JP2004126183A - プロセス手段離間部材及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】包材とCローラ離間部材の把手との干渉によるCローラ離間部材の把手破損を防止する。
【解決手段】Cローラ離間部材の把手根本に関節部を設け、把手部が折れ曲がることが可能とする。更に離間部材40に、凸部を設ける。この凸部を関節部40cよりも、帯電ユニットから離れた箇所に設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】Cローラ離間部材の把手根本に関節部を設け、把手部が折れ曲がることが可能とする。更に離間部材40に、凸部を設ける。この凸部を関節部40cよりも、帯電ユニットから離れた箇所に設ける。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機や電子写真プリンター等の電子写真画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジまたは現像装置、そしてこれらを用いる電子写真画像形成装置に関する。
【0002】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体52に画像を形成するものである。
【0003】
例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター(LEDプリンター、レーザービームプリンターなど)、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。
【0004】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと、画像担持体である電子写真感光ドラムを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また、現像装置とは、トナー収容部と現像手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【0005】
【従来の技術】
従来、プロセスカートリッジの出荷からユーザーの手に渡るまでの輸送時に受けるショックにより、プロセスカートリッジ内の感光ドラムと感光ドラムに接触し帯電を行う帯電ローラとが摺擦し、感光ドラムに摺擦メモリや、傷を発生させたり使用前の長期保管により、感光ドラムと帯電ローラとの当接で帯電ローラ表面が凹み、画像不良を起こす可能性があった。
【0006】
そこで、特開2000−181328号公報のように、プロセスカートリジの出荷からユーザーに使用されるまでの間、感光ドラムと帯電ローラとを離間させる離間部材をプロセスカートリッジに取り外し自在に設け、ユーザーが使用する直前に離間部材を外し、帯電ローラを感光ドラムへ当接させる構成が提案されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
帯電ローラ3aは、回転中心に貫通した芯金3bをもち、この芯金3bは長手両端部のみ露出している。(図6,図8)
上述した感光ドラムと帯電ローラとを離間させる離間部材40は、図6、図16に示すように、帯電ローラ3aの長手両端に露出した芯金3bと感光ドラムとの間に挿入される。
【0008】
よって、離間部材40の設置される場所は、帯電ローラ3aの長手両端部に限定され,それは、プロセスカートリッジ1の長手両端部に相当する位置となる(図16、図17)。
【0009】
また、プロセスカートリッジ1の出荷時には、図12に示すように輸送時の衝撃を緩衝する緩衝部材200をプロセスカートリッジ1の長手両端に設けている。この緩衝部材200は、効果的にプロセスカートリジ1にかかる衝撃を和らげるため出来るだけプロセスカートリッジ1への掛かり量を増す必要がある。
そこで、緩衝部材200は、プロセスカートリッジ1の長手中央部へ出来るだけ長く覆うように設定される。
【0010】
このように、離間部材40と緩衝部材200は共にプロセスカートリッジ1の長手方向端部に設けられる。
【0011】
そのため、緩衝部材200と離間部材40は図12に示すように近接して設けられるので、図14のようにプロセスカートリッジ1に矢印E方向に衝撃が加わった場合、緩衝材200がつぶれることでプロセスカートリッジ1への衝撃を緩和する。
【0012】
この時、緩衝材200と離間部材40の把手部40bが干渉し、緩衝材200により離間部材40の把手部40bが千切られる場合があった。この千切れを防止するために、把手部40bを強固にしてしまうと緩衝材200が把手部40bに強く突き当たり、離間部材40が帯電装置3から外れてしまう場合や、緩衝材200の緩衝能力の低下によるプロセスカートリッジ1の破損等が発生する場合もある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
そこで、緩衝材200により離間部材40の把手部40bが千切られる事を防止するため、離間部材40の把手部40bの根本に関節部40cを設け、把手部40bが図11に示すように略90°折れ曲がれるようにする。これにより、把手部40bが緩衝材200に折り曲げられた場合であっても千切れることを防止出来る。
【0014】
また、離間部材40に更に、凸部40aを設け、この凸部40aを関節部40cよりも、帯電装置3から離れた箇所(図9のF分離れたところに設ける)に設けることで、緩衝部材200との干渉を凸部40aが受け持つ事が出来る。この時把手部40bは、関節部40cで折れ曲がるので、凸部40aの先端と、帯電装置3との間に収まり緩衝部材200との干渉を避けることが出来る。以上から緩衝材200との干渉での離間部材40の把手部材40bの破損を防止できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
[画像形成装置の全体の説明]
まずカラー電子写真画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概略説明する。
【0016】
図1はカラートナー画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタの全体構成説明図である。
【0017】
このカラーレーザービームプリンタの画像形成部は、像担持体である感光ドラム2を備えた4つのプロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1K(イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色)と、このプロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kの上方に、各色に対応した露光手段51Y,51M,51C,51K(レーザビーム光学走査系)が夫々並列配置されている。
【0018】
上記画像形成部の下方には、記録媒体52を送り出す給送手段と、感光ドラム2上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト54a、及び中間転写ベルト54a上のトナー像を記録媒体52に転写する2次転写ローラ54dが配置されている。
【0019】
更に、トナー画像を転写された記録媒体52を定着する定着手段、記録媒体52を装置外へ排出し積載する排出手段が配置されている。
【0020】
ここで記録媒体52としては、例えば用紙、OHPシート、あるいは布等である。
【0021】
本実施例の画像形成装置はクリーナレスシステムの装置であり、感光ドラム2上に残存した転写残トナーは現像手段に取り込んでおり、転写残トナーを回収貯蔵する専用のクリーナーはプロセスカートリッジ内には配置していない。
【0022】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【0023】
[給紙部]
給紙部は、画像形成部へ記録媒体52を給送するものであり、複数枚の記録媒体52を積載収納した給送カセット53aと、給送ローラ53b、重送防止のリタードローラ53c、給送ガイド53d、レジストローラ53gから主に構成される。
【0024】
給送ローラ53bは画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット53a内の記録媒体52を一枚ずつ分離給送する。記録媒体52は、給送ガイド53dによってガイドされ、搬送ローラ3e,3fを経由してレジストローラ53gに搬送される。
【0025】
記録媒体52が搬送された直後は、レジストローラ53gは回転を停止しており、このニップ部に突き当たることにより記録媒体52は斜行が矯正される。
【0026】
画像形成動作中にレジストローラ53gは、記録媒体52を静止待機させる非回転の動作と、記録媒体52を中間転写ベルト54aに向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時のトナー像と記録媒体52との位置合わせを行う。
【0027】
[プロセスカートリッジ]
プロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kは、像担持体である感光ドラム2の周囲に、帯電手段と現像手段を配置し、一体的に構成している。そして、このプロセスカートリッジは装置本体に対して、ユーザが容易に取り外しでき、感光ドラム2が寿命に至った場合に交換する。
【0028】
本実施例においては、例えば、感光ドラム2の回転回数をカウントし、所定カウント数を越えた場合に、プロセスカートリッジが寿命に至ったことを報知するようにしている。
【0029】
本実施例の感光ドラム2は負帯電の有機感光体で、直径約30mmのアルミニウム製のドラム基体上に、通常用いられる感光体層を有しており、最表層に電荷注入層を設けている。そして、所定のプロセススピード、本実施例では約117mm/secで回転駆動される。
