーがトナー攪拌機構42によってトナー供給ローラ43へ搬送される。矢印Y方向に回転するトナー供給ローラ43が、そのトナーを矢印Z方向に回転する現像ローラ40との摺擦によって現像ローラ40に供給し、現像ローラ40上に担持させる。現像ローラ40上に担持されたトナーは、現像ローラ40の回転にともなって現像ブレード44のところに至り、現像ブレード44がトナーを規制して所定のトナー薄層を形成し、所望の帯電電荷量を付与する。現像ローラ40上で薄層化されたトナーは、現像ローラ40の回転につれて、感光体ドラム1と現像ローラ40とが接触した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像ローラ40に印加した直流現像バイアスにより、感光体ドラム1の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像化する。静電潜像の現像化に寄与せずに現像ローラ40の表面に残留したトナーは、現像ローラ40の回転にともなって現像器内に戻され、トナー供給ローラ43との摺擦部で現像ローラ40から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構42により残りのトナーと撹拌混合される。
【0038】
本発明のように感光体ドラム1と現像ローラ40が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム1は剛体とし、現像ローラ40は表層(感光体ドラム1との当接部)を弾性体とすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【0039】
[感光体ドラムの支持、回転構成]
次に、感光体ドラムの支持構成、駆動構成について図3、図4を用いて説明する。
【0040】
感光体ドラム1は外周面に感光層を設けた感光体ドラムシリンダー70、ドラムシリンダーの長手方向(軸線方向)両端部にフランジ71b、71cが嵌入していて、少なくとも一方のフランジ71bには感光体ドラムシリンダー70の内周面70aと当接する接点部材81が固定されている。また、フランジ71bおよび71cはカシメによって感光体ドラムシリンダー70に固定されている。さらに、フランジ71b、71cには感光体ドラムシリンダー70と同心の貫通孔71b1、71c1が設けられていて、導電性軸部材72が嵌入している。導電性軸部材72は鉄等の金属材料からなり、本実施形態では快削鋼棒表面にめっき処理を施したものを使用している。このとき、導電性軸部材72と接点部材81は接点81aで接触していて、感光体ドラムシリンダー70と導電性軸部材72は導通が取れている。導電性軸部材72は感光体ドラム1の長手より外側に延伸していて、延伸部72a、72bには導電性軸部材72を回動自在に支持する軸受部材73a、73bが配設されている。軸受部材73a、73bはクリーニング枠体51の軸受部材支持部51a、51bに固定されているため、感光体ドラム1は軸受部材73a、73bを介してクリーニング枠体51に対して位置決めされている。
【0041】
次に、感光体ドラム1の画像形成装置100に対する位置決めについて図5、図6を用いて説明する。軸受部材73a、73bは外周面が画像形成装置本体100を構成する板金製の左側板74、右側板75に当接する長手(ドラム軸線方向)位置にある。左側板74、右側板75には軸受部材73a、73bの突き当て面74a、74bおよび75a、75bが設けられていて、軸受部材73a、73bの外周面を突き当てる。これにより、感光体ドラム1は軸受部材73a、73bを介して側板74、側板75に対して位置決めされている。次に感光体ドラム1の押圧方法について説明する。ここでは、長手方向一端側について詳述するが、他端側も同様の構成である。軸受部材73bの外周面のうち、突き当て面75a、75bと対向する範囲以外の領域は、軸受部材73b保持のためにクリーニング枠体51の一部で覆われている。一方、側板75には金属製の軸76が加締められていて、ねじりコイルバネ77が支持されている。ねじりコイルバネ77の一端側の腕部77aは、側板75に設けられた穴78に嵌めこみ固定している。他端側の腕部77bは、プロセスカートリッジ7なしの場合には、側板75に設けられた穴部79に先端の曲げ部を引っ掛けて回転方向の位置規制をされている。プロセスカートリッジ7装着時には、他端側の腕部77bがクリーニング枠体51に設けられた押圧部51cを付勢することによって、プロセスカートリッジ7および感光体ドラム1が側板75に対して押圧位置決めされる。
【0042】
次に、プロセスカートリッジ7のスラスト方向(感光体ドラム軸線方向)位置決めについて、図7、図8を用いて説明する。ここでは、側板75側にプロセスカートリッジ7のスラスト方向位置基準があるものとする。側板74には、プロセスカートリッジ7を側板75側に付勢するカートリッジスラスト押圧部材74cが設けられている。プロセスカートリッジ7が本体100に装着されたとき、前記カートリッジスラスト押圧部材74cがクリーニング枠体51に設けられたスラスト押圧受け部51jを押圧することにより、クリーニング枠体51に設けられたスラスト突き当て部51iが、側板75に設けられたカートリッジスラスト受け部100bに突き当てられて、プロセスカートリッジ7の本体100に対するスラスト方向の位置が決まる。前記カートリッジスラスト押圧部材74cは樹脂でできていて、一端側を側板74に固定されたバネ部74c1と、押圧部74c2とからなる。プロセスカートリッジ7が本体100に装着された時には、前記バネ部74c1が撓んだ状態で前記押圧部74c2とスラスト押圧受け部51jが対向するようなスラスト位置関係にすることにより、スラスト方向にクリーニング枠体51およびプロセスカートリッジ7を付勢する力を生じる構成になっている。
【0043】
次に、感光体ドラム1の駆動方法について図4、図9を用いて説明する。導電性軸部材72の一方の延伸部72aは軸受部材73aを貫通してクリーニング枠体51の枠体側面51aより外側に延伸している。導電性軸部材72の延伸部72a端部には、画像形成装置本体100からの駆動を伝達する端面カップリング90が取付けられ、導電性軸部材72と一体的に回動する。また、導電性軸部材72には感光体ドラム1への駆動伝達ピン72cがドラム軸線方向と直交する向きに挿入されている。駆動伝達ピン72cはフランジ71bに設けられたピン溝71b1に嵌入して回転駆動を伝達するとともに、導電性軸部材72と感光体ドラム1のスラスト位置決めを行っている。画像形成装置本体100にはドラム駆動ギア110が設けられ、端面カップリング90に駆動伝達するためのカップリング部110aと、モーター111の回転を伝達する大ギア部110bとからなる。
次に、感光体ドラム1のスラスト方向位置決めについて図3、図10を用いて説明する。前述のようにクリーニング枠体51およびプロセスカートリッジ7は側板74側すなわち非駆動側に付勢されている。感光体ドラム1も同様に、ドラム駆動ギア110によって非駆動側に付勢されていて、非駆動側のフランジ71cがクリーニング枠体51の突き当て部51zに突き当てられて、スラスト方向の位置が決まる。
【0044】
