【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】
【従来の技術】
電子写真を用いた画像形成装置では、その使用時間が長時間に及ぶと感光体ドラムの交換、現像剤（トナー）の補給や交換、その他（帯電器、クリーニング容器）の調整・清掃・交換が必要となる。このような保守作業は、専門知識を有するサービスマン以外では事実上困難であった。
【０００３】
この不具合を解決する手段として、感光体ドラム、現像装置、クリーニング装置等の画像形成手段をカートリッジ化して、一体化したプロセスカートリッジが製品化されている。
【０００４】
これにより、上記プロセス機器についてメンテナンスの必要が生じれば、使用者が自ら簡単に保守・交換を行うことが可能となり、高品位な画像を安価に、容易に得られるようになった。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジは通常、感光体ドラムへの帯電手段として接触帯電方式が多く使われる。ここで使われる帯電部材は、ローラ状に形成された弾性を有する導電性ローラである。
【０００６】
ここで、前記現像装置またはプロセスカートリッジにおいて製造出荷時からユーザが初期使用するまでの間の品質を保持する手段として様々な補助機能が提案されている。例えば、帯電部材としての帯電ローラと感光体ドラムの間に離間部材を挿入して離間させる（例えば特許文献１，２参照）や帯電部材としての帯電ローラを感光体体ドラムから引張りばね部材であらかじめ離間させ、画像形成装置本体に帯電ローラの加圧機構を設けることで画像形成装置本体に装着時のみ帯電ローラを感光体ドラムに当接させる（特許文献３参照）など、帯電部材と感光体ドラムを製造出荷時からユーザ使用までの物流搬送時に離間させる機構がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２０１９１５号公報（第６−１０頁、第４−２１図）
【特許文献２】
特開２００２−３１１６８８号公報（第３−４頁、第２−８図）
【特許文献３】
特開２００１−１９４８６６号公報（第７−８頁、第１−６図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記技術をさらに発展させたものであり、その目的とするところは簡単な構成で良好な画像を提供する事にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の構成にて達成される。
【００１０】
少なくとも像担持体である感光体ドラム、現像剤担持体である現像ローラ及び前記感光体ドラムに当接して表面を帯電させる帯電部材をもち、前記感光体ドラムを支持する感光体ドラムユニットに、前記現像ローラを支持する現像ユニットが回転自在に取り付けられて構成される画像形成装置に着脱自在のプロセスカートリッジにおいて、前記帯電部材は前記現像ユニットに取り付けられ、前記現像ユニットの回動中心に前記帯電部材と前記現像ローラが同時に前記感光体ドラムから離れる方向に長穴を設け、前記現像ユニットが前記長穴をスライド可能に支持する。このことで、感光体ドラムに対する現像ユニットの揺動および略水平方向の離接動作を選択的に可能とし、前記略水平方向の離接動作においては現像ローラ及び帯電部材ともに感光体ドラムと離接し、揺動離接動作においては現像ローラのみが感光体ドラムと離接する事を可能とする。従って、製造出荷時からユーザが初期使用するまでの間は現像ユニットを略水平離間させ、帯電部材と現像ローラを感光体ドラムから離間させることにより現像ローラおよび帯電部材の感光体ドラムとの摺擦に起因したドラム周期の横すじ画像を抑制することが可能になる。また本体装着時には揺動離接動作させる事で現像ローラのみの離接動作を可能とすると共に、感光体ドラムに対する現像ローラの長手当接も安定させるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例）
以下に、本発明に係る多色画像形成装置における実施形態について図面により詳しく説明する。
【００１２】
［多色画像形成装置の全体構成］
まず画像形成装置の全体構成について、図１、２，４，５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。
【００１３】
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。
【００１４】
ここで、感光体ドラム１と帯電装置２と現像装置４、およびクリーニング装置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（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を形成している。
【００１５】
次に、前記プロセスカートリッジの画像形成装置本体との支持構成について図２及び図４及至図６により詳細に説明する。なお図４においては、プロセスカートリッジの支持構成をわかりやすく説明するため、感光体ドラム１と軸受け３１のみを示した。前記プロセスカートリッジ７のプリンタ本体１００への装着は、図４に示すように矢印方向から第１のガイド溝３４に沿って、感光体ドラム１を支持する軸受け３１を挿入することによって行なわれる。そして図６に示すように軸受け３１がガイド溝３４の突き当て面３７、３８に押しつけられることでプロセスカートリッジ７の位置が決まる。プリンタ本体内でのプロセスカートリッジ７の押圧方法については以下図５を用いて説明する。図５に示すように左右側板３２には軸３９が加締められており、軸３９にはねじりコイルバネ３０が支持され、その端部３０ａが左右側板の穴３２ａにはまり込み固定されている。プロセスカートリッジ７がない状態においては、ねじりコイルバネ３０は左右側板からの曲げ起こし３２ｂにより回転方向に規制されている。そしてプロセスカートリッジ７が挿入されると、ねじりコイルバネ３０は反時計周り方向に回転させられ、軸受け３１を乗り越えたとき、図５のように位置し、図中矢印Ｆ方向に約９．８Ｎの力で押圧する構成である。
【００１６】
以下に各主要ユニットについて、感光体ドラム１から順に詳述する。
【００１７】
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有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布し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。
【００１８】
帯電部材２は、図２に示すような接触帯電方式のものである。帯電部材２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、帯電バイアス電圧を印加することで、感光体ドラム１表面を一様に負極性に帯電させるものである。
【００１９】
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、前記ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電された感光体ドラム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。またスキャナユニット３は、図４に示すように長手方向において左右側板間ピッチより長く形成され、側板３２の開口穴３５から突起部３３が外側に飛び出すように取り付けられる。その際のスキャナユニットの押圧方法は、図５に示すように圧縮バネ３６によって矢印で示す約４５°下方に約９．８Ｎの力で押圧されている。これにより確実に突き当てに押し付け、位置決めがされている。
【００２０】
現像装置４は、図２に示すようにそれぞれイエロー、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および現像枠体４５から構成され、トナー容器４１内のトナーを現像ローラ４０に供給し、そして潜像が形成された感光体ドラム１と対向する現像ローラ４０に負極性の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うものである。
【００２１】
給紙部１６は、図１に示すように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。
【００２２】
静電転写ベルト１１は１０１１〜１０１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた周長約７００ｍｍ、厚み約１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、すべての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに接するとともに、駆動手段（不図示）により図１の矢印方向に循環移動する。また、静電吸着ローラ２２が前記従動ローラ１４ａに対向する位置に圧接される。前記静電吸着ローラ２２は、静電転写ベルト１１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Ｓを静電転写ベルト１１の外周に静電吸着されるように構成している。また転写ローラ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）は、前記静電転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に並設され、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材Ｓに転写する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