【0030】
電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダーに導電性微粒子として、例えばSnO2超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。
【0031】
図4に示すように、感光ドラム2の奥側端部にはドラムフランジ2bが固定され、手前端部には非駆動フランジ2dが固定されている。ドラムフランジ2bと非駆動フランジ2dの中心にはドラム軸2aが貫通しており、ドラム軸2aとドラムフランジ2b及び非駆動フランジ2dは一体となって回転される。すなわち、感光ドラム2はドラム軸2aの軸を中心に回転される。
【0032】
ドラム軸2aの手前側端部は軸受2eに回転自在に支持され、軸受2eは軸受ケース2cに対して固定されている。そして軸受ケース2cはプロセスカートリッジのフレームに対して固定されている。
【0033】
[帯電手段]
帯電手段は接触帯電方法を用いたものである。本実施例においては、帯電部材として帯電ローラ3aを用いている。
【0034】
図2に示すように、この帯電ローラ3aは芯金3bの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持させると共に、押しバネ3dによって感光ドラム方向に付勢して感光ドラム2の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光ドラム2の回転に従動して回転する。
【0035】
図6,図7に示すように、3fは帯電ローラクリーニングユニットであり、本実施例では可撓性を持つクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム3f3が帯電ローラ3aの長手方向に並行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材3fに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ3aと接触ニップを形成するように配置されている。支持部材3fが外部駆動手段によりカップリング15に回転駆動を伝達し、さらにカップリングギア部15aからカムギア16aに伝達され、カム部16bにおいて、帯電ローラクリーニングユニットアーム部3f1が作用し、帯電シート戻しバネ30が帯電ローラクリーニングユニット3fの一端に配置されていることによってカム部16に沿って、長手方向に5mmのストロークで一定量往復運動されて帯電ローラ表面がクリーニングフィルム3eで摺擦される。これにより帯電ローラ表面の付着物(微粉トナー、外添剤など)の除去がなされる。
【0036】
なお本実施例の画像形成装置はクリーナレスシステムを採用している。このクリーナレスシステムに関して説明する。
【0037】
[クリーナレスシステム]
本実施例の画像形成装置におけるクリーナレスシステムの概要をまず説明すると、転写後の感光ドラム2上の転写残トナーを、引き続く感光ドラムの回転に伴い帯電部a、露光部bを通過させ現像部cに持ち運び、現像装置により現像同時クリーニング(回収)するものである。
【0038】
感光ドラム2面上の転写残トナーは露光部bを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。
【0039】
ただ転写残トナーには正規極性のもの、逆極性のもの(反転トナー)、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部aを通過する際に帯電ローラ3aに付着することで帯電ローラ3aが許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じる事になる。
【0040】
また感光ドラム面上の転写残トナーの現像装置による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部cに持ち運ばれる感光ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって感光ドラムの静電潜像を現像できる帯電量である事が必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光ドラム上から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【0041】
また近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率の画像などの連続印字動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生し、上述したような問題を更に助長させてしまうのである。
【0042】
そこで本実施例においては、転写部dよりも感光ドラム下流側の位置において、感光ドラム2の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー(残留現像剤像)均一化手段3gを設け、この転写残トナー均一化手段3gよりも感光ドラム回転方向下流側で帯電部aよりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー(現像剤)帯電制御手段3hを設けている。
【0043】
転写残トナー均一化手段3gを設けることにより、転写部dからトナー帯電制御手段3hへ持ち運ばれる感光ドラム上のパターン上の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光ドラム面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電制御手段3hの一部にトナーが集中することがなくなり、該トナー帯電制御手段3hによる転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電ローラ3aへの付着防止が効果的になされる。また転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。
【0044】
本実施例では上記転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電制御手段3hは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム面上に接触させて配置してある。
【0045】
またこれらの手段は、図示しない駆動源により感光ドラムの長手方向に移動(往復運動)するようになっている。このようにすることで、転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電制御手段3hが感光ドラム上で同一個所に位置し続けることがなくなり、たとえばトナー帯電制御手段3hの抵抗ムラによる過帯電部、帯電不足部が存在したとしても、常に同じ感光ドラム面部分で起こるわけではないため、極小的な転写残トナーの過帯電によって感光ドラム上に融着が発生すること、また帯電不足によって帯電ローラ3aに転写残トナーが付着することが防止あるいは緩和される。
【0046】
[露光手段]
本実施例においては、上記感光ドラム2への露光は、レーザー露光手段を用いて行っている。即ち、装置本体から画像信号が送られてくると、この信号に対応して変調されたレーザー光Lが、感光ドラム2の一様帯電面に対して走査露光される。そして、感光ドラム2面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成される。
【0047】
レーザー露光手段は、固体レーザー素子(不図示)、ポリゴンミラー51a、結像レンズ51b、反射ミラー51c等から構成されている。入力された画像信号に基づき発光信号発生器(不図示)により固体レーザー素子が所定タイミングでON/OFF発光制御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光Lは、コリメーターレンズ系(不図示)により略平行な光束に変換され、高速回転するポリゴンミラー51aにより走査される。そして、結像レンズ51b、反射ミラー51cを介して感光ドラム2にスポット状に結像される。
【0048】
この様に感光ドラム2面上には、レーザー光走査による主走査方向の露光と、更に感光ドラム2が回転することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に応じた露光分布が得られる。
【0049】
即ち、レーザー光Lの照射及び非照射により、表面電位が落ちた明部電位と、そうでない暗部電位が形成される。そして、明部電位と暗部電位間のコントラストにより、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0050】
[現像手段]
現像手段である現像装置4は、2成分接触現像装置(2成分磁気ブラシ現像装置)であり、図2に示すように、マグネットローラ4bを内包した現像剤担持体である現像スリーブ4a上にキャリアとトナーからなる現像剤を保持している。現像スリーブ4aには所定間隙を有して、規制ブレード4cが設けられ、現像スリーブ4aの矢印方向への回転に伴い、現像スリーブ4a上に薄層の現像剤を形成する。
【0051】
現像スリーブ4aは、図4に示すように、その両側の縮径されたジャーナル部4a1にスペーサ4kを回転可能に嵌合させることで感光ドラム2と所定間隙を有するように配置され、現像時においては現像スリーブ4a上に形成された現像剤が、感光ドラム2に対して接触する状態で現像できるように設定されている。現像スリーブ4aは現像部において感光ドラム2の回転方向に対してカウンター方向である矢示の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【0052】
