JP2005172906A - Process cartridge and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロセスカートリッジ、これを用いた電子写真画像形成装置に関するものである。特に、カラー電子写真画像形成装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus using the same. In particular, it is suitable for application to a color electrophotographic image forming apparatus.
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。 Here, the electrophotographic image forming apparatus forms an image on a recording medium using an electrophotographic image forming system. Examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, a laser beam printer, an LED printer, etc.), a facsimile apparatus, a word processor, and the like.
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。 The process cartridge is a cartridge in which a charging unit, a developing unit or a cleaning unit and an electrophotographic photosensitive drum are integrally formed, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the electrophotographic image forming apparatus. 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 that can be attached to and detached from the main body of the electrophotographic image forming apparatus. Further, it means that at least the developing means and the electrophotographic photosensitive drum are integrated into a cartridge so that it can be attached to and detached from the main body of the electrophotographic image forming apparatus.
従来、電子写真画像プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラムおよび前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンに頼らずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus using an electrophotographic image process, an electrophotographic photosensitive drum and process means acting on the electrophotographic photosensitive drum are integrally formed into a cartridge, and the cartridge is electrophotographic image forming apparatus. A process cartridge system that is detachable from the main body is employed. According to this process cartridge system, the maintenance of the apparatus can be performed by the user himself / herself without depending on the service person, so that the operability can be remarkably improved. Therefore, this process cartridge system is widely used in electrophotographic image forming apparatuses.
画像形成装置では、レーザ、LEDあるいはランプなどの画像情報に対応した光を電子写真感光体ドラム(以下、単に感光体ドラムと言う)に照射する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置より現像する。さらに、感光体ドラムに形成された現像像を記録媒体へ転写する。これによって、記録媒体に画像を形成している。 In an image forming apparatus, light corresponding to image information such as a laser, an LED, or a lamp is irradiated to an electrophotographic photosensitive drum (hereinafter simply referred to as a photosensitive drum). As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum. The electrostatic latent image is developed by a developing device. Further, the developed image formed on the photosensitive drum is transferred to a recording medium. Thereby, an image is formed on the recording medium.
上述したプロセスカートリッジを用いる画像形成装置には、図1に示すように、複数のプロセスカートリッジを一列に並べたインライン型のカラー電子写真画像形成装置100がある。このようなプロセスカートリッジの現像手段としては、一般的に次の2つの構成が知られている。(1)現像部材を感光体ドラムに対して接触状態で現像を行う接触現像方式、(2)現像部材を感光体ドラムに対して所定の間隙を設けた状態で現像を行う非接触現像方式である。いずれの方式においても、画像形成中の現像部材と感光体ドラムは所定の接触圧、或いは間隙を保持するために現像部材が感光体ドラムに対して付勢された状態になっている。
The image forming apparatus using the process cartridge described above includes an in-line type color electrophotographic
ここで、前記接触現像方式のカートリッジにおいては、現像部材が感光体ドラムに付勢された状態となっている。即ち、現像部材の弾性層が感光体ドラムに対して所定の当接圧で接触した状態となっている。そのため、前記プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された状態で長時間使用されない場合に、現像ローラの弾性層が永久変形してしまうおそれがある。これによって、現像時に画像のムラが発生するおそれがある。 Here, in the contact developing type cartridge, the developing member is biased to the photosensitive drum. That is, the elastic layer of the developing member is in contact with the photosensitive drum with a predetermined contact pressure. Therefore, the elastic layer of the developing roller may be permanently deformed when the process cartridge is not used for a long time with the process cartridge mounted on the image forming apparatus main body. As a result, image unevenness may occur during development.
また、非作動時(非画像形成時)に、現像ローラにバイアスが印加されていない場合に、現像ローラ上のトナーが感光体ドラムに付着する。そして、そのトナーが記録媒体等を汚すおそれがある。 When no bias is applied to the developing roller during non-operation (non-image formation), the toner on the developing roller adheres to the photosensitive drum. The toner may contaminate the recording medium.