離間板８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック各色の現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に設けられたリブ４６（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ）を押し上げるため、それぞれに対応して設けられており、図示しないステッピングモータ等の駆動手段によりカムが回転し、そのカムによって離間板８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）が上下運動をする。その動作としては、離間板８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）を押し上げ、現像ローラ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）を感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）から離間させる離間位置、および離間板８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）の押し上げを解除し現像ユニット４を現像位置、すなわち図２に示すように現像加圧ばね５４の付勢力により現像ローラ４０を感光体ドラム１に当接させる現像位置の大別して２種類の動作をそれぞれ選択的に可能としている。さらに、作動するモードによりイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック全色の離間板８０が押し上げられる休止状態（図１）、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック全色の離間板８０の押し上げが解除されたフルカラー現像状態（図７）、およびイエロー、マゼンダ、シアンの３色のみ離間板８０が押し上げられ、ブラックのみが加圧されたモノカラー現像状態（図８）の３つの状態が選択される。
【００２６】
［画像形成の動作］
次に画像形成の動作について図１、２を用いて説明する。プリント信号により印字動作が開始されるとフルカラーまたはモノカラーモードに応じて、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るとともに静電転写ベルト１１も駆動される。前記プロセスカートリッジ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。また、前記感光体ドラム１の駆動により前記感光体ドラム１に従動回転する帯電部材２は図示しない電源から帯電部材２に印加した帯電バイアスにより感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。
【００２７】
また、現像容器ユニット４の駆動により、現像ローラ４０上にトナー層が形成される。ここで、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選択的に露光を行う静電潜像作像光５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ）を感光体ドラム１上に照射し、感光体ドラム１周面上に低電位部の静電潜像を形成する。そして、モノカラーまたはフルカラーモードに応じて離間版８０の押し上げが解除され、現像ローラ４０が感光体ドラム１に当接する。そして前記現像ローラ４０に担持されたトナーは、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、前記現像領域において図示しない電源から現像ローラ４０に印加した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部に付着して潜像を現像（可視化）する。
【００２８】
次に、感光体ドラム１ａ周面上トナー像の先端が、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。また、前記転写材Ｓは静電転写ベルトの循環移動に伴い各感光体ドラム１へ搬送されるとともに各感光体ドラム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のトナー像が順次転写される。また、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。
【００２９】
［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の構成について図１から図３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。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。
【００３０】
プロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の感光体ドラム１、およびクリーニング手段６０を備えた感光体ドラムユニット５０と、帯電部材２、および静電潜像を現像する現像手段を有した現像ユニット４に分かれている。感光体ドラムユニット５０は、感光体ドラム１が軸受け３１（３１ａ、３１ｂ）（ベアリング）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けてられているとともに、感光体ドラム１上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０が配置され、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に順次送られる構成である。
【００３１】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触し従動回転すると共に、感光体ドラムの表面を一様に帯電させる帯電部材２と、感光体ドラム１と接触して感光体ドラム１の駆動とは別駆動（不図示）により矢印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４７，４８を介して回転自在に現像枠体４５に支持される。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方向に回転するとともに、現像ローラ４０へトナーを供給するトナー供給ローラ４３と、Ｙ方向に回転する現像ローラ４０に前記トナー供給ローラ４３から供給されたトナーを規制して所望の負極性の帯電電荷量を付与するとともに、所定のトナー薄層を形成する現像ブレード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送り機構４２が設けられている。そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受け部材４７，４８にそれぞれ設けられた連結部４９を中心にピン４９ａによって現像装置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。さらに、連結部４９を中心とした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、前記連結部と現像ローラの間から前記感光体ドラムへ付勢する現像加圧ばね５４によって感光体ドラムユニット５０に付勢されている。また、現像ユニット４のトナー容器４１には、現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させる際にプリンタ本体１００の離間板８０が当接するための作用部（リブ）４６が一体的に設けられている。
【００３２】
（本発明の特徴をなす構成）
次に本発明の特徴を成すプロセスカートリッジ７において、現像ユニット４に帯電部材２を支持する構成、及び感光体ドラムユニット５０と現像ユニット４の支持構成について詳細を図２〜図３及び図９〜図１８で説明する。
【００３３】
（現像ユニットに帯電部材を支持する構成）
まず、帯電部材２を現像ユニット４に支持する構成について、図３、１１、１４，１６を用いて説明する。
【００３４】
図１６に示すように、帯電部材２の支持構成は、軸受け部材４７，４８に帯電部材支持部を形成している。前記支持部には帯電部材加圧ばね５６の受け部５８と、かつ帯電部材軸受け５７の略ドラム中心方向に対するガイドをするとともに伸び側のストロークを規制するストッパを有する帯電部材軸受けガイド５９が形成されている。前記ガイド５９は、前記帯電部材軸受け５７を介して帯電部材２を回転自在に支持しかつ帯電部材加圧ばね５６で略ドラム中心方向に押している。また、図３に示すように帯電部材２の長手両側には、帯電部材２の外径よりわずかに小さい外径を有するポリアセタールなどの樹脂材でつくられた帯電部材浸入量規制コロ６１を帯電部材２の同軸上に回転自在に取り付けてある。このことで、帯電部材２の感光体ドラム１に対する当接は、常に一定のつぶし量に保たれる。