本実施において用いたトナーは、平均粒径6μmのネガ帯電トナーを用い、磁性キャリアとしては飽和磁化が205emu/cm3の平均粒径35μmの磁性キャリアを用いた。また、トナーとキャリアを重量比6:94で混合したものを現像剤として用いている。
【0053】
現像剤が循環している現像剤収納部4hは、両端部を除いて長手方向の隔壁4dで2つに仕切られている。そして、撹拌スクリュー4eA,4eBがこの隔壁4dを挟んで配置されている。
【0054】
トナー補給容器から補給されたトナーは、図4に示すように、撹拌スクリュー4eBの奥側に落下し、長手方向の前側に送られながら撹拌され、前側端の隔壁4dのない部分を通過する。そして、撹拌スクリュー4eAで更に長手方向の奥側に送られ、奥側の隔壁4dのない部分を通り、撹拌スクリュー4eBで送られながら撹拌され、循環を繰り返している。
【0055】
ここで感光ドラム2に形成された静電潜像を、現像装置4を用いて2成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について説明する。
【0056】
現像スリーブ4aの回転に伴い、現像容器内の現像剤がマグネットローラ4bの汲み上げ極で現像スリーブ4a面に汲み上げられて搬送される。
【0057】
その搬送される過程において、現像剤は現像スリーブ4aに対して垂直に配置された規制ブレード4cによって層厚が規制され、現像スリーブ4a上に薄層現像剤が形成される。薄層現像剤が現像部に対応する現像極に搬送されると、磁気力によって穂立ちが形成される。感光ドラム2面の静電潜像は、この穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像として現像される。本例においては、静電潜像は反転現像される。
【0058】
現像部を通過した現像スリーブ4a上の薄層現像剤は引き続き現像スリーブ4aの回転に伴い現像容器内に入り、搬送極の反発磁界によって現像スリーブ4a上から離脱して現像容器内の現像剤溜りに戻される。
【0059】
現像スリーブ4aには、不図示の電源から直流(DC)電圧および交流(AC)電圧が印加される。本実施の形態では、−500Vの直流電圧と、周波数2000Hzでピーク間電圧1500Vの交流電圧が印加され、感光ドラム2の露光部にのみ選択的に現像している。
【0060】
一般に2成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像スリーブ4aに印加する直流電圧と感光ドラム2の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。より具体的には、感光ドラム2の露光部の電位と非露光部の電位との間の電位のバイアス電圧を印加している。
【0061】
現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度が低下する。本実施例では、撹拌スクリュー4eBの外周面に近接した位置にトナー濃度を検知するセンサー4gを配置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下したことをセンサー4gで検知すると、トナー補給容器から現像装置4内にトナーを補給する命令が出される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理される。
【0062】
[トナー補給容器]
トナー補給容器5Y,5M,5C,5Kは、プロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kの上方に並列配置されており、装置本体100正面より装着される。
【0063】
図2に示すように、トナー補給容器の内部に撹拌軸5cに固定された撹拌板5bとスクリュー5aが配置され、容器底面にはトナーを排出する排出開口部5fが形成されている。スクリュー5aと撹拌軸5cは図5に示すように、その両端を軸受5dで回転可能に支持され、片方の最端部には駆動カップリング(凹)5eが配置されている。駆動カップリング(凹)5eは装置本体の駆動カップリング(凸)62bから駆動伝達を受け、回転駆動される。スクリュー5aの外形部は、らせんリブ形状となっており、排出開口部5fを中心に、らせんのねじれ方向を反転させている。駆動カップリング(凸)62bの回転により、所定の回転方向にスクリューは回転される。
【0064】
そして、排出開口部5fに向かってトナーは搬送され、排出開口部5fの開口よりトナーを自由落下させ、プロセスカートリッジにトナーを補給する。撹拌板の回転半径方向の先端部は傾斜しており、トナー補給容器の壁面と摺接する際には、上記先端部はある角度をもって当接される。具体的には、撹拌板の先端側はねじられて、らせん状態になる。このように、撹拌板の先端側がねじれ傾斜することにより軸方向への搬送力が発生し、トナーが長手方向に送られる。
【0065】
なお、本実施例のトナー補給容器は、2成分現像法に限らず、1成分現像法を用いるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジにおいても補給可能であり、またトナー補給容器内に収納される粉体は、トナーだけに限らず、トナー及び磁性キャリアが混合された、いわゆる現像剤であってもよいことは言うまでもない。
【0066】
[転写手段]
転写手段である中間転写ユニット54は、感光ドラム2から順次に1次転写されて重ねられた複数のトナー像を、一括して記録媒体52に2次転写するものである。
【0067】
中間転写ユニット54は、矢印方向に走行する中間転写ベルト54aを備えており、矢印の時計方向に感光ドラム2の外周速度と略同じ周速度で走行している。この中間転写ベルト54aは、周長約940mmの無端状ベルトであり、駆動ローラ54b、2次転写対向ローラ54g、従動ローラ54cの3本のローラにより掛け渡されている。
【0068】
さらに、中間転写ベルト54a内には、転写帯電ローラ54fY,54fM,54fC,54fKが夫々感光ドラム2の対向位置に回転可能に配置され、感光ドラム2の中心方向に加圧されている。
【0069】
転写帯電ローラ54fY,54fM,54fC,54fKは不図示の高圧電源より給電され、中間転写ベルト54aの裏側からトナーと逆極性の帯電を行い、感光ドラム2上のトナー像を順次中間転写ベルト54aの上面に1次転写する。
【0070】
2次転写部には転写部材として2次転写ローラ54dが、2次転写対向ローラ54gに対向した位置で中間転写ベルト54aに圧接している。2次転写ローラ54dは、図示上下に揺動可能で且つ回転する。この時同時に中間転写ベルト54aには、バイアスが印加されるので中間転写ベルト54a上のトナー像は記録媒体52に転写される。
【0071】
ここで中間転写ベルト54aと2次転写ローラ54dは各々駆動されている。記録媒体52が2次転写部に突入すると、所定のバイアスが2次転写ローラ54dに印加され、中間転写ベルト54a上のトナー像は記録媒体52に2次転写される。
【0072】
この時、両者に挟まれた状態の記録媒体52は転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器56にむけて搬送される。
転写工程の最下流側である中間転写ベルト54aの所定位置には、中間転写ベルト54aの表面に接離可能なクリーニングユニットが設けてあり、2次転写後に残った転写残トナーを除去する。
【0073】
クリーニングユニット55内には、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード55aが配置されている。クリーニングユニット55は不図示の回転中心で揺動可能に取りつけられており、クリーニングブレード55aは中間転写ベルト54aに食い込む方向に圧接している。クリーニングユニット55内に取りこまれた転写残トナーは、送りスクリュー55bにより廃トナータンク(不図示)へ搬送され貯蔵される。
【0074】
ここで中間転写ベルト54aとしてはポリイミド樹脂からなるものを用いることができる。その他の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる
[定着部]
前記現像手段によって感光ドラム2に形成されたトナー像は、中間転写ベルト54aを介して記録媒体52上に転写される。そして、定着器56は、記録媒体52に転写されたトナー像を熱を用いて記録媒体52に定着させる。
【0075】
図1に示すように、定着器56は、記録媒体52に熱を加えるための定着ローラ56aと記録媒体52を定着ローラ56aに圧接させるための加圧ローラ56bを備えており、各ローラは中空ローラである。その内部にそれぞれヒータ(不図示)を有している。そして、回転駆動されることによって同時に記録媒体52を搬送する。
【0076】
即ちトナー像を保持した記録媒体52は定着ローラ56aと加圧ローラ56bとにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナー像が記録媒体52に定着される。定着後の記録媒体52は、排出ローラ53h,53jにより排出され、装置本体100上のトレー57に積載される。
【0077】
[プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着]
次に、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着手順を図2、図3、図4及び図5を用いて説明する。装置本体100の正面には、開閉自在な前ドア58が配置されており、この前ドア58を手前に開くと、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器を挿入する開口部が露出される。