次に、感光体ドラム1および導電性軸部材72のスラスト抜け止め構成について説明する。前述のように、感光体ドラム1および導電性軸部材72は側板74側すなわち非駆動側に付勢されている。一方、感光体ドラム1は、回転時にドラム表面に作用する各プロセス手段(クリーニングブレード、帯電ローラ、現像ローラ等)により、側板73側すなわち駆動側への付勢力を受ける場合がある。さらに、ドラム駆動ギア110が端面カップリング90から退避する際にも、感光体ドラム1および導電性軸部材72は駆動側への力を受ける場合がある。導電性軸部材72の延伸部72b(前述の延伸部72aの反対側)は、軸受部材73bを貫通して軸受部材73bおよびクリーニング枠体側面51bより外側に延伸している。延伸部72bのうち、軸受部材73bより外側の部分には、リング状の抜け止め部材91が取付けられている。抜け止め部材91は、軸受部材73bとの間に所定のギャップになるよう位置決めされている。本実施形態における抜け止め部材91はステンレス鋼等の金属製で、抜け止め部91aの内側に爪部91bが設けられている。また、抜け止め部材91は、爪部91bが導電性軸部材72の外周面に当接して撓みながら軸方向に挿入される。抜け止め部材91と軸受部材73bとのギャップを最小限に抑えるために、抜け止め部材91のスラスト位置を軸受部材73bの端面基準で決めて公差の積上げを減らしている。また、抜け止め部材91は軸受部材73bに突き当てて取付けてもよい。この場合、感光体ドラム1および導電性軸部材72のスラストガタをなくすことができるが、導電性軸部材72と一体的に回転する抜け止め部材91と軸受部材73bが摺動するため、抜け止め部材91と軸受部材73bとの間にワッシャ等を挟んでもよい。
【0045】
(第2の実施形態)
ここでは、第1の実施形態と説明が重複する部分については同符号を付して説明を省略する。
【0046】
[感光体ドラムの構成]
感光体ドラム1は外周面に感光層を設けた感光体ドラムシリンダー70、ドラムシリンダーの長手方向(軸線方向)両端部にフランジ92b、92cが嵌入していて、少なくとも一方のフランジ92bには感光体ドラムシリンダー70の内周面70aと当接する接点部材81が固定されている。また、フランジ92bおよび92cはカシメ、接着等の固定手段により感光体ドラムシリンダー1に固定されている。フランジ92bおよび92cには感光体ドラムシリンダー70と同心の導電性支持軸93b、93cが取付けられていて、感光体ドラム1端面よりスラスト方向外側に延伸している。本実施形態におけるフランジ92bおよび92cは樹脂製で、導電性支持軸をインサート成形等で取付けている。導電性支持軸93bの延伸部93b1は、軸受部材73aを貫通してクリーニング枠体51の枠体側面51aより外側まで延伸し、延伸部93b1の端部93b2には、画像形成装置本体100からの駆動を伝達する端面カップリング90が設けられている。一方、反対側すなわち非駆動側の導電性支持軸93cも軸受部材73cを貫通してクリーニング枠体側面51bより外側に延伸して延伸部93c1を形成する。延伸部93c1のうち軸受部材73cより外側部分には、リング状の抜け止め部材91が取付けられ、軸受部材73cとの間が所定のギャップ量になるよう位置決めされている。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、クリーニング枠体に対して感光体ドラムおよび支持軸が一体的に回動自在に支持され、支持軸が軸受部材より長手外側に延伸しているプロセスカートリッジにおいて、支持軸の一端側には画像形成装置本体からの駆動を伝達する端面カップリングを有し、他端側では軸受部材より長手外側に、リング状のスラスト抜け止め部材が挿入されている。スラスト抜け止め部材を軸方向に挿入可能な金属製の歯付き止め輪にすることで、スラスト位置を軸受部材の端面基準で決めることが可能になり、軸受部材とスラスト抜け止め部材とのギャップによって生じるスラストガタを最小限に抑えることができる。これにより、感光体ドラムと感光体ドラムに当接するプロセス手段との間の摺擦メモリを低減するとともに、駆動伝達部の省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る多色画像形成装置の一例を示す断面図。
【図2】本発明に係るプロセスカートリッジを示す断面図。
【図3】本発明に係るプロセスカートリッジのドラム支持方法を示す断面図。
【図4】本発明に係るプロセスカートリッジのドラム支持方法およびドラム駆動方法を示す斜視図。
【図5】本発明に係るプロセスカートリッジの画像形成装置本体への位置決め構成を示す概略斜視図。
【図6】本発明に係るプロセスカートリッジの画像形成装置本体への位置決め構成を示す側面図。
【図7】本発明に係るプロセスカートリッジの画像形成装置本体への位置決め構成を示す概略斜視図。
【図8】本発明に係るプロセスカートリッジのスラスト押圧構成を示す斜視図。
【図9】本発明に係るプロセスカートリッジのドラム駆動方法を示す斜視図。
【図10】本発明に係るプロセスカートリッジのスラスト抜け止め構成を示す斜視図。
【図11】本発明に係るプロセスカートリッジの第2実施形態におけるドラム支持方法を示す断面図。
【符号の説明】
1(1a、1b、1c、1d) 感光体ドラム
2(2a、2b、2c、2d) 帯電装置
3(3a、3b、3c、3d) スキャナユニット
4(4a、4b、4c、4d) 現像装置、現像ユニット
5 静電転写手段
6(6a、6b、6c、6d) クリーニング装置
7(7a、7b、7c、7d) プロセスカートリッジ
8 離間手段
11 静電転写ベルト
20 定着部
40(40a、40b、40c、40d) 現像ローラ
41 トナー容器
42 トナー搬送機構
43 トナー供給ローラ
44 現像ブレード
47、48 軸受部材
49 支持軸
51 クリーニング枠体
51a、51b 軸受部材支持部
51c 押圧部
51j スラスト押圧受け部
51i スラスト突き当て部
51z 突き当て部
52 トナー送り機構
53 廃トナー室
54 加圧バネ
60 クリーニングブレード
70 感光ドラムシリンダー
70a 内周面
71b、71c、 フランジ
71b1、71c1 貫通孔
71b1 ピン溝
80 可撓性シート部材
81 接点部材
81a 接点
72 導電性軸部材
72a、72b 延伸部
72c 駆動伝達ピン
73a、73b 軸受
74 左側板
74a、74b 突き当て面
74c カートリッジスラスト押圧部材
74c1 バネ部
74c2 押圧部
75 右側板
75a、75b 突き当て面
76 金属製の軸
77 ねじりコイルバネ
77a 腕部
77b 他端側の腕部
78 穴
79 穴
80 可撓性シート部材
90 端面カップリング
91 抜け止め部材
91a 抜け止め部
91b 爪部
92b、92c フランジ
93b、93c 導電性支持軸
93b1、93c1 延伸部
93b2 端部
100 画像形成装置本体
100a カートリッジスラスト受け部
110 ドラム駆動ギア
110a カップリング部
110b 大ギア部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a process cartridge used for a copying machine, a printer, or the like employing an electrophotographic method, and an image forming apparatus using the same.
[0002]