【００３５】
（感光体ドラムユニットと現像ユニットの支持構成）
次に、感光体ドラムユニット５０と現像ユニット４の連結構成の詳細について図２、３を用いて説明する。
【００３６】
図３に示すように、感光体ドラムユニット５０の現像ユニット４との連結部は長穴５５となっている。詳しくは（図において手前側）、駆動側は図３に示すように１方向の長穴５５ａである。また非駆動側は、駆動側と対象形状の第１方向の長穴５５ａと現像ローラ４０の中心と連結部４９を結ぶ線αに略垂直方向に前記長穴５５ａと連続した第２方向の長穴５５ｂ形状を有する２方向の長穴形状である。そして、現像ユニット４の連結部４９と感光体ドラムユニット５０に設けられた連結穴５５ａとを略同軸上に仮位置決めした状態で連結ピン４９ａを軸受け部材４７，４８に設けられた連結部４９に結合する。前記連結ピン４９ａの軸受け部材４７，４８に設けられた連結部４９への結合方法は、圧入、接着等の手段に限定するものではなく確実に結合されていれば良い。また図２に示すように現像加圧ばね５４は、感光体ドラムユニット５０と現像ユニット４の連結部４９と現像ローラ４０の間に設置し、かつ長穴５５ａと略同一の方向となるように配置されている。
【００３７】
（本発明の特徴をなす機能）
次に本発明の特徴を成す感光体ドラム１に対する現像ローラ４０および帯電部材２の離接動作について詳細を図９，１０，１２及至１７を用いて説明する。
【００３８】
１．略水平離間動作
図１０に示すようにプロセスカートリッジの出荷時には図中感光体ドラムユニット５０に設けられた第１の略水平方向の長穴５５ａ内において、現像ユニット４を図中矢印方向に加圧ばね５４に抗してスライドさせた事で、感光体ドラム１から現像ローラ４０と帯電手段２を離間させる。ここで、帯電部材２は図１２に示す帯電部材軸受けガイド５９に設けられたストッパにより帯電部材軸受け５７が突き当たった時点から感光体ドラム１より離間可能な構成になっている。
【００３９】
また、前記略水平離間の姿勢を維持する為に図１０に示す離間部材７０を使用する。前記離間部材７０は感光体ドラムユニット５０に引っ掛け、かつ現像ユニットに設けられたストッパ７１に勘合されることで、現像ユニット４の揺動回転を規制するとともに、離間姿勢を維持する事を可能とする。ここで、離間部材７０について本発明で説明した形状に限定するものではなく、前記離間を維持させる部材であれば良い。
【００４０】
従って、製造出荷時、前期略水平離間を実施する事で製造出荷時からユーザが使用を開始するまでの物流による振動や衝撃により帯電部材２や現像ローラ４０が感光体ドラム１と摺擦することで生じる感光体ドラム上のメモリ現象や、現像ローラ４０や帯電部材２のような弾性ローラが長期部分的に変形を受けて生じる様々な問題を回避するための弾性ローラの材料について考慮しなくて良くなり、設計自由度が増す。
【００４１】
２．現像加圧動作
図３に示すように、現像ユニット４に帯電部材２のような独立した付勢部材をもたず回転自在にのみ支持された現像ローラ４０は、現像枠体４５や軸受け部材４７，４８の部品誤差や組立誤差で生じる連結部４９と現像ローラ４０を結ぶ仮想線α及びα’のねじれ誤差の影響により感光体ドラム１に対する長手当接が不安定になり、最悪の場合片側が感光体ドラム１から離間した現像不能な状態になる場合が想定される。従って、本発明において非駆動側に前記第１の長穴５５ａに第２の長穴５５ｂを追加し、２方向の長穴とした。これによりユーザが離間部材７０を取り外したとき、部品誤差や組立誤差を吸収し、現像ローラは全域に渡って感光体ドラム１に安定して当接できる。更に現像加圧ばね５４により、現像ユニット４は長穴５５内をスライドし図中左端まで引っ張られ、帯電部材２および現像ローラ４０が感光体ドラム１に当接する。この時、前記仮想線αがα’に対し、時計方向及び反時計方向いずれの方向にねじれた場合でも、前記長穴５５ｂの領域を使って前記ねじれ誤差を吸収できることになる。
【００４２】
３．揺動離間
また、図９に示すように画像形成装置本体に装着された状態において、画像形成装置本体に設けられた離間板８０が押し上げられると現像ユニット４に具備された離間リブ４６に当接し、前記離間板８０の押し上げ力が現像ユニット４に作用する。この事で連結ピン４９ａを支点としたモーメント力Ｆ１が現像ユニットに加わる。次に離間動作の詳細を説明する。駆動側において図１６に示すように現像加圧ばね５４の付勢力により連結ピン４９ａが長穴５５ａにおける感光体ドラム１側にスライドした状態で現像ユニットは回動することになる。一方、非駆動側においては図１５に示すように第２の長穴５５ｂがあるため、連結ピン４９ａは現像加圧ばね５３の付勢力を受けて図中長穴５５ｂにおける帯電部材２側端までスライドしたところを中心に、現像ユニット４が回動する。すなわち非駆動側の現像離間は駆動側に比べて略第２の長穴５５ｂのストローク分離間板８０が押し上げられてから開始することになる。しかし、現像ローラ４０の離間は、感光体ドラムに現像ローラが接触しなければ良いのであって駆動側と非駆動側の離間量のバランスは考慮しなくて良い。従って、画像形成装置本体の離間機構８０のストローク量は、非駆動側の離間量Ｙに合わせて設定すれば良い。
【００４３】
また、図１４，１５で示す様に帯電部材２は、本実施例では現像ユニット４の回動中心より図９において上側にあるので離間板８０の上昇動作において感光体ドラム１から離間することはない。画像形成装置本体内に装着されている場合は基本的に感光体ドラム１と帯電部材２の間に長手方向の振動や衝撃は生じない。従って、感光体ドラム１表面に帯電部材２が擦れることによるメモリ現象は発生しないので、帯電手段を離間させなくて良い。ここで、本発明のように画像形成装置本体の中において帯電部材２が感光体ドラム１に常時当接する構成の場合、前記弾性体で構成された帯電部材２は長期休止によって発生する帯電部材２の凹みにより帯電部材２周期の画像横すじの発生が懸念されるが、前記帯電部材２の材料を最適化する等の改善により装置本体内の休止期間では問題ないレベルになることが現在わかっているので、前記改善された帯電部材２を使用することで、画像形成装置本体内で帯電部材２を感光体ドラムから離間させなくても良い。
【００４４】
ところで図１４，１５において、連結ピン４９ａを支点とした揺動離間が行われると、帯電部材２を支持する側の軸受け４７，４８が感光体ドラムに近づく。すなわち図１４，１６に示すように揺動離間に伴い帯電軸受け加圧ばね５６が更に圧縮されることになり、帯電部材軸受け５７に対するばね荷重が増加する。ここで、帯電部材２は、上述したように帯電部材浸入量規制コロ６１を介して感光体ドラムに当接されるため、図１１に示すように前記ばね荷重Ｆ２，Ｆ３の増分は、帯電部材浸入量規制コロ６１が受ける荷重Ｆ４、Ｆ５で受けることになり、帯電部材２が受ける荷重Ｆ６は一定である。従って帯電部材２の感光体ドラム１に対する当接圧としては、画像形成時と離間時は変わらない構成となっているので、帯電部材に余計な負荷がかかることもない。また、図１８に示すように連結部４９を感光体ドラム１の中心と帯電部材２の中心を結ぶ線上に近づければ帯電加圧ばね５７においても前記離間に伴う不要な荷重増分は発生しない構成とすることもでき、その場合は前記帯電部材浸入量規制コロ６１は必ずしも必要では無くなる。
【００４５】
更に連結部図１８において帯電部材２の上側に配置し、前記装置本体に設けられた離間板８０のストローク量をより大きく設定すれば、前期離間動作において帯電部材２も感光体ドラム１から離間させられるのはいうまでもない。
【００４６】
以上、本実施例において、接触現像プロセスを用いた多色現像装置を用いて説明したが、ジャンピング現像プロセスを用いたプロセスカートリッジや、単色画像形成装置においても同様な効果を得られることはいうまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかな様に、本発明によれば少なくとも像担持体である感光体ドラム、現像剤担持体である現像ローラ及び前記感光体ドラムに当接して表面を帯電させる帯電部材をもち、前記感光体ドラムを支持する感光体ドラムユニットに、前記現像ローラを支持する現像ユニットが回転自在に取り付けられて構成される画像形成装置に着脱自在のプロセスカートリッジにおいて、前記帯電部材は前記現像ユニットに取り付けられ、前記現像ユニットの回動中心に前記帯電部材と前記現像ローラが同時に前記感光体ドラムから離れる方向に長穴を設け、前記現像ユニットが前記長穴をスライド可能に支持する。この事で、まず、前記長穴により感光体ドラムに対する現像ユニットの揺動及び略水平方向の２種類の離接動作が可能となり、また帯電部材を現像ユニットに一体化する構成とすることで、揺動離接動作では、現像ローラのみが感光体ドラムと離接し、略水平方向の離接動作では現像ローラと帯電部材双方の離接が確実に可能となる。この事により、製造出荷時からユーザが使用するまでの間は、略水平離間させる事で、物流によるドラム周期横すじ及び現像ローラ周期の横すじが抑制される。
【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実施例１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を示す斜視図