【0078】
プロセスカートリッジを挿入する開口部には、回動可能に支持された芯決め板59が配置されており、プロセスカートリッジを挿抜する場合は、この芯決め板59を開放した後に行う。
【0079】
装置本体100内には、プロセスカートリッジの装着を案内するガイドレール60と、トナー補給容器の装着を案内するガイドレール61が固定されている。
【0080】
プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着方向は、感光ドラム2の軸線方向と平行な方向であり、ガイドレール60、61も同様な方向に配置されている。プロセスカートリッジ及びトナー補給容器は、一旦、上記ガイドレール60、61に沿って装置本体100内の手前から奥側にスライドされ挿入される。
【0081】
プロセスカートリッジが最奥部まで挿入されると、ドラムフランジ2bの中心穴2fに装置本体の芯決め軸66が挿入され、感光ドラム2の奥側の回転中心位置が装置本体に対して決められる。またこれと同時にドラムフランジ2bに形成された駆動伝達部2gと駆動カップリング(凸)62aが連結され、感光ドラム2の回転駆動が可能となる。本発明で用いた駆動伝達部2gはねじれた三角柱形状をなしており、本体からの駆動力が加わることで駆動が伝達されると共に、感光ドラム2を奥側に引き込む力を発生させている。
【0082】
さらに、後側板65には、プロセスカートリッジを位置決めする支持ピン63が配置されており、この支持ピン63がプロセスカートリッジのフレームに挿入され、プロセスカートリッジのフレームの位置が固定される。
【0083】
装置本体100の手前側には、回動可能な芯決め板59が配置されており、この芯決め板59に対してプロセスカートリッジの軸受ケース2cが支持固定される。これら一連の挿入動作により、感光ドラム2とプロセスカートリッジは装置本体に対して位置決めされる。
【0084】
一方、トナー補給容器は最奥部まで挿入されると、後側板65から突出した支持ピン64に対して固定される。またこれと同時に駆動カップリング(凹)5eと駆動カップリング(凸)62bが連結され、スクリュー5aおよび撹拌軸5cの回転駆動が可能となる。
【0085】
次に、本発明の実施例を説明する。
【0086】
図9に示すように、感光ドラム2と帯電ローラ3aとをユーザーが使用する前まで、寸法C分離間させる離間部材40に対し把手部40bの根本に関節部40cを設け、図11に示すように把手部40bが▲1▼位置。▲3▼位置へ折れ曲がることが出来るようにする。
【0087】
これにより、把手部40bが緩衝材200に折り曲げられた場合であっても把手部40bが折れることを防止出来る。
【0088】
また、離間部材40に、更に凸部40aを設け、この凸部40aを関節部40cよりも、帯電装置3から離れた箇所(図9のF分離れたところに設ける)に設けることで、プロセスカートリッジ1に輸送中に衝撃が加わり(図13矢印E方向)緩衝材200が衝撃を緩和するように変形して緩衝部材200と離間部材40の把手部40bが干渉しても緩衝部材200との干渉を凸部40aが受け持つ事が出来る。
【0089】
この時把手部40bは、関節部40cで折れ曲がるので、凸部40aの先端と、帯電装置3との間に収まり緩衝部材200との干渉を避けることが出来る。よって、緩衝材200との干渉での離間部材40の把手部材40bの破損を防止できる。
【0090】
【発明の効果】
プロセスカートリッジの出荷時に必要な、緩衝部材、離間部材を近づけて設定することが可能なので、プロセスカートリッジを包む梱包材の大きさを大きくすることなく緩衝部材を大きくすることが出来、効果的に緩衝部材を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる画像形成装置本体の断面図
【図2】本発明に係わるプロセスカートリッジ及びトナー補給容器の断面図
【図3】本発明に係わる画像形成装置本体の概略斜視図
【図4】本発明に係わるプロセスカートリッジの長手断面図
【図5】本発明に係わるトナー補給容器の長手断面図
【図6】本発明に係わる帯電ユニットの概略斜視図
【図7】本発明に係わる帯電ユニット長手図
【図8】本発明に係わる係止部材挿入時の帯電ユニット断面図
【図9】本発明に係わる係止部材挿入時の帯電ユニット断面図
【図10】本発明に係わる係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略斜視図である。
【図11】本発明に係わる係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略上視図である。
【図12】本発明に係わる係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略上視図である。
【図13】本発明に係わる係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略上視図である。
【図14】従来の係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略上視図である。
【図15】従来の係止部材挿入時の帯電ユニット断面図
【図16】従来の係止部材挿入時の帯電ユニット断面図
【図17】従来の係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略斜視図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K:プロセスカートリッジ
1a:フレーム
1a1:ガイドリブ
1b:補給開口部,
1d:補給口シャッター
1d1:開口, 1d2:ラック
1e:第1の押さえ部材
1e1:開口, 1e2:ガイドリブ, 1e3:シール部材, 1e4:ガイドピン
1f:第2の押さえ部材
1g:補給口カバー
1g1:溝
1h:シャッター開閉カム
1h1:ギヤ部, 1h2:ピン, 1h3:回転中心, 1h4:カム部, 1h5,1h6:係合部
1i:ロック部材
1i1:爪, 1i2:解除部
1j:シール部材
1k:レーザーシャッター
1k1:開閉部
2:感光ドラム
2a:ドラム軸, 2b:ドラムフランジ, 2c:軸受ケース, 2d:非駆動フランジ,2e:軸受, 2f:中心穴, 2g:駆動伝達部
3:帯電装置
3a:帯電ローラ, 3b:芯金, 3c:帯電ローラクリーニング部材,3d:押しバネ 3f:帯電ローラクリーニングユニット,3f1:帯電ローラクリーニングアーム、
3f3:クリーニングフィルム、3g:転写残トナー均一化手段,3h:トナー帯電制御手段 , 3j:ブラシユニット,
3k:帯電容器, 3k1:帯電ローラ支持部、 3k2:ブラシユニット支持部、3k3:ブラシユニット支持スペサー、3k4:規制部材、3k5:補強板金
3m:貫通穴
4:現像装置
4a:現像スリーブ, 4a1:ジャーナル部, 4b:マグネットローラ,
4c:規制ブレード, 4d:隔壁, 4eA,4eB:撹拌スクリュー, 4f:現像容器, 4g:センサー, 4h:現像剤収納部, 4j:軸受, 4k:スペーサ
5Y,5M,5C,5K:トナー補給容器
5a:スクリュー, 5b:撹拌板, 5c:撹拌軸, 5d:軸受, 5e:駆動カップリング(凹), 5f:排出開口部
5f1:排出口カバー
5f2:押さえ部材
5f2a:ピン, 5f2b:開口, 5f2c:スリット
5f3:排出口シャッター
5f3a:回転中心, 5f3b,5f3b’:開口部, 5f3c:スリット5f5:開口
5f6:シール部材
5h:レール
11a,11b:ブラシ台,
12:ブラシ支持部材,12a,12b,12c,12d:ブラシユニットピン14:伝達アーム, 14a:伝達アームピン,14x,14y:伝達アーム穴15:カップリング, 15a:カップリングギア部
16:カムギアユニット, 16a:カムギア, 16b:カム, 16m:カム溝部
17:ギア軸受け, 17a:カップリングギア軸, 17b:カムギア軸, 17c:段付き部, 18:サイドカバー, 19:圧縮コイルバネ,20:eリング
30:帯電シート戻しバネ、31:ブラシユニットバネ
40:係止部材
40a:凸部、40b:把手部、40c:関節部
51Y,51M,51C,51K:露光手段,
51a:ポリゴンミラー, 51b:結像レンズ, 51c:反射ミラー
L:レーザー光
52:記録媒体
53:給送手段
53a:給送カセット, 53b:給送ローラ, 53c:リタードローラ,
53d:給送ガイド, 53e,53f:搬送ローラ, 53g:レジストローラ, 53h,53j:排出ローラ
54:中間転写ユニット
54a:中間転写ベルト, 54b:駆動ローラ, 54c:従動ローラ, 54d:2次転写ローラ, 54fY,54fM,54fC,54fK:転写帯電ローラ, 54g:2次転写対向ローラ
55:転写クリーニングユニット
55a:クリーニングブレード, 55b:送りスクリュー
56:定着器
56a:定着ローラ, 56b:加圧ローラ
57:トレー
58:前ドア
59:芯決め板
60,61:ガイドレール
62a,62b:駆動カップリング
63,64:支持ピン
65:後側板
66:芯決め軸
67,68:ピン
100:装置本体
102:プロセスカートリッジ挿入部
200:緩衝部材
a:帯電部, b:露光部, c:現像部, d:転写部
A:作用部,B:規制部、C:離間量、E:衝撃方向
F:凸部と関節部距離
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機や電子写真プリンター等の電子写真画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジまたは現像装置、そしてこれらを用いる電子写真画像形成装置に関する。
【0002】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体52に画像を形成するものである。
