JP2005141140A - プロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な装着動作によって、プロセスカートリッジの輸送、保管時の感光体ドラムの圧接部に現像ローラの圧接痕（ニップライン）や、現像ローラのゴム成分から移行するオイル成分によって感光体ドラム表面汚染を防止する。
【解決手段】プロセスカートリッジの長手方向の一端に装着され、感光体ドラム２ａと現像ローラ２ｂとを一定間隔をもって保持する第一の保護部材と、感光体ドラム２ａの回転軸端に装着され感光体ドラム２ａの回転を阻止する第二の保護部材とを有するプロセスカートリッジ。
【選択図】図５

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置および電子写真方式の画像形成装置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、特に、プロセスカートリッジ単体の輸送、保管時の保護部材に関するものである。

従来から、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、像担持体である感光体を帯電器で帯電し、帯電された感光体に画像情報に応じた光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像器によって現像し、現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成することが行われている。

一方、画像のカラー化に伴って、このような各画像形成プロセスが実行されるプロセスカートリッジを複数備え、シアン像、マゼンタ像、イエロー像、好ましくはブラック像の各色トナー像をそれぞれの感光体に形成し、各感光体の転写位置において無端状の中間転写体にこれらのトナー像を重ね合わせて転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置も提案されている。

このようなタンデム方式のカラー画像形成装置は各色ごとにそれぞれの画像形成部を有するため、高速化に有利である。

以下に、タンデム方式の従来のカラー画像形成装置について説明する。

図７は従来のプロセスカートリッジ保護部材を取り付ける状態図であり、プロセスカートリッジ２〜５の輸送、保管時において現像ローラ２ｂ〜５ｂと感光体ドラム２ａ〜５ａとの圧接状態が継続することにより、感光体ドラム２ａ〜５ａの圧接部に現像ローラの圧接痕（ニップライン）や、現像ローラ２ｂ〜５ｂのゴム成分から移行するオイル成分により感光体ドラム２ａ〜５ａ表面に汚染が発生することを防止する為に装着される保護部材の取り付け状態を示したものである。

図８は従来のプロセスカートリッジ保護部材を取り付けた状態図である。

図７において、１４ａ、１４ｂはプロセスカートリッジ２〜５において長手方向の中央より左右に所定量離れたところに挿入されることにより、プロセスカートリッジ２〜５内部に構成されている感光体ドラム２ａ〜５ａと現像ローラ２ｂ〜５ｂの圧接部（ニップ部）を離間させる保護部材である。また、１５はプロセスカートリッジ２〜５の開口部に露出した感光体ドラム２ａ〜５ａを保護する感光体ドラム保護カバーである。保護部材１４ａ、１４ｂは、感光体ドラム２ａ〜５ａ及び現像ローラ２ｂ〜５ｂを軸線方向に均一に離間させる為に略左右対称な位置に２箇所装着されている。

図９は別の従来のプロセスカートリッジ保護部材を取り付ける状態図であり、プロセスカートリッジ２〜５の長手方向のほぼ全域に渡る大きさをした形状となっている。図１０は別の従来のプロセスカートリッジ保護部材を取り付けた状態図である。この他、例えば特開平４−１４０７７０号公報、特開２００２−６７２２号公報にも開示がなされている。
特開平４−１４０７７０号公報 特開２００２−６７２２号公報

しかしながら、プロセスカートリッジの梱包、輸送状態において、プロセスカートリッジを長期間保管していた場合、現像ローラと感光体ドラムとの圧接状態が継続することにより、感光体ドラムの圧接部に現像ローラの圧接痕（ニップライン）や、現像ローラのゴム成分から移行するオイル成分によって感光体ドラム表面が汚染されるという問題が生じていた。このような問題を解決する為に上記背景技術で述べたような対策がとられていたが、従来の構成では、プロセスカートリッジ長手方向に対して左右２箇所に感光体ドラムと現像ローラを離間させる為の部材を取り付けなくてはならず、梱包の際やプロセスカートリッジを新規に取り替える際、２つの動作を行う必要あった。仮に、離間部材を１つに形成した場合には無駄に大きな部材にしなければならなかった。

また、感光体ドラムに接触して帯電ローラが設けられた方式、いわゆる接触帯電方式のプロセスカートリッジの場合には、輸送時の振動によって、感光体ドラムが逆回転を起こし、帯電ローラが汚れ、印字不良を引き起こす原因ともなっていた。