そこで、上記問題を解決するため、画像形成動作が行われていない場合には感光体ドラムと現像部材とを離隔させるための機構を設けたプロセスカートリッジ及び画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。その他の構成として、現像ユニット全体が感光体ユニットに対して揺動自在に支持された吊り構造となっており、現像ユニットの両端に取り付けられた軸受部材にそれぞれ設けられた穴に嵌合する軸を中心として感光体ユニットに回動自在に結合されている。この軸を中心にして、回転モーメントにより現像ローラが感光体ドラムに接触するよう、弾性部材であるバネによって現像ユニットが常に付勢されている。さらに現像ユニットのトナー容器には、現像ローラを感光体ドラムから離隔させる際に装置本体に設けられた離隔手段が当接するための突起形状の力受け部がトナー容器と一体的に設けられている。そして、力受け部を装置本体に設けられた離隔手段が押し上げることにより現像ローラは感光体ドラムと所定間隙だけ離隔された状態とできるものがある。
In order to solve the above problem, there has been proposed a process cartridge and an image forming apparatus provided with a mechanism for separating the photosensitive drum and the developing member when the image forming operation is not performed (for example, (See
また、上述した離隔構成において離隔力受け部(突起形状)の単部品精度とトナー容器や現像容器の溶着結合精度のばらつき等による離隔力受け部位置精度低下を避けるために、プロセスカートリッジ組立完成状態または組立途中ユニット状態で成型加工を実施し、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に対する離隔力受け部位置の高精度化を達成し離隔機構の安定を目指しているものもある。
しかしながら、前述したような離隔機構においては、部品単品精度やトナー容器や現像容器の部品結合精度がばらつくこと、大物容器(現像容器やトナー容器等)はスペースの制限やその機能上補強形状を設けにくく、離隔時に画像形成装置から受ける力によりねじれや撓みと言った変形が生じてしまうこと、また画像形成装置本体へのカートリッジ位置決め部から離隔力受け部までの部品公差が大きくなることで離隔ストロークを大きく取らなければ絶対的に必要な離隔量が保証できなかった。 However, in the separation mechanism as described above, the accuracy of individual parts and the accuracy of connecting parts of toner containers and developing containers vary, and large containers (developing containers, toner containers, etc.) are provided with space-restricted and functionally reinforced shapes. The separation stroke is caused by the fact that deformation such as torsion and bending occurs due to the force received from the image forming apparatus at the time of separation, and the component tolerance from the cartridge positioning portion to the separation force receiving portion on the image forming apparatus main body is increased. The required separation could not be guaranteed unless a large value was taken.
そして、プリンタの高速化に伴い離隔動作の応答性の更なる精度向上が求められる状況で、前記離隔ストロークを大きく取らなければならないことは、離隔動作の応答性を向上させるための懸念点となっていた。 In a situation where further improvement in the responsiveness of the separation operation is required as the speed of the printer is increased, it is a concern for improving the responsiveness of the separation operation that the separation stroke must be made large. It was.
さらに、高速化に伴う離隔精度を向上させるために生じる部品の高精度化や、後加工がより必要になることによる作業性の低下やコストアップも招いていた。 In addition, the precision of parts generated to improve the separation accuracy accompanying the increase in speed, and the workability and cost increase due to the need for post-processing are also incurred.
本発明の第1の電子写真画像形成装置本体に着脱可能であって、少なくとも電子写真感光体ドラムと前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像手段を備えるプロセスカートリッジにおいて、前記電子写真感光体ドラムを有する第一枠体と、現像剤を用いて前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための前記現像手段を支持する第二枠体と、前記第一枠体に第二枠体を回動可能に結合する結合手段と、前記電子写真感光体ドラムに前記現像手段を押圧するように、前記第一枠体と前記第二枠体との間に押圧力を作用する弾性部材と、前記第一枠体が前記画像形成装置本体内で回転することを防止するための回転止め部と、前記第二枠体が前記電子写真画像形成装置本体内において、画像形成時以外の時に、前記現像手段と前記電子写真感光体ドラムを離隔するための前記電子写真画像形成装置本体から力を受ける力受け部と、を有し、前記力受け部と前記弾性部材と前記回転止め部が、前記結合手段から略同一半径上に配置されたプロセスカートリッジである。 A process comprising at least an electrophotographic photosensitive drum and developing means for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum, which is detachable from the main body of the first electrophotographic image forming apparatus of the present invention. In the cartridge, a first frame having the electrophotographic photosensitive drum and a second frame supporting the developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum using a developer. A first frame body and a second frame so as to press the developing means against the electrophotographic photosensitive drum. An elastic member that exerts a pressing force with the body, a rotation stopper for preventing the first frame body from rotating within the image forming apparatus body, and the second frame body serving as the electrophotographic image. In the main body of the forming device A force receiving portion for receiving a force from the electrophotographic image forming apparatus main body for separating the developing means and the electrophotographic photosensitive drum, and the force receiving portion, the elastic member, and the rotation stopper The part is a process cartridge disposed on substantially the same radius from the coupling means.
本発明の第4のプロセスカートリッジが電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、
(a)前記電子写真感光体ドラムを有する第一枠体と、現像剤を用いて前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための前記現像手段を支持する第二枠体と、前記第一枠体に第二枠体を回動可能に結合する結合手段と、前記電子写真感光体ドラムに前記現像手段を押圧するように、前記第一枠体と前記第二枠体との間に押圧力を作用する弾性部材と、前記第一枠体が前記画像形成装置本体内で回転することを防止するための回転止め部と、前記第二枠体が前記電子写真画像形成装置本体内において、画像形成以外の時に前記現像手段と前記電子写真感光体ドラムを離隔するための前記電子写真画像形成装置本体から力を受ける力受け部と、を有し、前記力受け部と前記弾性部材と前記回転止め部が、前記結合手段から略同一半径上に配置されたプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着部と、
(b)前記力受け部に離隔に必要な力を与える力付与部と、前記回転止め部を支持する回転止め支持部と、を有する電子写真画像形成装置である。
In the electrophotographic image forming apparatus for forming an image on a recording medium, the fourth process cartridge of the present invention is detachable from the main body of the electrophotographic image forming apparatus.