【0003】
例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター(LEDプリンター、レーザービームプリンターなど)、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。
【0004】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと、画像担持体である電子写真感光ドラムを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また、現像装置とは、トナー収容部と現像手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【0005】
【従来の技術】
従来、プロセスカートリッジの出荷からユーザーの手に渡るまでの輸送時に受けるショックにより、プロセスカートリッジ内の感光ドラムと感光ドラムに接触し帯電を行う帯電ローラとが摺擦し、感光ドラムに摺擦メモリや、傷を発生させたり使用前の長期保管により、感光ドラムと帯電ローラとの当接で帯電ローラ表面が凹み、画像不良を起こす可能性があった。
【0006】
そこで、特開2000−181328号公報のように、プロセスカートリジの出荷からユーザーに使用されるまでの間、感光ドラムと帯電ローラとを離間させる離間部材をプロセスカートリッジに取り外し自在に設け、ユーザーが使用する直前に離間部材を外し、帯電ローラを感光ドラムへ当接させる構成が提案されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
帯電ローラ3aは、回転中心に貫通した芯金3bをもち、この芯金3bは長手両端部のみ露出している。(図6,図8)
上述した感光ドラムと帯電ローラとを離間させる離間部材40は、図6、図16に示すように、帯電ローラ3aの長手両端に露出した芯金3bと感光ドラムとの間に挿入される。
【0008】
よって、離間部材40の設置される場所は、帯電ローラ3aの長手両端部に限定され,それは、プロセスカートリッジ1の長手両端部に相当する位置となる(図16、図17)。
【0009】
また、プロセスカートリッジ1の出荷時には、図12に示すように輸送時の衝撃を緩衝する緩衝部材200をプロセスカートリッジ1の長手両端に設けている。この緩衝部材200は、効果的にプロセスカートリジ1にかかる衝撃を和らげるため出来るだけプロセスカートリッジ1への掛かり量を増す必要がある。
そこで、緩衝部材200は、プロセスカートリッジ1の長手中央部へ出来るだけ長く覆うように設定される。
【0010】
このように、離間部材40と緩衝部材200は共にプロセスカートリッジ1の長手方向端部に設けられる。
【0011】
そのため、緩衝部材200と離間部材40は図12に示すように近接して設けられるので、図14のようにプロセスカートリッジ1に矢印E方向に衝撃が加わった場合、緩衝材200がつぶれることでプロセスカートリッジ1への衝撃を緩和する。
【0012】
この時、緩衝材200と離間部材40の把手部40bが干渉し、緩衝材200により離間部材40の把手部40bが千切られる場合があった。この千切れを防止するために、把手部40bを強固にしてしまうと緩衝材200が把手部40bに強く突き当たり、離間部材40が帯電装置3から外れてしまう場合や、緩衝材200の緩衝能力の低下によるプロセスカートリッジ1の破損等が発生する場合もある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
そこで、緩衝材200により離間部材40の把手部40bが千切られる事を防止するため、離間部材40の把手部40bの根本に関節部40cを設け、把手部40bが図11に示すように略90°折れ曲がれるようにする。これにより、把手部40bが緩衝材200に折り曲げられた場合であっても千切れることを防止出来る。
【0014】
また、離間部材40に更に、凸部40aを設け、この凸部40aを関節部40cよりも、帯電装置3から離れた箇所(図9のF分離れたところに設ける)に設けることで、緩衝部材200との干渉を凸部40aが受け持つ事が出来る。この時把手部40bは、関節部40cで折れ曲がるので、凸部40aの先端と、帯電装置3との間に収まり緩衝部材200との干渉を避けることが出来る。以上から緩衝材200との干渉での離間部材40の把手部材40bの破損を防止できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
[画像形成装置の全体の説明]
まずカラー電子写真画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概略説明する。
【0016】
図1はカラートナー画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタの全体構成説明図である。
【0017】
このカラーレーザービームプリンタの画像形成部は、像担持体である感光ドラム2を備えた4つのプロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1K(イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色)と、このプロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kの上方に、各色に対応した露光手段51Y,51M,51C,51K(レーザビーム光学走査系)が夫々並列配置されている。
【0018】
上記画像形成部の下方には、記録媒体52を送り出す給送手段と、感光ドラム2上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト54a、及び中間転写ベルト54a上のトナー像を記録媒体52に転写する2次転写ローラ54dが配置されている。
【0019】
更に、トナー画像を転写された記録媒体52を定着する定着手段、記録媒体52を装置外へ排出し積載する排出手段が配置されている。
【0020】
ここで記録媒体52としては、例えば用紙、OHPシート、あるいは布等である。
【0021】
本実施例の画像形成装置はクリーナレスシステムの装置であり、感光ドラム2上に残存した転写残トナーは現像手段に取り込んでおり、転写残トナーを回収貯蔵する専用のクリーナーはプロセスカートリッジ内には配置していない。
【0022】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【0023】
[給紙部]
給紙部は、画像形成部へ記録媒体52を給送するものであり、複数枚の記録媒体52を積載収納した給送カセット53aと、給送ローラ53b、重送防止のリタードローラ53c、給送ガイド53d、レジストローラ53gから主に構成される。
【0024】
給送ローラ53bは画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット53a内の記録媒体52を一枚ずつ分離給送する。記録媒体52は、給送ガイド53dによってガイドされ、搬送ローラ3e,3fを経由してレジストローラ53gに搬送される。
【0025】
記録媒体52が搬送された直後は、レジストローラ53gは回転を停止しており、このニップ部に突き当たることにより記録媒体52は斜行が矯正される。
【0026】
画像形成動作中にレジストローラ53gは、記録媒体52を静止待機させる非回転の動作と、記録媒体52を中間転写ベルト54aに向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時のトナー像と記録媒体52との位置合わせを行う。
【0027】
[プロセスカートリッジ]
プロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kは、像担持体である感光ドラム2の周囲に、帯電手段と現像手段を配置し、一体的に構成している。そして、このプロセスカートリッジは装置本体に対して、ユーザが容易に取り外しでき、感光ドラム2が寿命に至った場合に交換する。
【0028】
本実施例においては、例えば、感光ドラム2の回転回数をカウントし、所定カウント数を越えた場合に、プロセスカートリッジが寿命に至ったことを報知するようにしている。
【0029】
本実施例の感光ドラム2は負帯電の有機感光体で、直径約30mmのアルミニウム製のドラム基体上に、通常用いられる感光体層を有しており、最表層に電荷注入層を設けている。そして、所定のプロセススピード、本実施例では約117mm/secで回転駆動される。
【0030】
電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダーに導電性微粒子として、例えばSnO2超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。
【0031】
図4に示すように、感光ドラム2の奥側端部にはドラムフランジ2bが固定され、手前端部には非駆動フランジ2dが固定されている。ドラムフランジ2bと非駆動フランジ2dの中心にはドラム軸2aが貫通しており、ドラム軸2aとドラムフランジ2b及び非駆動フランジ2dは一体となって回転される。すなわち、感光ドラム2はドラム軸2aの軸を中心に回転される。
【0032】
ドラム軸2aの手前側端部は軸受2eに回転自在に支持され、軸受2eは軸受ケース2cに対して固定されている。そして軸受ケース2cはプロセスカートリッジのフレームに対して固定されている。
【0033】
[帯電手段]
帯電手段は接触帯電方法を用いたものである。本実施例においては、帯電部材として帯電ローラ3aを用いている。
【0034】