Here, the electrophotographic image forming apparatus forms an image on a recording medium using an electrophotographic image forming method. Examples of the electrophotographic image forming apparatus include, for example, an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, a laser beam printer, an LED printer, and the like), a facsimile machine, a word processor, and the like.
[0003]
The process cartridge is a unit in which a charging unit, a developing unit, or a cleaning unit and an electrophotographic photosensitive drum are integrally formed into a cartridge, and this cartridge is detachable from an electrophotographic image forming apparatus main body. In addition, at least one of the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit and the electrophotographic photosensitive drum are integrally formed into a cartridge so that the cartridge can be attached to and detached from the electrophotographic image forming apparatus main body. Further, it means that at least the developing means and the electrophotographic photosensitive drum are integrally formed into a cartridge so as to be detachable from the main body of the electrophotographic image forming apparatus.
[0004]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus, a photosensitive drum uniformly charged by a charging unit is selectively exposed to form a latent image on the surface of the photosensitive drum. Then, the latent image is visualized by a developer (toner) supplied from a developing unit, transferred to a recording medium, and the image is fixed on the recording medium by heat, pressure, or the like, thereby performing image recording on the recording medium. I have.
[0005]
Further, the developer remaining on the photosensitive drum after the transfer is removed by a cleaning means such as a cleaning blade, and is stored as a residual developer (removed toner) in the cleaning container. The next development can be performed without remaining.
[0006]
Of these parts related to image formation, the photosensitive drum, the charging unit, the developing unit, the cleaning unit, and the like are integrally configured, and a cartridge that is detachably attached to the image forming apparatus main body is put into practical use as a process cartridge. In this case, the user can replace the cartridge by himself. Thus, consumable parts such as the photosensitive drum and the developer can be replaced without maintenance by a service person.
[0007]
The photosensitive drum is constituted by fixing a flange to an end of a cylindrical conductive base having a photosensitive layer on the surface. The photosensitive drum is rotatably supported integrally with a support shaft rotatably supported by a bearing disposed at a predetermined position in the cartridge housing. At one end of the support shaft, there is provided a drive transmission unit for rotating the photosensitive drum in response to the drive from the image forming apparatus main body. Further, the photosensitive drum is urged in one longitudinal direction, and is abutted against a part of the cartridge housing to determine the longitudinal position. On the other hand, a retaining means is provided on the opposite side to the urging direction so that the photosensitive drum and the support shaft do not move more than a predetermined amount in the thrust direction.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is a further development of the above-mentioned invention.