そこで、本発明は、プロセスカートリッジの輸送、保管時の感光体ドラムと現像ローラの離間保持及び感光体ドラムの逆回転防止の為の部材を簡単な構成でかつ装着脱が簡単なプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のプロセスカートリッジは、周方向に回転してトナー像に対応した静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムに対向して設置され、感光体ドラム上に形成された静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像ローラと、感光体ドラムを長手方向において一部露出させる開口部とを有するプロセスカートリッジであって、感光体ドラムと現像ローラは離接可能にプロセスカートリッジに保持されるとともに、プロセスカートリッジの長手方向の一端に装着され、感光体ドラムと現像ローラとを一定間隔をもって保持する第一の部材と、感光体ドラムの回転軸端に装着され感光体ドラムの回転を阻止する第二の部材とを有する構成とし、また、開口部を覆うプロセスカートリッジに着脱自在な感光体ドラム保護カバーを有し、第一の部材は感光体ドラム保護カバーに予め装着された構成とし、感光体ドラム保護カバーの装着脱動作に応じてプロセスカートリッジの長手方向一端部に装着脱されるものである。また、プロセスカートリッジには、画像形成装置本体に装着された際、装置本体に設けられたスプライン結合により駆動力を伝達する感光体駆動シャフトに勘合するスプラインが感光体ドラムの軸端に形成されており、第二の部材には、感光体ドラムの回転軸端に形成されたすくラインに勘合するスプラインが形成され、好ましくは、感光体ドラムに軸方向に形成された第一のスプラインと、第二の部材に形成された第二のスプラインにおいて、第一のスプラインのうち、少なくとも一本のスプラインは他の第一のスプラインよりも長く、かつ、第二のスプラインのうち、少なくとも一本のスプラインは他の第二のスプラインよりも長くした構成としたプロセスカートリッジである。

以上のように、本発明によれば、プロセスカートリッジの梱包または交換の際に簡単な動作で感光体ドラムと現像ローラの離間保持部材を装着脱でき、また、感光体ドラムの逆回転防止により、帯電ローラの汚染を回避でき、良好な印字品質を確保できるという有効な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態１について、図１から図６を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略され
ている。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成を示す概略図、図２は本発明の実施の形態におけるプロセスカートリッジを示す斜視図、図３は図２のプロセスカートリッジの断面図、図４は本発明の実施の形態による保護部材を含むプロセスカートリッジの分解斜視図、図５は本発明の実施の形態における保護部材の取り付け過程の状態を示した斜視図である。

図６は、本発明の実施の形態における感光体ドラムの逆回転を防止する為の第二の部材と、感光体ドラム駆動軸の端部の詳細図である。

図１において、カラー画像形成装置の本体１内にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための各プロセスカートリッジ２，３，４，５が順に着脱可能に配置され、これらのプロセスカートリッジ２〜５のそれぞれに対応して露光器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。

プロセスカートリッジ２〜５は、回転可能に設けられた像担持体としての感光体ドラム（感光体）２ａ，３ａ，４ａ，５ａ、露光器６ａ〜６ｄからのレーザビームの照射によって周面に静電潜像の形成された感光体ドラム２ａ〜５ａにトナータンクから供給されるトナーを付着させて静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ（現像手段）２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ、および、帯電ローラ２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃ、トナー排出用スクリュー２ｄ，３ｄ，４ｄ，５ｄ等を備えたものである。

なお、周方向に回転する感光体ドラム２ａ，３ａ，４ａ，５ａは、その回転中心軸が相互に平行になるように一列に配置されている。図３は、プロセスカートリッジ２の断面を示した図である。他のプロセスカートリッジ３〜５内部にも、同様に各要素が配置されている。

図３において、２ｅは現像剤収納部２ｊ内の現像剤を現像ローラ２ｂへ供給するための現像剤供給ローラである。２ｆは現像剤供給ローラ２ｅによって供給された現像剤を現像ローラ表面に一定の薄層に形成するドクターブレードである。２ｇは感光体ドラム２ａ上に第一転写後に残留した現像剤を回収・クリーニングするクリーニングブレード、２ｈはクリーニングブレード２ｇで回収された現像剤を別途設けた廃トナーボックス（図示せず）に搬送するための廃トナー搬送スクリューである。２ｉは現像剤収納部２ｊ内の現像剤を攪拌搬送するアジテータである。