【図４】本発明に係るプロセスカートリッジの多色画像形成装置への装着方法を示す斜視図
【図５】本発明に係るプロセスカートリッジの多色画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図
【図６】本発明に係るプロセスカートリッジの多色画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図
【図７】本発明に係るプロセスカートリッジの離間解除状態を示す断面図
【図８】本発明に係るプロセスカートリッジの離間状態を示す断面図
【図９】本発明に係るプロセスカートリッジの揺動離間状態を示す断面図
【図１０】本発明に係るプロセスカートリッジの略水平離間状態を示す断面図
【図１１】本発明に係る帯電部材取り付け詳細図
【図１２】本発明に係るプロセスカートリッジの駆動側略水平離間を表す断面詳細図
【図１３】本発明に係るプロセスカートリッジの非駆動側略水平離間を表す断面詳細図
【図１４】本発明に係るプロセスカートリッジの駆動側現像加圧を表す断面詳細図
【図１５】本発明に係るプロセスカートリッジの非駆動側現像加圧を表す断面詳細図
【図１６】本発明に係るプロセスカートリッジの駆動側揺動離間を表す断面詳細図
【図１７】本発明に係るプロセスカートリッジの非駆動側揺動離間を表す断面詳細図
【図１８】本発明に係るプロセスカートリッジの連結部位置を変更した駆動側断面詳細図
【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（帯電部材）
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
９ ポリゴンミラー
１０ 結像レンズ
１１ 静電転写ベルト
１２ 転写ローラ
１３ 駆動ローラ
１４（１４ａ、１４ｂ） 従動ローラ
１５ テンションローラ
１６ 給紙部
１７ 給紙カセット
１８ 給紙ローラ
１９ レジストローラ
２０ 定着部
２１ａ 加熱ローラ
２１ｂ 加圧ローラ
２２ 静電吸着ローラ
２３ 排紙ローラ
２４ 排紙部
３０（３０ａ） ねじりコイルばね
３１ 軸受け
３２（３２ａ、３２ｂ） 側板
３３ 突起部
３４（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈ） ガイド溝
３５ 開口穴
３６ 圧縮ばね
３７ 突き当て面
３８ 突き当て面
３９ 軸
４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ） 現像ローラ
４１ トナー容器
４２ トナー送り機構
４３ トナー供給ローラ
４４ 現像ブレード
４５ 現像枠体
４６（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｚ） 離間リブ
４７，４８ 軸受け部材
４９ 連結部
４９ａ 連結ピン
５０ 感光体ドラムユニット
５１ クリーニング枠体
５２ トナー送り機構
５３ 廃トナー室
５４ 現像加圧バネ
５５（５５ａ、５５ｂ） 長穴
５６ 帯電部材加圧ばね
５７ 帯電部材軸受け
５８ 帯電部材加圧ばね受け部
５９ 帯電部材軸受けガイド
６０ クリーニングブレード
６１ 帯電部材浸入量規制コロ
７０ 離間部材
８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ） 離間板、[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]
[Prior art]
In an image forming apparatus using electrophotography, if the usage time is long, replacement of a photosensitive drum, supply and replacement of a developer (toner), and adjustment, cleaning, and replacement of other components (a charger, a cleaning container) are required. Required. Such maintenance work has been practically difficult except for service personnel having specialized knowledge.
[0003]
As a means for solving this problem, a process cartridge in which an image forming means such as a photosensitive drum, a developing device, and a cleaning device is formed into a cartridge and integrated is commercialized.
[0004]
As a result, if maintenance is required for the process equipment, the user can easily perform maintenance and replacement by himself / herself, and high-quality images can be easily obtained at low cost.
[0005]
In such a process cartridge, a contact charging method is often used as a charging means for the photosensitive drum. The charging member used here is an elastic conductive roller formed in a roller shape.
[0006]
Here, various auxiliary functions have been proposed as means for maintaining the quality of the developing device or the process cartridge from the time of manufacture and shipment until the initial use by the user. For example, a separating member is inserted between a charging roller as a charging member and a photosensitive drum to separate them (for example, see Patent Documents 1 and 2), or a charging roller as a charging member is previously pulled from a photosensitive drum by a tension spring member. The charging member and the photosensitive drum are separated, and the charging roller is brought into contact with the photosensitive drum only when the charging roller is mounted on the image forming apparatus main body by providing a pressure roller pressing mechanism in the image forming apparatus main body (see Patent Document 3). There is a mechanism that separates the products during the distribution and transportation from the time of manufacture and shipment to the use of the user.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-201915 (pages 6-10, FIG. 4-21)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-31688 (page 3-4, FIG. 2-8)
[Patent Document 3]
JP 2001-194866 A (pages 7-8, FIG. 1-6)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is a further development of the above technology, and an object of the present invention is to provide a good image with a simple configuration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following configurations.