[0009]
For example, in the case of a configuration in which a cleaning blade is brought into contact with a photoconductor drum as a cleaning unit, it is desirable to suppress the thrust movement of the photoconductor drum as much as possible, and to prevent an image problem such as a rubbing memory. In addition, it is desirable to reduce the amount of thrust movement of the photosensitive drum, the support shaft, and the drive transmission unit to save space in the thrust direction in the drive transmission unit with the image forming apparatus main body. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the thrust play of the photosensitive drum, the support shaft, and the drive transmission means of the process cartridge, thereby preventing image problems such as a rubbing memory and saving the space of the drive transmission unit. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a process cartridge detachably mountable to an electrophotographic image forming apparatus, wherein a photosensitive drum, a process unit acting on the photosensitive drum, and the photosensitive drum and the process unit are held. Housing, flange members provided at both ends of the photoconductor drum, and integrally rotatable with the photoconductor drum via the flange members and rotatably mounted on a bearing portion provided on the housing. A supporting shaft that is supported and extends to the outside of the housing at least at one longitudinal end side, and a thrust retaining member that can be inserted in the axial direction and is provided in the extending portion is a constituent requirement.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a process cartridge according to the first aspect, wherein the thrust retaining member is a metal ring-shaped elastic member.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the process cartridge according to the first or second aspect, the thrust retaining member is mounted at a predetermined gap based on the housing or the bearing. It is a matter.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge according to the first or second aspect, wherein the thrust retaining member is mounted by abutting against the bearing portion.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the process cartridge according to any one of the first to third aspects, the supporting shaft is a through shaft extending to the outside of the housing on both sides in the longitudinal direction, and is opposite to the one end side. It has an end face coupling for transmitting the rotation drive of the photosensitive drum on the side.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the process cartridge according to any one of the first to third aspects, the support shaft is formed integrally with the flange member, and extends to the outside of the housing on both sides in the longitudinal direction. An end surface coupling for rotating the photosensitive drum is provided on a side opposite to the one end side.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus in which a process cartridge is detachably mountable, wherein a photosensitive drum, a process unit acting on the photosensitive drum, a photosensitive drum, and a housing holding the process unit. A support shaft that rotates integrally with the photosensitive drum and is rotatably supported by a bearing portion provided in the housing, and extends to the outside of the housing at least at one longitudinal end. An axially insertable thrust retaining member disposed in the extending portion, mounting means for mounting the process cartridge having the above configuration, and driving means for transmitting drive to the process cartridge having the above configuration. And
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Hereinafter, an embodiment of a multicolor image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
[Overall Configuration of Multicolor Image Forming Apparatus]
First, the overall configuration of the multicolor image forming apparatus will be outlined with reference to FIG. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a full-color laser beam printer 100 which is one mode of a multicolor image forming apparatus.
[0019]
The multicolor image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 includes four photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d arranged in a vertical direction. The photosensitive drum 1 is driven to rotate counterclockwise in FIG. 1 by a driving unit (not shown). A charging device 2 (2a, 2b, 2c, 2d) for uniformly charging the surface of the photoconductor drum 1 in order according to the rotation direction around the photoconductor drum 1, irradiating a laser beam based on image information to the photoconductor A scanner unit 3 (3a, 3b, 3c, 3d) for forming an electrostatic latent image on the drum 1, and a developing device 4 (4a, 4b, 4c, 4d) for attaching toner to the electrostatic latent image and developing it as a toner image ), An electrostatic transfer device 5 for transferring the toner image on the photosensitive drum 1 to the transfer material S, and a cleaning device 6 (6a, 6b, 6c, 6b, 6c, 6c) for removing transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer. 6d) and so on.
Here, the photosensitive drum 1, the charging device 2, the developing device 4, and the cleaning device 6 are integrated into a cartridge to form a process cartridge 7.
Hereinafter, the photosensitive drum 1 will be described in detail in order.
[0020]
The photosensitive drum 1 is configured by providing a photosensitive layer on the outer peripheral surface of an aluminum cylinder having a diameter of, for example, 30 mm. The photosensitive drum 1 is rotatably supported at both ends by a support member, and is driven to rotate counterclockwise by transmitting a driving force from a driving motor (not shown) to one end. You.
[0021]
As the charging device 2, a charging device of a contact charging type can be used. The charging member is a conductive roller formed in a roller shape. The roller is brought into contact with the surface of the photosensitive drum 1, and a charging bias voltage is applied to the roller to make the surface of the photosensitive drum 1 uniform. Is charged. In the present embodiment, since the reversal developing system is used, the surface of the photosensitive drum 1 is charged to a negative polarity.
[0022]
The scanner unit 3 is arranged in a substantially horizontal direction of the photosensitive drum 1, and a polygon mirror 9 (9a, 9a, 9a, 9a, 9b) which rotates image light corresponding to an image signal by a laser diode (not shown) at a high speed by a scanner motor (not shown). 9b, 9c, 9d). The image light reflected by the polygon mirror 9 selectively exposes the surface of the charged photosensitive drum 1 via the imaging lens 10 (10a, 10b, 10c, 10d) to form an electrostatic latent image. Make up.
[0023]
The developing device 4 includes toner containers 41 (41a, 41b, 41c, 41d) containing toners of yellow, magenta, cyan, and black, respectively. The toner is applied to the outer circumference of the developing roller 40 which rotates clockwise in the figure by a developing blade 44 pressed against the outer circumference of the toner supply roller 43 and the developing roller 40 which rotate clockwise in the figure, and charges the toner. Give.
[0024]
By applying a developing bias to the developing roller 40 facing the photosensitive drum 1 on which the latent image is formed, toner development is performed on the photosensitive drum 1 in accordance with the latent image.
[0025]
The electrostatic transfer device 5 is provided with an electrostatic transport belt 11 that circulates and moves so as to face all the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d. As the electrostatic transport belt 11, a resin film or a multilayer film-like member having a resin layer provided on a rubber base layer is used. The electrostatic transport belt 11 is stretched around a drive roller 13, driven rollers 14a and 14b, and a tension roller 15. The electrostatic transport belt 11 electrostatically attracts the transfer material S to the outer peripheral surface on the left side in FIG. The transfer material S is circulated so as to come into contact therewith. As a result, the transfer material S is transported to the transfer position by the electrostatic transfer belt 11, and the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred.
[0026]
Transfer rollers 12 (12a, 12b, 12c, 12d) are arranged side by side at positions facing the inside of the electrostatic transfer belt 11 and facing the four photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d. A positive polarity bias is applied to these transfer rollers 12 during transfer, and positive polarity charges are applied to the transfer material S via the electrostatic transfer belt 11. Due to the electric field generated at this time, a negative polarity toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material S in contact with the photosensitive drum 1.