図2に示すように、この帯電ローラ3aは芯金3bの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持させると共に、押しバネ3dによって感光ドラム方向に付勢して感光ドラム2の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光ドラム2の回転に従動して回転する。
【0035】
図6,図7に示すように、3fは帯電ローラクリーニングユニットであり、本実施例では可撓性を持つクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム3f3が帯電ローラ3aの長手方向に並行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材3fに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ3aと接触ニップを形成するように配置されている。支持部材3fが外部駆動手段によりカップリング15に回転駆動を伝達し、さらにカップリングギア部15aからカムギア16aに伝達され、カム部16bにおいて、帯電ローラクリーニングユニットアーム部3f1が作用し、帯電シート戻しバネ30が帯電ローラクリーニングユニット3fの一端に配置されていることによってカム部16に沿って、長手方向に5mmのストロークで一定量往復運動されて帯電ローラ表面がクリーニングフィルム3eで摺擦される。これにより帯電ローラ表面の付着物(微粉トナー、外添剤など)の除去がなされる。
【0036】
なお本実施例の画像形成装置はクリーナレスシステムを採用している。このクリーナレスシステムに関して説明する。
【0037】
[クリーナレスシステム]
本実施例の画像形成装置におけるクリーナレスシステムの概要をまず説明すると、転写後の感光ドラム2上の転写残トナーを、引き続く感光ドラムの回転に伴い帯電部a、露光部bを通過させ現像部cに持ち運び、現像装置により現像同時クリーニング(回収)するものである。
【0038】
感光ドラム2面上の転写残トナーは露光部bを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。
【0039】
ただ転写残トナーには正規極性のもの、逆極性のもの(反転トナー)、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部aを通過する際に帯電ローラ3aに付着することで帯電ローラ3aが許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じる事になる。
【0040】
また感光ドラム面上の転写残トナーの現像装置による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部cに持ち運ばれる感光ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって感光ドラムの静電潜像を現像できる帯電量である事が必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光ドラム上から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【0041】
また近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率の画像などの連続印字動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生し、上述したような問題を更に助長させてしまうのである。
【0042】
そこで本実施例においては、転写部dよりも感光ドラム下流側の位置において、感光ドラム2の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー(残留現像剤像)均一化手段3gを設け、この転写残トナー均一化手段3gよりも感光ドラム回転方向下流側で帯電部aよりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー(現像剤)帯電制御手段3hを設けている。
【0043】
転写残トナー均一化手段3gを設けることにより、転写部dからトナー帯電制御手段3hへ持ち運ばれる感光ドラム上のパターン上の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光ドラム面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電制御手段3hの一部にトナーが集中することがなくなり、該トナー帯電制御手段3hによる転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電ローラ3aへの付着防止が効果的になされる。また転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。
【0044】
本実施例では上記転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電制御手段3hは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム面上に接触させて配置してある。
【0045】
またこれらの手段は、図示しない駆動源により感光ドラムの長手方向に移動(往復運動)するようになっている。このようにすることで、転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電制御手段3hが感光ドラム上で同一個所に位置し続けることがなくなり、たとえばトナー帯電制御手段3hの抵抗ムラによる過帯電部、帯電不足部が存在したとしても、常に同じ感光ドラム面部分で起こるわけではないため、極小的な転写残トナーの過帯電によって感光ドラム上に融着が発生すること、また帯電不足によって帯電ローラ3aに転写残トナーが付着することが防止あるいは緩和される。
【0046】
[露光手段]
本実施例においては、上記感光ドラム2への露光は、レーザー露光手段を用いて行っている。即ち、装置本体から画像信号が送られてくると、この信号に対応して変調されたレーザー光Lが、感光ドラム2の一様帯電面に対して走査露光される。そして、感光ドラム2面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成される。
【0047】
レーザー露光手段は、固体レーザー素子(不図示)、ポリゴンミラー51a、結像レンズ51b、反射ミラー51c等から構成されている。入力された画像信号に基づき発光信号発生器(不図示)により固体レーザー素子が所定タイミングでON/OFF発光制御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光Lは、コリメーターレンズ系(不図示)により略平行な光束に変換され、高速回転するポリゴンミラー51aにより走査される。そして、結像レンズ51b、反射ミラー51cを介して感光ドラム2にスポット状に結像される。
【0048】
この様に感光ドラム2面上には、レーザー光走査による主走査方向の露光と、更に感光ドラム2が回転することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に応じた露光分布が得られる。
【0049】
即ち、レーザー光Lの照射及び非照射により、表面電位が落ちた明部電位と、そうでない暗部電位が形成される。そして、明部電位と暗部電位間のコントラストにより、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0050】
[現像手段]
現像手段である現像装置4は、2成分接触現像装置(2成分磁気ブラシ現像装置)であり、図2に示すように、マグネットローラ4bを内包した現像剤担持体である現像スリーブ4a上にキャリアとトナーからなる現像剤を保持している。現像スリーブ4aには所定間隙を有して、規制ブレード4cが設けられ、現像スリーブ4aの矢印方向への回転に伴い、現像スリーブ4a上に薄層の現像剤を形成する。
【0051】
現像スリーブ4aは、図4に示すように、その両側の縮径されたジャーナル部4a1にスペーサ4kを回転可能に嵌合させることで感光ドラム2と所定間隙を有するように配置され、現像時においては現像スリーブ4a上に形成された現像剤が、感光ドラム2に対して接触する状態で現像できるように設定されている。現像スリーブ4aは現像部において感光ドラム2の回転方向に対してカウンター方向である矢示の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【0052】
本実施において用いたトナーは、平均粒径6μmのネガ帯電トナーを用い、磁性キャリアとしては飽和磁化が205emu/cm3の平均粒径35μmの磁性キャリアを用いた。また、トナーとキャリアを重量比6:94で混合したものを現像剤として用いている。
【0053】
現像剤が循環している現像剤収納部4hは、両端部を除いて長手方向の隔壁4dで2つに仕切られている。そして、撹拌スクリュー4eA,4eBがこの隔壁4dを挟んで配置されている。
【0054】
トナー補給容器から補給されたトナーは、図4に示すように、撹拌スクリュー4eBの奥側に落下し、長手方向の前側に送られながら撹拌され、前側端の隔壁4dのない部分を通過する。そして、撹拌スクリュー4eAで更に長手方向の奥側に送られ、奥側の隔壁4dのない部分を通り、撹拌スクリュー4eBで送られながら撹拌され、循環を繰り返している。
【0055】
ここで感光ドラム2に形成された静電潜像を、現像装置4を用いて2成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について説明する。
【0056】