このように構成されたプロセスカートリッジ２には、現像ローラ２ｂと感光体ドラム２ａ間に現像バイアスが、現像剤供給ローラ２ｅと現像ローラ２ｂ間にはサプライローラバイアスがそれぞれ印加されている。また、感光体ドラム２ａは、画像形成動作中は矢印Ａ方向に回転駆動される。

図２および図６に示すように、感光体ドラム２ａの一端部の内周には、軸方向に延びる複数の歯部１７ａ及び１７ｂを有する第１のスプライン１７が形成されている。この第一のスプライン１７は本来、プロセスカートリッジ２〜５が画像形成装置本体に装着された際に、各感光体駆動シャフト外周に形成されたギア部（図示せず）に嵌合して、装置本体からの駆動力を伝達する為のものである。

図４において、１８はプロセスカートリッジ２の非駆動伝達側端部であり、舌状部１８ａを備えた第一の保護部材である。

舌状部１８ａは非駆動伝達側端部１８から感光体ドラム２ａの軸方向に向かって突起状に設けられており、感光体ドラム２ａを回転軸支する回転軸支部材１９と現像ローラ２ｂが組み込まれたユニット部２０との間に貫入することにより、両者を離間させるよう作用する。

図５は、感光体ドラム保護カバー２１をプロセスカートリッジ２に装着した状態を示している。第一の保護部材１８を予め装着した感光体ドラム保護カバー２１を、プロセスカートリッジ２の非駆動伝達側端部から開口部（図示せず）を覆うように矢印Ｃ方向にスライドさせて装着する。この装着動作に連動して、第一の保護部材１８に形成した舌状部１８ａがプロセスカートリッジ２の穴部２ｋに挿入されることにより、感光体ドラム２ａを回転軸支する回転軸支部材１９と現像ローラ２ｂが組み込まれたユニット部２０間に入り込んで両者を離間させる。これにより、感光体ドラム２ａと現像ローラ２ｂは互いに離間した状態で保持される。

ここで、本実施の形態では、第一の保護部材１８と感光体ドラム保護カバー２１を別体構成とし、予め感光体ドラム保護カバー２１に第一の保護部材１８を取り付けた構造としたが、両者を一体構成としたものであっても、本発明を構成するものであることは言うまでもない。

次に、図５において、２２はプロセスカートリッジ２の駆動伝達側端部に装着され、感光体ドラム２ａの回転を阻止するための第二の保護部材である。図６に示したように、感光体ドラム２ａの一端部の内周には、軸方向に延びる複数の歯部１７ａ及び１７ｂを有する第一のスプライン１７が形成されている。図５に示す第二の保護部材２２には、この第一のスプライン１７に嵌合するように、第二のスプライン２３が形成されている。

図６に示すように、各感光体ドラム２ａ〜５ａに形成された第一のスプライン１７の複数の歯部１７ａ，１７ｂのうち、その一部（実施の形態においては図示する場合には、１本）の歯部１７ａの軸方向の長さが他の歯部１７ｂの軸方向の長さよりも長くなっている。

なお、本実施の形態では、第一のスプライン１７の１本の歯部１７ａのみが他の歯部１７ｂよりも長くなっているが、２本以上が長くなっていてもよい。すなわち、複数本の歯部１７ａの長さが他の歯部１７ｂの長さと異なって一部が長くなっていればよい。

また、第一のスプライン１７の一部の歯部１７ａを他の歯部１７ｂよりも長くする代わりに、第二のスプライン２３の歯部２３ａの一部を長くしてもよいし、第一のスプライン１７および第二のスプライン２３の双方の歯部１７ａ，２３ａにおいて一部の歯部１７ａ，２３ａを他の歯部１７ａ，２３ａと軸方向の長さを異ならせるようにして長くしてもよい。

更に、各歯部１７ａ，１７ｂ，２３ａの端部には、第二の保護部材２２をプロセスカートリッジ２〜５に装着する際に、各歯部同士が当接してもスムーズに嵌合できるよう、軸方向および回転方向にテーパが設けられている。