[0027]
The paper feed unit 16 feeds and conveys the transfer material S to the image forming unit. A plurality of transfer materials S are stored in a paper feed cassette 17. At the time of image formation, the paper feed roller 18 (half-moon roller) and the registration roller pair 19 are driven and rotated in accordance with the image forming operation to separate and feed the transfer materials S in the paper feed cassette 17 one by one, and Stops once, stops once, forms a loop, and is fed to the electrostatic transfer belt 11 by the registration roller pair 19 by synchronizing the rotation of the electrostatic transfer belt 11 and the image writing position. .
[0028]
The fixing unit 20 fixes the toner images of a plurality of colors transferred to the transfer material S. The fixing unit 20 includes a rotating heating roller 21a, and a pressing roller 21b that presses against the heating roller 21a to apply heat and pressure to the transfer material S. Consists of
[0029]
That is, the transfer material S on which the toner image on the photosensitive drum 1 has been transferred is conveyed by the fixing roller pair 21 when passing through the fixing unit 20, and is given heat and pressure by the fixing roller pair 21. Thus, the toner images of a plurality of colors are fixed on the surface of the transfer material S.
[0030]
As an image forming operation, the process cartridges 7a, 7b, 7c and 7d are sequentially driven in accordance with the print timing, and the photosensitive drums 1a, 1b, 1c and 1d rotate counterclockwise in accordance with the drive. Driven. Then, the scanner units 3 corresponding to the respective process cartridges 7 are sequentially driven. By this driving, the charging roller 2 applies a uniform charge to the peripheral surface of the photosensitive drum 1, and the scanner unit 3 performs exposure on the peripheral surface of the photosensitive drum 1 according to an image signal, and An electrostatic latent image is formed on the peripheral surface. The developing roller 40 in the developing device 4 transfers toner to a low potential portion of the electrostatic latent image to form (develop) a toner image on the peripheral surface of the photosensitive drum 1.
[0031]
At the timing when the leading end of the toner image on the peripheral surface of the photosensitive drum 1 at the most upstream position is rotated and conveyed to a point facing the electrostatic transfer belt 11, the printing start position of the transfer material S coincides with the point. Then, the registration roller pair 19 starts rotating and feeds the transfer material S to the electrostatic transfer belt 11.
The transfer material S is pressed against the outer periphery of the electrostatic transfer belt 11 so as to be sandwiched between the electrostatic attraction roller 22 and the electrostatic transfer belt 11, and a voltage is applied between the electrostatic transfer belt 11 and the electrostatic attraction roller 22. By applying the charge, electric charges are induced in the transfer material S which is a dielectric and the dielectric layer of the electrostatic transfer belt 11, and the transfer material is electrostatically attracted to the outer periphery of the electrostatic transfer belt 11. Thereby, the transfer material S is stably adsorbed on the electrostatic transfer belt 11 and is conveyed to the most downstream transfer unit.
[0032]
While being conveyed in this manner, the toner image on each photosensitive drum 1 is sequentially transferred onto the transfer material S by an electric field formed between each photosensitive drum 1 and the transfer roller 12.
The transfer material S onto which the four color toner images have been transferred is separated from the electrostatic transfer belt 11 by the curvature of the belt drive roller 13 and is carried into the fixing unit 20. After the toner image is heat-fixed by the fixing unit 20, the transfer material S is discharged from the main body by the discharge roller pair 23 with the image surface facing down from the discharge unit 24.
[0033]
[Configuration of process cartridge]
Next, a process cartridge embodying the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 and 3 show a main cross section and a perspective view of the process cartridge 7 containing the toner. FIG. 6 shows a schematic frame structure of the image forming apparatus main body. The yellow, magenta, cyan, and black process cartridges 7a, 7b, 7c, and 7d have the same configuration.
[0034]
The process cartridge 7 includes an electrophotographic photosensitive drum 1 (hereinafter, referred to as a photosensitive drum 1) as a photosensitive drum, a cleaner unit 50 including a charging unit and a cleaning unit, and an electrostatic latent drum on the photosensitive drum 1. It is divided into a developing unit 4 having a developing means for developing an image.
[0035]
In the cleaner unit 50, the photosensitive drum 1 is rotatably attached to the cleaning frame 51 via bearings 73 (73a, 73b) (bearings) and a conductive shaft member 72. Primary charging means 2 for uniformly charging the photosensitive layer provided on the outer peripheral surface of the photoconductor drum 1 is provided on the circumference of the photoconductor drum 1, and the developer remaining on the photoconductor drum 1 after the transfer ( A cleaning blade 60 for removing residual toner) and a flexible sheet member 80 are provided. Further, the residual toner (waste toner) removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning blade 60 is sequentially sent to a waste toner chamber 53 provided behind the cleaning frame by a toner feeding mechanism 52. The transfer residual toner on the drum reaches the position of the cleaning blade 60 through the drum contact portion of the flexible sheet member 80, but the residual toner removed from the drum by the cleaning blade 60 is removed by the cleaning frame. The contact condition of the flexible sheet member 80 is set so as not to leak out of the body 51.
[0036]
The developing unit 4 includes a developing roller 40 that contacts the photosensitive drum 1 and rotates in the direction of arrow Y, a toner container 41 containing toner, and a developing frame 45. The developing roller 40 is rotatably supported by a developing frame 45 via a bearing member. On the periphery of the developing roller 40, a toner supply roller 43 and a developing blade which are in contact with the developing roller 40 and rotate in the direction of arrow Z. 44 are respectively arranged. Further, a toner transport mechanism 42 for stirring the stored toner and transporting the toner to the toner supply roller 43 is provided in the toner container 41.