[0010]
At least a photosensitive drum that is an image carrier, a developing roller that is a developer carrier, and a charging member that contacts the photosensitive drum and charges the surface thereof, and the photosensitive drum unit that supports the photosensitive drum includes the developing unit. In a process cartridge detachably attached to an image forming apparatus configured to rotatably attach a developing unit supporting a roller, the charging member is attached to the developing unit, and the charging member is attached to a center of rotation of the developing unit. An elongated hole is provided in a direction in which the developing roller is simultaneously separated from the photosensitive drum, and the developing unit slidably supports the elongated hole. This makes it possible to selectively swing the developing unit with respect to the photosensitive drum and to perform a separation and contact operation in a substantially horizontal direction. In the substantially horizontal separation and contact operation, both the developing roller and the charging member separate and contact the photosensitive drum. In the swinging and separating operation, only the developing roller can be separated from and connected to the photosensitive drum. Therefore, the developing unit is substantially horizontally separated from the time of manufacture and shipment to the initial use by the user, and the charging member and the developing roller are separated from the photosensitive drum so that the developing roller and the charging member slide and rub against the photosensitive drum. It is possible to suppress the horizontal streak image of the drum cycle due to the above. When the main body is mounted, the swinging / separating operation is performed so that only the developing roller can be separated and connected, and the longitudinal contact of the developing roller with the photosensitive drum is also stabilized.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example)
Hereinafter, embodiments of a multicolor image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
[Overall Configuration of Multicolor Image Forming Apparatus]
First, an overall configuration of the image forming apparatus will be briefly described with reference to FIGS. 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.
[0013]
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 drum A scanner unit 3 (3a, 3b, 3c, 3d) for forming an electrostatic latent image on the developing device 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, 6d) for removing transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after transfer. ) Etc. are arranged.
[0014]
Here, the photosensitive drum 1, the charging device 2, the developing device 4, and the cleaning device 6 are integrally formed as a cartridge to form a process cartridge 7 (7a, 7b, 7c, 7d).
[0015]
Next, the support structure of the process cartridge with the image forming apparatus main body will be described in detail with reference to FIGS. In FIG. 4, only the photosensitive drum 1 and the bearing 31 are shown for easy understanding of the support structure of the process cartridge. The mounting of the process cartridge 7 to the printer main body 100 is performed by inserting a bearing 31 for supporting the photosensitive drum 1 along the first guide groove 34 from the direction of the arrow as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 6, the position of the process cartridge 7 is determined by pressing the bearing 31 against the abutting surfaces 37 and 38 of the guide groove 34. The method of pressing the process cartridge 7 in the printer body will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 5, a shaft 39 is crimped to the left and right side plates 32, and a torsion coil spring 30 is supported on the shaft 39, and its end 30a is fitted and fixed in a hole 32a in the left and right side plates. When the process cartridge 7 is not provided, the torsion coil spring 30 is restricted in the rotation direction by bending and raising 32b from the left and right side plates. When the process cartridge 7 is inserted, the torsion coil spring 30 is rotated in a counterclockwise direction. When the torsion coil spring 30 gets over the bearing 31, the torsion coil spring 30 is positioned as shown in FIG. Is pressed.
[0016]
Hereinafter, each main unit will be described in detail from the photosensitive drum 1 in order.
[0017]
The photoconductor drum 1 is formed by applying an organic photoconductor layer (OPC photoconductor) 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.
[0018]
The charging member 2 is of a contact charging type as shown in FIG. The charging member 2 is a conductive roller formed in the shape of a roller. The roller is brought into contact with the surface of the photosensitive drum 1 and a charging bias voltage is applied to uniformly charge the surface of the photosensitive drum 1 with a negative electrode. It is charged to the nature.
[0019]
The scanner unit 3 is a polygon mirror 9 (9a, 9b, 9b, 9b, 9b) that is arranged in a substantially horizontal direction of the photosensitive drum 1 and the image light corresponding to the image signal is rotated at a high speed by a scanner motor (not shown) by a laser diode (not shown). 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). It is configured to form an electrostatic latent image. As shown in FIG. 4, the scanner unit 3 is formed to be longer than the pitch between the left and right plates in the longitudinal direction, and is attached so that the projection 33 protrudes outward from the opening hole 35 of the side plate 32. In this case, as shown in FIG. 5, the scanner unit is pressed by the compression spring 36 at a force of about 9.8 N downward by about 45 ° indicated by an arrow. This ensures that it is pressed against the abutment and positioned.
[0020]
As shown in FIG. 2, the developing device 4 includes a toner container 41 and a developing frame 45 that respectively store yellow, magenta, cyan, and black toners, and applies the toner in the toner container 41 to the developing roller 40. The toner is developed on the photosensitive drum 1 in accordance with the latent image by supplying a negative developing bias to the developing roller 40 facing the photosensitive drum 1 on which the latent image is formed. .
[0021]
As shown in FIG. 1, the paper feed unit 16 feeds and conveys the transfer material S to the image forming unit, and 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. .
[0022]
The electrostatic transfer belt 11 is 10 11 -10 14 It is a belt having a circumference of about 700 mm and a thickness of about 150 μm having a volume resistivity of Ω · cm. The belt is wound around four rollers of a driving roller 13, driven rollers 14 a and 14 b, and a tension roller 15, and all the photosensitive members are exposed. While being in contact with the body drums 1a, 1b, 1c, 1d, it is circulated in the direction of the arrow in FIG. 1 by a driving means (not shown). Further, the electrostatic attraction roller 22 is pressed against a position facing the driven roller 14a. The electrostatic attraction roller 22 applies a voltage between itself and the electrostatic transfer belt 11 to induce charge on the transfer material S, which is a dielectric, and the dielectric layer of the electrostatic transfer belt 11, so that the transfer material S Is electrostatically attracted to the outer periphery of the electrostatic transfer belt 11. The transfer rollers 12 (12a, 12b, 12c, 12d) are in contact with the inside of the electrostatic transfer belt 11, and are juxtaposed at positions facing the four photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d. The toner image on each photoconductor drum 1 is sequentially transferred to the transfer material S by an electric field formed between the photoconductor drum 1 and the transfer roller 12.
[0023]
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
[0024]
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.