第二の保護部材２２がプロセスカートリッジに装着されていない場合には、感光体ドラム２ａは回転可能に保持されたままなので、プロセスカートリッジ２は輸送時の振動によって、内部の感光体ドラム２ａが、図３示したように矢印Ｂ方向に逆回転してしまい、感光体ドラム２ａ表面に付着しているトナーで帯電ローラ２Ｃが汚染される。そこで、第二の保護部材２２を感光体ドラム２ａの駆動軸端側に形成された第一のスプライン１７に勘
合させて装着させることで、感光体ドラム２ａの回転は阻止され、輸送時の逆回転による帯電ローラ２Ｃの汚染が防止される。

なお、以上では、本発明をカラー画像を形成する画像形成装置に適用した例で説明したが、モノクロ画像を形成する画像形成装置に適用することも可能である。

本発明は、プロセスカートリッジの梱包または交換の際に簡単な動作で感光体ドラムと現像ローラとの間の離間保持部材を装着脱でき、また感光体ドラムの逆転防止により、帯電ローラの汚染を回避でき、良好な印字品質を確保できるという有効な効果が得られ、電子写真方式の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジに有用である。

本発明の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成を示す概略図 本発明の実施の形態におけるプロセスカートリッジを示す斜視図 図２のプロセスカートリッジの断面図 本発明の実施の形態による保護部材を含むプロセスカートリッジの分解斜視図 本発明の実施の形態における保護部材の取り付け過程の状態を示した斜視図 本発明の実施の形態における感光体ドラムの逆回転を防止する為の第二の部材と、感光体ドラム駆動軸の端部の詳細図 従来のプロセスカートリッジ保護部材を取り付ける状態図 従来のプロセスカートリッジ保護部材を取り付けた状態図 別の従来のプロセスカートリッジ保護部材を取り付ける状態図 別の従来のプロセスカートリッジ保護部材を取り付けた状態図

符号の説明

２ａ，３ａ，４ａ，５ａ 感光体ドラム（感光体）
２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ 現像ローラ（現像手段）
１７ 第一のスプライン
１７ａ，１７ｂ 歯部
１８ 第一の保護部材
２２ 第二の保護部材
２３ 第二のスプライン
２３ａ 歯部

Claims (7)

1. 周方向に回転してトナー像に対応した静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに対向して設置され、前記感光体ドラム上に形成された前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像ローラと、前記感光体ドラムを長手方向において一部露出させる開口部とを有するプロセスカートリッジであって、前記感光体ドラムと現像ローラは離接可能にプロセスカートリッジに保持されるとともに、前記プロセスカートリッジの長手方向の一端に装着され、前記感光体ドラムと現像ローラとを一定間隔をもって保持する第一の部材と、前記感光体ドラムの回転軸端に装着され前記感光体ドラムの回転を阻止する第二の部材とを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記開口部を覆うプロセスカートリッジに着脱自在な感光体ドラム保護カバーを有し、前記第一の部材は前記感光体ドラム保護カバーに予め装着された構成としたことを特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
3. 前記第一の部材は、前記感光体ドラム保護カバーの装着脱動作に応じて前記プロセスカートリッジの長手方向一端部に装着脱される構成としたことを特徴とする請求項２記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記プロセスカートリッジには、画像形成装置本体に装着された際、装置本体に設けられたスプライン結合により駆動力を伝達する感光体駆動シャフトに勘合するスプラインが前記感光体ドラムの軸端に形成されており、前記第二の部材には、前記感光体ドラムの回転軸端に形成されたスプラインに勘合するスプラインが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記感光体ドラムに軸方向に形成された第一のスプラインと、前記第二の部材に形成された第二のスプラインにおいて、前記第一のスプライン及び前記第二のスプラインのうち、一方または両方において、前記第一のスプラインのうち、少なくとも一本のスプラインは他の第一のスプラインよりも長く、あるいは、前記第二のスプラインのうち、少なくとも一本のスプラインは他の第二のスプラインよりも長いことを特徴とする請求項４記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記第一のスプラインの先端部、および、前記第二のスプラインの先端部には、第二の部材を装着する際の勘合をスムーズにするためのテーパが形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記テーパは、前記感光体ドラムおよび前記第二の部材の軸方向および回転方向に形成されていることを特徴とする請求項６記載のプロセスカートリッジ。

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