[0037]
The entire developing unit 4 is swingable with respect to the photosensitive drum unit 50 by a pin 49 a around a support shaft 49 provided on bearing members 47 and 48 attached to both ends of the developing unit 4. It has a suspended structure supported by. When the process cartridge 7 is alone (not mounted on the printer main body), the developing unit 4 is constantly urged by the pressure spring 54 so that the developing roller 40 comes into contact with the photosensitive drum 1 by a rotational moment about the support shaft 49. ing. During development, the toner stored in the toner container 41 is transported to the toner supply roller 43 by the toner stirring mechanism 42. The toner supply roller 43 rotating in the direction of the arrow Y supplies the toner to the developing roller 40 by rubbing against the developing roller 40 rotating in the direction of the arrow Z, and carries the toner on the developing roller 40. The toner carried on the developing roller 40 reaches the developing blade 44 with the rotation of the developing roller 40, and the developing blade 44 regulates the toner to form a predetermined toner thin layer, and a desired amount of charge Is given. As the developing roller 40 rotates, the toner thinned on the developing roller 40 is conveyed to the developing unit where the photosensitive drum 1 and the developing roller 40 are in contact with each other. The applied DC developing bias adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 and develops the latent image. The toner remaining on the surface of the developing roller 40 without contributing to the development of the electrostatic latent image is returned into the developing device with the rotation of the developing roller 40, and is rubbed with the toner supply roller 43 by the developing roller. Peeled from 40 and collected. The collected toner is stirred and mixed with the remaining toner by the toner stirring mechanism 42.
[0038]
In the contact developing method in which the photosensitive drum 1 and the developing roller 40 come into contact with each other to perform development as in the present invention, the photosensitive drum 1 is made rigid and the developing roller 40 is a surface layer (a contact portion with the photosensitive drum 1). Is preferably an elastic body. As the elastic body, a solid rubber single layer or a solid rubber layer coated with a resin in consideration of the charging property to the toner is used.
[0039]
[Photoconductor drum support and rotation configuration]
Next, a supporting structure and a driving structure of the photosensitive drum will be described with reference to FIGS.
[0040]
The photosensitive drum 1 has a photosensitive drum cylinder 70 provided with a photosensitive layer on the outer peripheral surface, and flanges 71b and 71c are fitted at both ends in the longitudinal direction (axial direction) of the drum cylinder. A contact member 81 that contacts the inner peripheral surface 70a of the drum cylinder 70 is fixed. The flanges 71b and 71c are fixed to the photosensitive drum cylinder 70 by caulking. Further, through holes 71b1 and 71c1 concentric with the photosensitive drum cylinder 70 are provided in the flanges 71b and 71c, and the conductive shaft member 72 is fitted therein. The conductive shaft member 72 is made of a metal material such as iron. In the present embodiment, the surface of the free-cutting steel bar is plated. At this time, the conductive shaft member 72 and the contact member 81 are in contact with each other at the contact 81a, and the photoconductive drum cylinder 70 and the conductive shaft member 72 are electrically connected. The conductive shaft member 72 extends outward from the length of the photosensitive drum 1, and bearing members 73a and 73b that rotatably support the conductive shaft member 72 are disposed on the extending portions 72a and 72b. . Since the bearing members 73a and 73b are fixed to the bearing member support portions 51a and 51b of the cleaning frame 51, the photosensitive drum 1 is positioned with respect to the cleaning frame 51 via the bearing members 73a and 73b.
[0041]
Next, positioning of the photosensitive drum 1 with respect to the image forming apparatus 100 will be described with reference to FIGS. The outer peripheral surfaces of the bearing members 73a and 73b are located at longitudinal positions (in the drum axis direction) in contact with the left and right plates 74 and 75 made of sheet metal constituting the image forming apparatus main body 100. The left side plate 74 and the right side plate 75 are provided with abutting surfaces 74a, 74b and 75a, 75b of the bearing members 73a, 73b, and abut against the outer peripheral surfaces of the bearing members 73a, 73b. Thus, the photosensitive drum 1 is positioned with respect to the side plates 74 and 75 via the bearing members 73a and 73b. Next, a method of pressing the photosensitive drum 1 will be described. Here, one end in the longitudinal direction will be described in detail, but the other end has the same configuration. In the outer peripheral surface of the bearing member 73b, a region other than a region facing the abutting surfaces 75a and 75b is covered with a part of the cleaning frame body 51 for holding the bearing member 73b. On the other hand, a metal shaft 76 is crimped to the side plate 75, and a torsion coil spring 77 is supported. An arm portion 77 a on one end side of the torsion coil spring 77 is fitted and fixed in a hole 78 provided in the side plate 75. When the process cartridge 7 is not provided, the arm 77b on the other end side has a bent portion at the tip hooked on a hole 79 provided in the side plate 75 to regulate the position in the rotation direction. When the process cartridge 7 is mounted, the arm 77 b on the other end urges the pressing portion 51 c provided on the cleaning frame 51, so that the process cartridge 7 and the photosensitive drum 1 are pressed and positioned against the side plate 75. .
[0042]
Next, the positioning of the process cartridge 7 in the thrust direction (axial direction of the photosensitive drum) will be described with reference to FIGS. Here, it is assumed that there is a thrust direction position reference of the process cartridge 7 on the side plate 75 side. The side plate 74 is provided with a cartridge thrust pressing member 74c for urging the process cartridge 7 toward the side plate 75. When the process cartridge 7 is mounted on the main body 100, the cartridge thrust pressing member 74 c presses a thrust pressing receiving portion 51 j provided on the cleaning frame 51, thereby causing a thrust abutting portion provided on the cleaning frame 51. 51i is abutted against a cartridge thrust receiving portion 100b provided on the side plate 75, and the position of the process cartridge 7 in the thrust direction with respect to the main body 100 is determined. The cartridge thrust pressing member 74c is made of resin, and includes a spring portion 74c1 having one end fixed to the side plate 74, and a pressing portion 74c2. When the process cartridge 7 is mounted on the main body 100, the thrust position is such that the pressing portion 74c2 and the thrust pressing receiving portion 51j face each other in a state where the spring portion 74c1 is bent, so that the cleaning frame is moved in the thrust direction. It is configured to generate a force for urging the body 51 and the process cartridge 7.