現像スリーブ4aの回転に伴い、現像容器内の現像剤がマグネットローラ4bの汲み上げ極で現像スリーブ4a面に汲み上げられて搬送される。
【0057】
その搬送される過程において、現像剤は現像スリーブ4aに対して垂直に配置された規制ブレード4cによって層厚が規制され、現像スリーブ4a上に薄層現像剤が形成される。薄層現像剤が現像部に対応する現像極に搬送されると、磁気力によって穂立ちが形成される。感光ドラム2面の静電潜像は、この穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像として現像される。本例においては、静電潜像は反転現像される。
【0058】
現像部を通過した現像スリーブ4a上の薄層現像剤は引き続き現像スリーブ4aの回転に伴い現像容器内に入り、搬送極の反発磁界によって現像スリーブ4a上から離脱して現像容器内の現像剤溜りに戻される。
【0059】
現像スリーブ4aには、不図示の電源から直流(DC)電圧および交流(AC)電圧が印加される。本実施の形態では、−500Vの直流電圧と、周波数2000Hzでピーク間電圧1500Vの交流電圧が印加され、感光ドラム2の露光部にのみ選択的に現像している。
【0060】
一般に2成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像スリーブ4aに印加する直流電圧と感光ドラム2の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。より具体的には、感光ドラム2の露光部の電位と非露光部の電位との間の電位のバイアス電圧を印加している。
【0061】
現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度が低下する。本実施例では、撹拌スクリュー4eBの外周面に近接した位置にトナー濃度を検知するセンサー4gを配置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下したことをセンサー4gで検知すると、トナー補給容器から現像装置4内にトナーを補給する命令が出される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理される。
【0062】
[トナー補給容器]
トナー補給容器5Y,5M,5C,5Kは、プロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kの上方に並列配置されており、装置本体100正面より装着される。
【0063】
図2に示すように、トナー補給容器の内部に撹拌軸5cに固定された撹拌板5bとスクリュー5aが配置され、容器底面にはトナーを排出する排出開口部5fが形成されている。スクリュー5aと撹拌軸5cは図5に示すように、その両端を軸受5dで回転可能に支持され、片方の最端部には駆動カップリング(凹)5eが配置されている。駆動カップリング(凹)5eは装置本体の駆動カップリング(凸)62bから駆動伝達を受け、回転駆動される。スクリュー5aの外形部は、らせんリブ形状となっており、排出開口部5fを中心に、らせんのねじれ方向を反転させている。駆動カップリング(凸)62bの回転により、所定の回転方向にスクリューは回転される。
【0064】
そして、排出開口部5fに向かってトナーは搬送され、排出開口部5fの開口よりトナーを自由落下させ、プロセスカートリッジにトナーを補給する。撹拌板の回転半径方向の先端部は傾斜しており、トナー補給容器の壁面と摺接する際には、上記先端部はある角度をもって当接される。具体的には、撹拌板の先端側はねじられて、らせん状態になる。このように、撹拌板の先端側がねじれ傾斜することにより軸方向への搬送力が発生し、トナーが長手方向に送られる。
【0065】
なお、本実施例のトナー補給容器は、2成分現像法に限らず、1成分現像法を用いるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジにおいても補給可能であり、またトナー補給容器内に収納される粉体は、トナーだけに限らず、トナー及び磁性キャリアが混合された、いわゆる現像剤であってもよいことは言うまでもない。
【0066】
[転写手段]
転写手段である中間転写ユニット54は、感光ドラム2から順次に1次転写されて重ねられた複数のトナー像を、一括して記録媒体52に2次転写するものである。
【0067】
中間転写ユニット54は、矢印方向に走行する中間転写ベルト54aを備えており、矢印の時計方向に感光ドラム2の外周速度と略同じ周速度で走行している。この中間転写ベルト54aは、周長約940mmの無端状ベルトであり、駆動ローラ54b、2次転写対向ローラ54g、従動ローラ54cの3本のローラにより掛け渡されている。
【0068】
さらに、中間転写ベルト54a内には、転写帯電ローラ54fY,54fM,54fC,54fKが夫々感光ドラム2の対向位置に回転可能に配置され、感光ドラム2の中心方向に加圧されている。
【0069】
転写帯電ローラ54fY,54fM,54fC,54fKは不図示の高圧電源より給電され、中間転写ベルト54aの裏側からトナーと逆極性の帯電を行い、感光ドラム2上のトナー像を順次中間転写ベルト54aの上面に1次転写する。
【0070】
2次転写部には転写部材として2次転写ローラ54dが、2次転写対向ローラ54gに対向した位置で中間転写ベルト54aに圧接している。2次転写ローラ54dは、図示上下に揺動可能で且つ回転する。この時同時に中間転写ベルト54aには、バイアスが印加されるので中間転写ベルト54a上のトナー像は記録媒体52に転写される。
【0071】
ここで中間転写ベルト54aと2次転写ローラ54dは各々駆動されている。記録媒体52が2次転写部に突入すると、所定のバイアスが2次転写ローラ54dに印加され、中間転写ベルト54a上のトナー像は記録媒体52に2次転写される。
【0072】
この時、両者に挟まれた状態の記録媒体52は転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器56にむけて搬送される。
転写工程の最下流側である中間転写ベルト54aの所定位置には、中間転写ベルト54aの表面に接離可能なクリーニングユニットが設けてあり、2次転写後に残った転写残トナーを除去する。
【0073】
クリーニングユニット55内には、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード55aが配置されている。クリーニングユニット55は不図示の回転中心で揺動可能に取りつけられており、クリーニングブレード55aは中間転写ベルト54aに食い込む方向に圧接している。クリーニングユニット55内に取りこまれた転写残トナーは、送りスクリュー55bにより廃トナータンク(不図示)へ搬送され貯蔵される。
【0074】
ここで中間転写ベルト54aとしてはポリイミド樹脂からなるものを用いることができる。その他の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる
[定着部]
前記現像手段によって感光ドラム2に形成されたトナー像は、中間転写ベルト54aを介して記録媒体52上に転写される。そして、定着器56は、記録媒体52に転写されたトナー像を熱を用いて記録媒体52に定着させる。
【0075】
図1に示すように、定着器56は、記録媒体52に熱を加えるための定着ローラ56aと記録媒体52を定着ローラ56aに圧接させるための加圧ローラ56bを備えており、各ローラは中空ローラである。その内部にそれぞれヒータ(不図示)を有している。そして、回転駆動されることによって同時に記録媒体52を搬送する。
【0076】
即ちトナー像を保持した記録媒体52は定着ローラ56aと加圧ローラ56bとにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナー像が記録媒体52に定着される。定着後の記録媒体52は、排出ローラ53h,53jにより排出され、装置本体100上のトレー57に積載される。
【0077】
[プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着]
次に、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着手順を図2、図3、図4及び図5を用いて説明する。装置本体100の正面には、開閉自在な前ドア58が配置されており、この前ドア58を手前に開くと、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器を挿入する開口部が露出される。
【0078】
プロセスカートリッジを挿入する開口部には、回動可能に支持された芯決め板59が配置されており、プロセスカートリッジを挿抜する場合は、この芯決め板59を開放した後に行う。
【0079】
装置本体100内には、プロセスカートリッジの装着を案内するガイドレール60と、トナー補給容器の装着を案内するガイドレール61が固定されている。
【0080】
プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着方向は、感光ドラム2の軸線方向と平行な方向であり、ガイドレール60、61も同様な方向に配置されている。プロセスカートリッジ及びトナー補給容器は、一旦、上記ガイドレール60、61に沿って装置本体100内の手前から奥側にスライドされ挿入される。
【0081】
プロセスカートリッジが最奥部まで挿入されると、ドラムフランジ2bの中心穴2fに装置本体の芯決め軸66が挿入され、感光ドラム2の奥側の回転中心位置が装置本体に対して決められる。またこれと同時にドラムフランジ2bに形成された駆動伝達部2gと駆動カップリング(凸)62aが連結され、感光ドラム2の回転駆動が可能となる。本発明で用いた駆動伝達部2gはねじれた三角柱形状をなしており、本体からの駆動力が加わることで駆動が伝達されると共に、感光ドラム2を奥側に引き込む力を発生させている。