[0025]
The separation plates 80 (80a, 80b, 80c, 80d) are provided with ribs 46 (46a, 46b, 46c, 46d) provided in the developing units 4 (4a, 4b, 4c, 4d) for yellow, magenta, cyan, and black, respectively. The cam is rotated by driving means such as a stepping motor (not shown), and the separating plate 80 (80a, 80b, 80c, 80d) moves up and down by the cam. As the operation, the separation plate 80 (80a, 80b, 80c, 80d) is pushed up to separate the developing roller 40 (40a, 40b, 40c, 40d) from the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d). The position and the lifting of the separation plates 80 (80a, 80b, 80c, 80d) are released and the developing unit 4 is moved to the developing position, that is, the developing roller 40 is moved by the urging force of the developing pressure spring 54 as shown in FIG. Broadly speaking, two types of operations can be selectively performed by roughly dividing the development position to be brought into contact with the first position. Further, in the operation mode, the separation plate 80 of all the colors of yellow, magenta, cyan and black is pushed up (FIG. 1), and the full-color development in which the pushing of the separation plate 80 of all the colors of yellow, magenta, cyan and black is released. Three states are selected: a state (FIG. 7) and a monocolor developing state (FIG. 8) in which only the three colors of yellow, magenta, and cyan are pushed up, and only black is pressed.
[0026]
[Image forming operation]
Next, an image forming operation will be described with reference to FIGS. When a printing operation is started by a print signal, the process cartridges 7a, 7b, 7c, and 7d are sequentially driven in accordance with the printing timing and the electrostatic transfer belt 11 is driven in accordance with the full-color or monocolor mode. In response to the driving of the process cartridge, the photosensitive drums 1a, 1b, 1c and 1d are driven to rotate counterclockwise. Then, the scanner units 3 corresponding to the respective process cartridges 7 are sequentially driven. The charging member 2 which is driven and rotated by the photosensitive drum 1 by driving the photosensitive drum 1 applies a uniform charge to the peripheral surface of the photosensitive drum 1 by a charging bias applied to the charging member 2 from a power source (not shown). I do.
[0027]
The driving of the developing container unit 4 forms a toner layer on the developing roller 40. Here, the scanner unit 3 applies the electrostatic latent image forming light 55 (55a, 55b, 55c, 55d) for selectively exposing the peripheral surface of the photosensitive drum 1 in accordance with an image signal on the photosensitive drum 1. To form an electrostatic latent image of a low potential portion on the peripheral surface of the photosensitive drum 1. Then, the lifting of the separation plate 80 is released according to the mono-color or full-color mode, and the developing roller 40 comes into contact with the photosensitive drum 1. The toner carried on the developing roller 40 is conveyed to the developing section where the photosensitive drum 1 and the developing roller 40 are in contact with each other as the developing roller 40 rotates, and is applied to the developing roller 40 from a power source (not shown) in the developing area. The developing bias adheres to the electrostatic latent image portion formed on the surface of the photosensitive drum 1 to develop (visualize) the latent image.
[0028]
Next, at the timing when the leading end of the toner image on the peripheral surface of the photosensitive drum 1a is rotated and conveyed to the point facing the electrostatic transfer belt 11, the printing start position of the transfer material S is coincident with the point. Then, the registration roller pair 19 starts rotating and feeds the transfer material S to the electrostatic transfer belt 11. Further, the transfer material S is conveyed to each photosensitive drum 1 as the electrostatic transfer belt circulates, and each photosensitive drum 1 is moved by an electric field formed between each photosensitive drum 1 and the transfer roller 12. Are sequentially transferred. Further, the transfer material S onto which the toner image has been transferred is separated from the electrostatic transfer belt 11 by a curvature by the curvature of the belt driving 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.
[0029]
[Configuration of process cartridge]
Next, the configuration of the process cartridge embodying the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 show a main cross section and a perspective view of the process cartridge 7 containing the toner. The yellow, magenta, cyan, and black process cartridges 7a, 7b, 7c, and 7d have the same configuration.
[0030]
The process cartridge 7 includes a drum-shaped photosensitive drum 1 serving as an image carrier, and a photosensitive drum unit 50 including a cleaning unit 60, a charging unit 2, and a developing unit including a developing unit that develops an electrostatic latent image. It is divided into four. The photosensitive drum unit 50 is configured such that the photosensitive drum 1 is rotatably attached to the cleaning frame 51 via bearings 31 (31a, 31b) (bearings), and the developer remaining on the photosensitive drum 1 ( A cleaning blade 60 for removing toner) is disposed, and the residual toner removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning blade 60 is transferred to a waste toner chamber 53 provided behind the cleaning frame by a toner feeding mechanism 52. It is a structure that is sent sequentially.
[0031]
The developing unit 4 is in contact with the photosensitive drum 1 and rotates following the photosensitive drum 1, and the charging member 2 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1. The image forming apparatus includes a developing roller 40 that rotates in the direction of arrow Y by driving (not shown), a toner container 41 containing toner, and a developing frame 45. The developing roller 40 is rotatably supported by the developing frame 45 via bearing members 47 and 48. Further, on the periphery of the developing roller 40, a toner supply roller 43 that contacts the developing roller 40 and rotates in the direction of arrow Z and supplies toner to the developing roller 40, and the developing roller 40 that rotates in the Y direction Developing blades 44 that regulate the toner supplied from the supply roller 43 to provide a desired amount of negatively charged charge and form a predetermined toner thin layer are arranged. Further, in the toner container 41, a toner feeding mechanism 42 for stirring the stored toner and conveying the toner to the toner supply roller 43 is provided. The developing unit 4 is configured such that the entire developing device 4 is swingable with respect to the photosensitive drum unit 50 by pins 49a around connecting portions 49 provided on bearing members 47 and 48 attached to both ends of the developing unit 4, respectively. It has a suspended structure supported. Further, a developing pressure spring 54 urges the photosensitive drum from between the connecting portion and the developing roller so that the developing roller 40 comes into contact with the photosensitive drum 1 by a rotational moment about the connecting portion 49. It is urged by the drum unit 50. Further, the toner container 41 of the developing unit 4 is integrally provided with an operating portion (rib) 46 for a separation plate 80 of the printer main body 100 to contact when the developing roller 40 is separated from the photosensitive drum 1. I have.
[0032]
(Structure that characterizes the present invention)
Next, in the process cartridge 7, which is a feature of the present invention, the structure for supporting the charging member 2 on the developing unit 4 and the structure for supporting the photosensitive drum unit 50 and the developing unit 4 will be described in detail with reference to FIGS. 18 will be described.