[0043]
Next, a method of driving the photosensitive drum 1 will be described with reference to FIGS. One extending portion 72a of the conductive shaft member 72 extends outside the frame side surface 51a of the cleaning frame 51 through the bearing member 73a. An end face coupling 90 for transmitting the drive from the image forming apparatus main body 100 is attached to the end of the extending portion 72 a of the conductive shaft member 72, and rotates integrally with the conductive shaft member 72. A drive transmission pin 72c to the photosensitive drum 1 is inserted into the conductive shaft member 72 in a direction orthogonal to the axial direction of the drum. The drive transmission pin 72c fits into a pin groove 71b1 provided in the flange 71b to transmit rotational drive, and also performs thrust positioning between the conductive shaft member 72 and the photosensitive drum 1. The image forming apparatus main body 100 is provided with a drum drive gear 110, and includes a coupling portion 110a for transmitting drive to the end face coupling 90 and a large gear portion 110b for transmitting rotation of the motor 111.
Next, positioning of the photosensitive drum 1 in the thrust direction will be described with reference to FIGS. As described above, the cleaning frame 51 and the process cartridge 7 are urged toward the side plate 74, that is, the non-drive side. Similarly, the photosensitive drum 1 is urged to the non-drive side by the drum drive gear 110, and the flange 71c on the non-drive side is abutted against the abutment portion 51z of the cleaning frame 51, and the position in the thrust direction is changed. Decided.
[0044]
Next, a structure for preventing the thrust of the photosensitive drum 1 and the conductive shaft member 72 from coming off will be described. As described above, the photosensitive drum 1 and the conductive shaft member 72 are urged toward the side plate 74, that is, the non-driving side. On the other hand, the photosensitive drum 1 may receive a biasing force toward the side plate 73, that is, the driving side, by each process means (cleaning blade, charging roller, developing roller, etc.) acting on the drum surface during rotation. Further, even when the drum drive gear 110 retreats from the end face coupling 90, the photosensitive drum 1 and the conductive shaft member 72 may receive a force on the drive side. The extending portion 72b of the conductive shaft member 72 (the side opposite to the above-described extending portion 72a) extends outside the bearing member 73b and the cleaning frame side surface 51b through the bearing member 73b. A ring-shaped retaining member 91 is attached to a portion of the extending portion 72b outside the bearing member 73b. The retaining member 91 is positioned so as to have a predetermined gap between the retaining member 91 and the bearing member 73b. The retaining member 91 in the present embodiment is made of metal such as stainless steel, and has a claw portion 91b provided inside the retaining portion 91a. The retaining member 91 is inserted in the axial direction while the claw portion 91b abuts on the outer peripheral surface of the conductive shaft member 72 and bends. In order to minimize the gap between the retaining member 91 and the bearing member 73b, the thrust position of the retaining member 91 is determined on the basis of the end surface of the bearing member 73b to reduce the accumulation of tolerance. Further, the retaining member 91 may be attached by abutting against the bearing member 73b. In this case, the thrust play between the photosensitive drum 1 and the conductive shaft member 72 can be eliminated, but since the stopper member 91 and the bearing member 73b that rotate integrally with the conductive shaft member 72 slide, the stopper member A washer or the like may be interposed between the bearing 91 and the bearing member 73b.
[0045]
(Second embodiment)
Here, parts that are the same as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0046]
[Configuration of photoconductor drum]
The photosensitive drum 1 has a photosensitive drum cylinder 70 provided with a photosensitive layer on the outer peripheral surface, and flanges 92b and 92c are fitted at both ends in the longitudinal direction (axial direction) of the drum cylinder. A contact member 81 that contacts the inner peripheral surface 70a of the drum cylinder 70 is fixed. The flanges 92b and 92c are fixed to the photosensitive drum cylinder 1 by fixing means such as caulking or bonding. Conductive support shafts 93b and 93c concentric with the photosensitive drum cylinder 70 are attached to the flanges 92b and 92c, and extend outward from the end surface of the photosensitive drum 1 in the thrust direction. The flanges 92b and 92c in the present embodiment are made of resin, and the conductive support shaft is attached by insert molding or the like. The extending portion 93b1 of the conductive support shaft 93b extends through the bearing member 73a to extend outside the frame side surface 51a of the cleaning frame 51, and the end portion 93b2 of the extending portion 93b1 extends from the image forming apparatus main body 100. An end face coupling 90 for transmitting drive is provided. On the other hand, the conductive support shaft 93c on the opposite side, that is, the non-drive side also extends through the bearing member 73c and extends outward from the cleaning frame body side surface 51b to form an extended portion 93c1. A ring-shaped retaining member 91 is attached to a portion of the extending portion 93c1 outside the bearing member 73c, and is positioned so as to have a predetermined gap between the extending portion 93c1 and the bearing member 73c.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, in the process cartridge in which the photosensitive drum and the support shaft are integrally rotatably supported by the cleaning frame and the support shaft extends longitudinally outward from the bearing member, one end of the support shaft is provided. On the other side, there is an end face coupling for transmitting the drive from the image forming apparatus main body, and on the other end side, a ring-shaped thrust retaining member is inserted longitudinally outside the bearing member. By making the thrust retaining member a metal toothed retaining ring that can be inserted in the axial direction, the thrust position can be determined based on the end surface of the bearing member, and the gap between the bearing member and the thrust retaining member can be determined. The generated thrust play can be minimized. Thus, the rubbing memory between the photosensitive drum and the process means that contacts the photosensitive drum can be reduced, and the space for the drive transmission unit can be saved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a multicolor image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a process cartridge according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing a method for supporting a drum of a process cartridge according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a method for supporting a drum of the process cartridge and a method for driving the drum according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a configuration for positioning a process cartridge according to the present invention with respect to the image forming apparatus main body.