【0082】
さらに、後側板65には、プロセスカートリッジを位置決めする支持ピン63が配置されており、この支持ピン63がプロセスカートリッジのフレームに挿入され、プロセスカートリッジのフレームの位置が固定される。
【0083】
装置本体100の手前側には、回動可能な芯決め板59が配置されており、この芯決め板59に対してプロセスカートリッジの軸受ケース2cが支持固定される。これら一連の挿入動作により、感光ドラム2とプロセスカートリッジは装置本体に対して位置決めされる。
【0084】
一方、トナー補給容器は最奥部まで挿入されると、後側板65から突出した支持ピン64に対して固定される。またこれと同時に駆動カップリング(凹)5eと駆動カップリング(凸)62bが連結され、スクリュー5aおよび撹拌軸5cの回転駆動が可能となる。
【0085】
次に、本発明の実施例を説明する。
【0086】
図9に示すように、感光ドラム2と帯電ローラ3aとをユーザーが使用する前まで、寸法C分離間させる離間部材40に対し把手部40bの根本に関節部40cを設け、図11に示すように把手部40bが▲1▼位置。▲3▼位置へ折れ曲がることが出来るようにする。
【0087】
これにより、把手部40bが緩衝材200に折り曲げられた場合であっても把手部40bが折れることを防止出来る。
【0088】
また、離間部材40に、更に凸部40aを設け、この凸部40aを関節部40cよりも、帯電装置3から離れた箇所(図9のF分離れたところに設ける)に設けることで、プロセスカートリッジ1に輸送中に衝撃が加わり(図13矢印E方向)緩衝材200が衝撃を緩和するように変形して緩衝部材200と離間部材40の把手部40bが干渉しても緩衝部材200との干渉を凸部40aが受け持つ事が出来る。
【0089】
この時把手部40bは、関節部40cで折れ曲がるので、凸部40aの先端と、帯電装置3との間に収まり緩衝部材200との干渉を避けることが出来る。よって、緩衝材200との干渉での離間部材40の把手部材40bの破損を防止できる。
【0090】
【発明の効果】
プロセスカートリッジの出荷時に必要な、緩衝部材、離間部材を近づけて設定することが可能なので、プロセスカートリッジを包む梱包材の大きさを大きくすることなく緩衝部材を大きくすることが出来、効果的に緩衝部材を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる画像形成装置本体の断面図
【図2】本発明に係わるプロセスカートリッジ及びトナー補給容器の断面図
【図3】本発明に係わる画像形成装置本体の概略斜視図
【図4】本発明に係わるプロセスカートリッジの長手断面図
【図5】本発明に係わるトナー補給容器の長手断面図
【図6】本発明に係わる帯電ユニットの概略斜視図
【図7】本発明に係わる帯電ユニット長手図
【図8】本発明に係わる係止部材挿入時の帯電ユニット断面図
【図9】本発明に係わる係止部材挿入時の帯電ユニット断面図
【図10】本発明に係わる係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略斜視図である。
【図11】本発明に係わる係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略上視図である。
【図12】本発明に係わる係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略上視図である。
【図13】本発明に係わる係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略上視図である。
【図14】従来の係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略上視図である。
【図15】従来の係止部材挿入時の帯電ユニット断面図
【図16】従来の係止部材挿入時の帯電ユニット断面図
【図17】従来の係止部材挿入時のプロセスカートリッジの概略斜視図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K:プロセスカートリッジ
1a:フレーム
1a1:ガイドリブ
1b:補給開口部,
1d:補給口シャッター
1d1:開口, 1d2:ラック
1e:第1の押さえ部材
1e1:開口, 1e2:ガイドリブ, 1e3:シール部材, 1e4:ガイドピン
1f:第2の押さえ部材
1g:補給口カバー
1g1:溝
1h:シャッター開閉カム
1h1:ギヤ部, 1h2:ピン, 1h3:回転中心, 1h4:カム部, 1h5,1h6:係合部
1i:ロック部材
1i1:爪, 1i2:解除部
1j:シール部材
1k:レーザーシャッター
1k1:開閉部
2:感光ドラム
2a:ドラム軸, 2b:ドラムフランジ, 2c:軸受ケース, 2d:非駆動フランジ,2e:軸受, 2f:中心穴, 2g:駆動伝達部
3:帯電装置
3a:帯電ローラ, 3b:芯金, 3c:帯電ローラクリーニング部材,3d:押しバネ 3f:帯電ローラクリーニングユニット,3f1:帯電ローラクリーニングアーム、
3f3:クリーニングフィルム、3g:転写残トナー均一化手段,3h:トナー帯電制御手段 , 3j:ブラシユニット,
3k:帯電容器, 3k1:帯電ローラ支持部、 3k2:ブラシユニット支持部、3k3:ブラシユニット支持スペサー、3k4:規制部材、3k5:補強板金
3m:貫通穴
4:現像装置
4a:現像スリーブ, 4a1:ジャーナル部, 4b:マグネットローラ,
4c:規制ブレード, 4d:隔壁, 4eA,4eB:撹拌スクリュー, 4f:現像容器, 4g:センサー, 4h:現像剤収納部, 4j:軸受, 4k:スペーサ
5Y,5M,5C,5K:トナー補給容器
5a:スクリュー, 5b:撹拌板, 5c:撹拌軸, 5d:軸受, 5e:駆動カップリング(凹), 5f:排出開口部
5f1:排出口カバー
5f2:押さえ部材
5f2a:ピン, 5f2b:開口, 5f2c:スリット
5f3:排出口シャッター
5f3a:回転中心, 5f3b,5f3b’:開口部, 5f3c:スリット5f5:開口
5f6:シール部材
5h:レール
11a,11b:ブラシ台,
12:ブラシ支持部材,12a,12b,12c,12d:ブラシユニットピン14:伝達アーム, 14a:伝達アームピン,14x,14y:伝達アーム穴15:カップリング, 15a:カップリングギア部
16:カムギアユニット, 16a:カムギア, 16b:カム, 16m:カム溝部
17:ギア軸受け, 17a:カップリングギア軸, 17b:カムギア軸, 17c:段付き部, 18:サイドカバー, 19:圧縮コイルバネ,20:eリング
30:帯電シート戻しバネ、31:ブラシユニットバネ
40:係止部材
40a:凸部、40b:把手部、40c:関節部
51Y,51M,51C,51K:露光手段,
51a:ポリゴンミラー, 51b:結像レンズ, 51c:反射ミラー
L:レーザー光
52:記録媒体
53:給送手段
53a:給送カセット, 53b:給送ローラ, 53c:リタードローラ,
53d:給送ガイド, 53e,53f:搬送ローラ, 53g:レジストローラ, 53h,53j:排出ローラ
54:中間転写ユニット
54a:中間転写ベルト, 54b:駆動ローラ, 54c:従動ローラ, 54d:2次転写ローラ, 54fY,54fM,54fC,54fK:転写帯電ローラ, 54g:2次転写対向ローラ
55:転写クリーニングユニット
55a:クリーニングブレード, 55b:送りスクリュー
56:定着器
56a:定着ローラ, 56b:加圧ローラ
57:トレー
58:前ドア
59:芯決め板
60,61:ガイドレール
62a,62b:駆動カップリング
63,64:支持ピン
65:後側板
66:芯決め軸
67,68:ピン
100:装置本体
102:プロセスカートリッジ挿入部
200:緩衝部材
a:帯電部, b:露光部, c:現像部, d:転写部
A:作用部,B:規制部、C:離間量、E:衝撃方向
F:凸部と関節部距離
Claims (6)
- 電子写真感光体を含む少なくとも2つのプロセス手段を
離間させる離間部材とを有し
前記離間部材は、プロセス手段保持カートリッジに着脱自在に取り付けられ、
前記離間部材には、
2つのプロセス手段を離間させる離間部と
リング状の把手部及び、
前記離間部材の前記プロセス手段保持カートリッジからの引き抜き方向に凸部が設けられている。
前記リング状把手部の根本に、関節部を設け、
前記リング状把手部が、プロセス手段保持カートリッジから取り外される方向とは略直角方向に折れ曲がれることが可能であり
また、前記離間部材が前記プロセス手段保持カートリッジに取り付いている状態で
前記関節部の前記プロセス手段保持カートリッジからの距離は、
前記凸部の前記プロセス手段保持カートリッジからの距離よりも小さいことを特徴とした離間部材。 - 前記離間部材は、プロセス手段支持枠体に形成された穴、あるいは溝を貫通することを特徴とする請求項1の離間部材。
- 前記離間部材は、前記プロセス手段の長手端部に設けられることを特徴とする、請求項1または2の離間部材。
- 請求項1、2又は3の離間部材を有することを特徴とする帯電装置。
- 請求項1、2又は3の離間部材を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項1、2又は3の離間部材を有することを特徴とする画像成形装置。
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-
2002
- 2002-10-02 JP JP2002289569A patent/JP2004126183A/ja active Pending
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