[0033]
(Configuration in which the charging member is supported by the developing unit)
First, a configuration for supporting the charging member 2 on the developing unit 4 will be described with reference to FIGS.
[0034]
As shown in FIG. 16, in the support structure of the charging member 2, the charging member support portions are formed on the bearing members 47 and 48. A receiving portion 58 of the charging member pressurizing spring 56 and a charging member bearing guide 59 which guides the charging member bearing 57 substantially in the center of the drum and has a stopper for regulating a stroke on the extension side are formed on the support portion. ing. The guide 59 rotatably supports the charging member 2 via the charging member bearing 57, and presses the charging member 2 toward the center of the drum by a charging member pressing spring 56. Also, as shown in FIG. 3, on both longitudinal sides of the charging member 2, a charging member intrusion amount regulating roller 61 made of a resin material such as polyacetal having an outer diameter slightly smaller than the outer diameter of the charging member 2 is provided. 2 is rotatably mounted on the same axis. Thus, the contact of the charging member 2 with the photosensitive drum 1 is always maintained at a constant crush amount.
[0035]
(Supporting structure of photosensitive drum unit and developing unit)
Next, details of the connection configuration between the photosensitive drum unit 50 and the developing unit 4 will be described with reference to FIGS.
[0036]
As shown in FIG. 3, a connecting portion of the photosensitive drum unit 50 with the developing unit 4 is an elongated hole 55. More specifically, the driving side is a long hole 55a in one direction as shown in FIG. The non-drive side has a long side in the second direction which is substantially continuous with the long hole 55a of the target shape in the first direction in a direction substantially perpendicular to a line α connecting the center of the developing roller 40 and the connecting portion 49. It is a two-way elongated hole having the shape of the hole 55b. The connecting pin 49a is connected to the connecting portion 49 provided on the bearing members 47 and 48 in a state where the connecting portion 49 of the developing unit 4 and the connecting hole 55a provided on the photosensitive drum unit 50 are temporarily positioned substantially coaxially. I do. The method of connecting the connecting pin 49a to the connecting portion 49 provided on the bearing members 47 and 48 is not limited to means such as press-fitting and bonding, and it is sufficient that the connecting pins 49a are securely connected. As shown in FIG. 2, the developing pressure spring 54 is provided between the connecting portion 49 of the photosensitive drum unit 50 and the developing unit 4 and the developing roller 40, and is disposed so as to be substantially in the same direction as the elongated hole 55a. Have been.
[0037]
(Functions of the present invention)
Next, a detailed description will be given of the operation of separating and attaching the developing roller 40 and the charging member 2 to and from the photosensitive drum 1 which is a feature of the present invention with reference to FIGS.
[0038]
1. Substantially horizontal separation operation
As shown in FIG. 10, when the process cartridge is shipped, the developing unit 4 is pressed against the pressing spring 54 in the first substantially horizontal elongated hole 55a provided in the photosensitive drum unit 50 in the figure in the arrow direction in the figure. As a result, the developing roller 40 and the charging unit 2 are separated from the photosensitive drum 1. Here, the charging member 2 is configured to be separated from the photosensitive drum 1 from the time when the charging member bearing 57 abuts by a stopper provided on the charging member bearing guide 59 shown in FIG.
[0039]
In addition, a separating member 70 shown in FIG. The separation member 70 is hooked on the photosensitive drum unit 50 and fitted into a stopper 71 provided on the developing unit, thereby restricting the swinging rotation of the developing unit 4 and maintaining the separated posture. . Here, the separating member 70 is not limited to the shape described in the present invention, and may be any member that maintains the above-described separation.
[0040]
Therefore, at the time of manufacturing and shipping, the charging member 2 and the developing roller 40 rub against the photosensitive drum 1 due to vibrations and impacts caused by physical distribution from the time of manufacturing and shipping to the start of use by the user by performing a substantially horizontal separation in the previous period. Without considering the memory phenomenon on the photosensitive drum caused by the above and various problems caused by the elastic roller such as the developing roller 40 and the charging member 2 being partially deformed for a long period of time. Better design freedom.
[0041]
2. Development pressure operation
As shown in FIG. 3, the developing roller 40 supported only rotatably without an independent urging member such as the charging member 2 in the developing unit 4 includes components of the developing frame 45 and the bearing members 47 and 48. The longitudinal contact with the photosensitive drum 1 becomes unstable due to the effect of the torsion error of the imaginary lines α and α ′ connecting the connecting portion 49 and the developing roller 40 caused by an error or an assembly error. It is assumed that the developing device is in a state in which development is impossible and is separated from the developing device. Therefore, in the present invention, a second elongated hole 55b is added to the first elongated hole 55a on the non-driving side, thereby forming an elongated hole in two directions. Thus, when the user removes the separating member 70, component errors and assembly errors are absorbed, and the developing roller can stably contact the photosensitive drum 1 over the entire area. Further, the developing unit 4 slides in the elongated hole 55 and is pulled to the left end in the figure by the developing pressure spring 54, so that the charging member 2 and the developing roller 40 come into contact with the photosensitive drum 1. At this time, even if the virtual line α is twisted in either the clockwise direction or the counterclockwise direction with respect to α ′, the torsion error can be absorbed by using the region of the elongated hole 55b.
[0042]
3. Swing away
Also, as shown in FIG. 9, when the separation plate 80 provided in the image forming apparatus main body is pushed up in a state of being mounted on the image forming apparatus main body, the separation plate 80 comes into contact with the separation rib 46 provided in the developing unit 4, and The pushing force of the plate 80 acts on the developing unit 4. As a result, a moment force F1 about the connecting pin 49a as a fulcrum is applied to the developing unit. Next, details of the separating operation will be described. On the drive side, as shown in FIG. 16, the developing unit rotates with the connecting pin 49a slid toward the photosensitive drum 1 in the elongated hole 55a by the urging force of the developing pressure spring 54. On the other hand, on the non-drive side, there is the second elongated hole 55b as shown in FIG. The developing unit 4 rotates around the slide. That is, the development separation on the non-drive side starts after the stroke separation plate 80 of the second slot 55b is pushed up as compared with the drive side. However, the separation of the developing roller 40 is only required if the developing roller does not come into contact with the photosensitive drum, and it is not necessary to consider the balance of the amount of separation between the driving side and the non-driving side. Therefore, the stroke amount of the separation mechanism 80 of the image forming apparatus main body may be set in accordance with the separation amount Y on the non-driving side.