FIG. 6 is a side view showing a configuration for positioning a process cartridge according to the present invention with respect to an image forming apparatus main body.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a configuration for positioning a process cartridge according to the present invention with respect to an image forming apparatus main body.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a thrust pressing configuration of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a method for driving the drum of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a thrust retaining structure of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a drum supporting method in a second embodiment of the process cartridge according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 (1a, 1b, 1c, 1d) Photoconductor drum
2 (2a, 2b, 2c, 2d) charging device
3 (3a, 3b, 3c, 3d) scanner unit
4 (4a, 4b, 4c, 4d) Developing device, developing unit
5 Electrostatic transfer means
6 (6a, 6b, 6c, 6d) Cleaning device
7 (7a, 7b, 7c, 7d) process cartridge
8 Separation means
11 Electrostatic transfer belt
20 Fixing unit
40 (40a, 40b, 40c, 40d) Developing roller
41 Toner container
42 Toner Transport Mechanism
43 Toner supply roller
44 Developing blade
47, 48 Bearing member
49 Support shaft
51 Cleaning frame
51a, 51b bearing member support
51c pressing part
51j Thrust pressure receiving part
51i thrust abutment
51z butting part
52 Toner feed mechanism
53 Waste toner chamber
54 Pressure spring
60 Cleaning blade
70 Photosensitive drum cylinder
70a Inner circumference
71b, 71c, flange
71b1, 71c1 Through hole
71b1 Pin groove
80 Flexible sheet member
81 Contact material
81a contact
72 Conductive shaft member
72a, 72b stretching section
72c Drive transmission pin
73a, 73b bearing
74 Left side plate
74a, 74b butting surface
74c Cartridge thrust pressing member
74c1 spring part
74c2 pressing part
75 Right side plate
75a, 75b butting surface
76 Metal shaft
77 Torsion coil spring
77a arm
77b Arm on the other end
78 holes
79 holes
80 Flexible sheet member
90 End face coupling
91 Retaining member
91a Retaining part
91b claw
92b, 92c flange
93b, 93c conductive support shaft
93b1, 93c1 stretching part
93b2 end
100 Image Forming Apparatus Main Body
100a Cartridge thrust receiver
110 Drum drive gear
110a Coupling part
110b Large gear

Claims (7)

電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジの構成要件は以下の通り
感光体ドラム
前記感光体ドラムに作用するプロセス手段
前記感光体ドラムと前記プロセス手段を保持する筐体
前記感光体ドラムの両端に配設されたフランジ部材
前記フランジ部材を介して前記感光体ドラムと一体的に回動するとともに前記筐体に設けられた軸受部に回動自在に支持され、かつ、少なくとも長手一端側で前記筐体より外側まで延伸している支持軸
前記延伸部に配設された軸方向に挿入可能なスラスト抜け止め部材。
The components of a process cartridge that can be attached to and detached from the electrophotographic image forming apparatus are as follows: photosensitive drum process means acting on the photosensitive drum; a photosensitive drum and a housing for holding the process means; The flange member is disposed integrally with the photosensitive drum via the flange member, and is rotatably supported by a bearing provided on the housing, and at least one longitudinal end of the housing. An axially insertable thrust retaining member disposed in the extending portion of the support shaft extending outside the body.
請求項1記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記スラスト抜け止め部材は金属製のリング状弾性部材である。
The process cartridge according to claim 1,
The thrust retaining member is a metal ring-shaped elastic member.
請求項1または2記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記スラスト抜け止め部材は、前記筐体または前記軸受部を基準に所定のギャップで装着される
The process cartridge according to claim 1, wherein
The thrust retaining member is mounted at a predetermined gap based on the housing or the bearing.
請求項1から2記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記スラスト抜け止め部材は、前記軸受部に突き当てて装着される。
The process cartridge according to claim 1, wherein
The thrust retaining member is mounted so as to abut the bearing portion.
請求項1から4記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記支持軸は長手方向両側において前記筐体より外側まで延伸した貫通軸であり、前記一端側と反対側に、前記感光体ドラム回転駆動伝達のための端面カップリングを有する。
The process cartridge according to claim 1, wherein
The support shaft is a penetrating shaft extending to the outside of the housing on both sides in the longitudinal direction, and has an end face coupling for transmitting the rotation drive of the photosensitive drum on the side opposite to the one end.
請求項1から3記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記支持軸は前記フランジ部材と一体的に形成され、長手方向両側において前記筐体より外側まで延伸し、前記一端側と反対側に前記感光体ドラム回転駆動のための端面カップリングを有する。
The process cartridge according to claim 1, wherein
The support shaft is formed integrally with the flange member, extends to the outside of the housing on both sides in the longitudinal direction, and has an end face coupling on the opposite side to the one end side for rotationally driving the photosensitive drum.
プロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置の構成用件は以下の通り
感光体ドラム
前記感光体ドラムに作用するプロセス手段
前記感光体ドラムと前記プロセス手段を保持する筐体
前記感光体ドラムと一体的に回動するとともに前記筐体に設けられた軸受部に回動自在に支持され、かつ、少なくとも長手一端側で前記筐体より外側まで延伸している支持軸
前記延伸部に配設された軸方向に挿入可能なスラスト抜け止め部材
上記構成のプロセスカートリッジを装着するための装着手段
上記構成のプロセスカートリッジに駆動伝達するための駆動手段。
The configuration requirements of the image forming apparatus to which the process cartridge can be attached and detached are as follows: photosensitive drum process means acting on the photosensitive drum; the photosensitive drum; and a housing holding the process means. A support shaft that is rotatably supported by a bearing portion provided in the housing and is rotatable at least at one longitudinal end to the outside of the housing. Thrust retaining member that can be inserted into the cartridge mounting means for mounting the process cartridge having the above-described configuration; and driving means for transmitting drive to the process cartridge having the above-described configuration.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007322799A (en) * 2006-06-01 2007-12-13 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus and photoreceptor unit
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