[0043]
Further, as shown in FIGS. 14 and 15, the charging member 2 is located above the rotation center of the developing unit 4 in FIG. 9 in this embodiment, so that the charging member 2 is not separated from the photosensitive drum 1 in the raising operation of the separation plate 80. Absent. When it is mounted in the main body of the image forming apparatus, basically no longitudinal vibration or impact occurs between the photosensitive drum 1 and the charging member 2. Therefore, since the memory phenomenon does not occur due to the rubbing of the charging member 2 on the surface of the photosensitive drum 1, the charging means does not have to be separated. Here, in the case where the charging member 2 is always in contact with the photosensitive drum 1 in the image forming apparatus main body as in the present invention, the charging member 2 made of the elastic body is charged by the charging member 2 which is generated by a long pause. There is a concern that image streaks may occur in two cycles of the charging member due to the dents. However, it has now been found that improvements such as optimizing the material of the charging member 2 bring the level to a level that does not cause any problem during the idle period in the apparatus body. Therefore, by using the improved charging member 2, the charging member 2 does not have to be separated from the photosensitive drum in the image forming apparatus main body.
[0044]
In FIGS. 14 and 15, when the swinging separation is performed with the connecting pin 49a as a fulcrum, the bearings 47 and 48 supporting the charging member 2 approach the photosensitive drum. That is, as shown in FIGS. 14 and 16, the charging bearing pressurizing spring 56 is further compressed along with the swinging separation, and the spring load on the charging member bearing 57 increases. Here, since the charging member 2 is brought into contact with the photosensitive drum via the charging member intrusion amount control roller 61 as described above, the increment of the spring loads F2 and F3 is increased as shown in FIG. The load F6 is received by the loads F4 and F5 received by the penetration amount regulating roller 61, and the load F6 received by the charging member 2 is constant. Therefore, the contact pressure of the charging member 2 with respect to the photosensitive drum 1 does not change between the time of image formation and the time of separation, so that no extra load is applied to the charging member. Also, as shown in FIG. 18, when the connecting portion 49 is brought close to a line connecting the center of the photosensitive drum 1 and the center of the charging member 2, unnecessary load increments caused by the separation are not generated in the charging pressure spring 57. In such a case, the charging member infiltration amount control roller 61 is not always necessary.
[0045]
Further, the connecting member is disposed above the charging member 2 in FIG. 18 and if the stroke amount of the separation plate 80 provided on the apparatus main body is set to be larger, the charging member 2 is also separated from the photosensitive drum 1 in the first separating operation. Needless to say,
[0046]
As described above, in the present embodiment, the multicolor developing device using the contact developing process has been described. However, it is needless to say that the same effect can be obtained in a process cartridge using a jumping developing process and a single-color image forming apparatus. Nor.
[0047]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, at least a photosensitive drum as an image carrier, a developing roller as a developer carrier, and a charging member that contacts the photosensitive drum and charges a surface thereof, In a process cartridge detachably mountable to an image forming apparatus, a developing unit supporting the developing roller is rotatably attached to a photosensitive drum unit supporting the photosensitive drum, and the charging member is attached to the developing unit. An elongated hole is provided at the rotation center of the developing unit in a direction in which the charging member and the developing roller are simultaneously separated from the photosensitive drum, and the developing unit slidably supports the elongated hole. With this, first, the elongated hole enables the swinging of the developing unit with respect to the photosensitive drum and the two kinds of separating and approaching operations in the substantially horizontal direction, and the charging member is integrated with the developing unit, In the swinging / separating operation, only the developing roller is separated from / contacting the photosensitive drum, and in the substantially horizontal separating / separating operation, both the developing roller and the charging member can be reliably separated and connected. As a result, from the time of manufacture and shipment to the time of use by the user, the horizontal separation of the drum cycle and the development roller cycle due to the physical distribution is suppressed by separating them substantially horizontally.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment 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 perspective view showing a process cartridge according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a method of mounting a process cartridge according to the present invention to a multicolor image forming apparatus.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view illustrating a positioning portion of the process cartridge according to the present invention with respect to the multicolor image forming apparatus.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view illustrating a positioning portion of the process cartridge according to the present invention with respect to the multicolor image forming apparatus.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the process cartridge according to the present invention in a state where the separation is released.
FIG. 8 is a sectional view showing a separated state of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the process cartridge according to the present invention in an oscillating and separated state.
FIG. 10 is a sectional view showing the process cartridge according to the present invention in a substantially horizontally separated state.
FIG. 11 is a detailed view of a charging member according to the present invention.
FIG. 12 is a detailed cross-sectional view illustrating a substantially horizontal separation on the driving side of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 13 is a detailed sectional view showing a substantially horizontal separation on the non-driving side of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 14 is a detailed cross-sectional view illustrating driving-side development pressure of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 15 is a detailed sectional view showing the non-driving side developing pressure of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 16 is a detailed cross-sectional view showing a drive side swing separation of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 17 is a detailed sectional view showing a non-drive-side swing separation of the process cartridge according to the present invention.
FIG. 18 is a detailed sectional view on the driving side of the process cartridge according to the present invention in which the connecting portion position is changed.
[Explanation of symbols]
1 (1a, 1b, 1c, 1d) Photoconductor drum
2 (2a, 2b, 2c, 2d) Charging device (charging member)
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
9 Polygon mirror
10 Imaging lens
11 Electrostatic transfer belt
12 Transfer roller
13 Drive roller
14 (14a, 14b) driven roller
15 Tension roller
16 Paper feed unit
17 Paper cassette
18 Paper feed roller
19 Registration Roller
20 Fixing unit
21a heating roller
21b Pressure roller
22 Electrostatic suction roller
23 Discharge roller
24 Paper output unit
30 (30a) torsion coil spring
31 bearing
32 (32a, 32b) side plate
33 Projection
34 (34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f, 34g, 34h) Guide groove
35 opening hole
36 Compression spring
37 Butting surface
38 Butting surface
39 axes
40 (40a, 40b, 40c, 40d) Developing roller
41 Toner container
42 Toner feed mechanism
43 Toner supply roller
44 Developing blade
45 Developing frame
46 (46a, 46b, 46c, 46d, 46z) Separating rib
47,48 Bearing member
49 Connecting part
49a Connecting pin
50 Photoconductor drum unit
51 Cleaning frame
52 Toner feed mechanism
53 Waste toner chamber
54 Development pressure spring
55 (55a, 55b) Slot
56 Charging member pressure spring
57 Charging member bearing
58 Charging member pressure spring receiving part
59 Charging member bearing guide
60 Cleaning blade
61 Roller for regulating charging amount of charging member
70 Separating member
80 (80a, 80b, 80c, 80d) separation plate,