(A) a first frame having the electrophotographic photosensitive drum, and a second frame for supporting the developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum using a developer. A first frame body and a second frame so as to press the developing means against the electrophotographic photosensitive drum. An elastic member that exerts a pressing force with the body, a rotation stopper for preventing the first frame body from rotating within the image forming apparatus body, and the second frame body serving as the electrophotographic image. A force receiving portion for receiving a force from the electrophotographic image forming apparatus main body for separating the developing means and the electrophotographic photosensitive drum at a time other than image formation in the main body of the forming apparatus. And the elastic member and the rotation stopper are substantially the same from the coupling means. A mounting portion for detachably mounting the placed process cartridge diameter upper,
(B) An electrophotographic image forming apparatus including: a force applying unit that applies a force necessary for separation to the force receiving unit; and a rotation stopping support unit that supports the rotation stopping unit.
本発明によれば、電子写真感光体ドラムと現像部材と離隔させる動作において枠体変形を低減することにより離隔に必要なストローク量を応答性良く確実に動作することができる。また、前記両者を簡単な構成によって離隔することができる。 According to the present invention, the stroke amount necessary for the separation can be reliably operated with good responsiveness by reducing the deformation of the frame in the operation of separating the electrophotographic photosensitive drum from the developing member. Further, the two can be separated by a simple configuration.
本発明に係るプロセスカートリッジ及びカラー電子写真画像形成装置の実施形態について、図1〜図13を用いて説明する。 Embodiments of a process cartridge and a color electrophotographic image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
(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を用いて説明する。図1に示す画像形成装置100は、垂直方向に並設した4個のプロセスカートリッジ装着部(不図示)を有する。そして、前記装着部に装着されたカートリッジ7は、夫々1個の電子写真感光体ドラム(1a〜1d)を備えている。前記感光体ドラム1は第一の枠体としてのクリーニング枠体51に回転自在に支持されており、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、次の構成が配置されている。感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電手段(2a〜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に静電潜像を形成するスキャナユニット(3a〜3d)、前記静電潜像を現像剤であるトナーを用いて現像する、第二枠体としての現像ユニット(4a〜4d)、感光体ドラム1上のトナー画像を記録媒体Sに転写させる静電転写手段5、転写後の感光体ドラム1表面に残ったトナーを除去するクリーニング部材(6a〜6d)が配置されている。ここで、感光体ドラム1と帯電手段2、現像ユニット4、クリーニングユニット50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を構成している。
(Overall configuration of image forming apparatus)
First, the overall configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. The
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いる。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。これにより感光体ドラム1は、反時計周りに回転駆動される。帯電手段2は、図2に示すような接触帯電方式のものを使用する。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。そして、このローラに帯電バイアス電圧を印加する。これにより、感光体ドラム1表面を一様に帯電させる。
The
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ている。そして、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)によって回転されるポリゴンミラー9a〜9dに照射される。前記ミラー9に反射した画像光は、結像レンズ10a〜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する。これによって、画像信号に応じた静電潜像を形成する。また前記ユニット3は、図8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い。そこで、左右側板32の開口穴35a〜35hから突起部33が外側に飛び出している。その際、スキャナユニット3は、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、スキャナユニット3は突き当てに確実に押し付けられ、位置決めがされている。
The
図2に示すように、現像ユニット4は、それぞれ、イエロー色のトナーを収納したトナー容器41a、マゼンタ色のトナーを収納したトナー容器41b、シアン色のトナーを収納したトナー容器41c、ブラック色のトナーを収納したトナー容器41d、及び、現像枠体45を有している。トナー容器41内のトナー搬送機構42によってトナー供給ローラ43へ送り込まれる。そして前記ローラ43、及び、現像部材としての現像ローラ40の外周に圧接された現像ブレード44によって、現像ローラ40の外周にトナーを塗布する。且つトナーに電荷を付与する。そして現像ローラ40に現像バイアスを印加することにより、感光体ドラム1に形成された潜像を現像する。尚、現像ローラ40は、感光体ドラム1と対向して配置されている。
As shown in FIG. 2, the developing
一方、図1に示すように画像形成装置には、全ての感光体ドラム1a〜1dに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト11が配設されている。前記転写ベルト11は10^11〜10^14Ω・cmの体積固有抵抗を有する厚さ約150μmのフィルム状部材である。そして、記録媒体Sは前記転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上のトナー画像を転写される。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the image forming apparatus is provided with an
この転写ベルト11の内側に当接して、4個の感光体ドラム1a〜1dに対向した位置に転写ローラ12a〜12dが並設されている。これら転写ローラ12から正極性の電荷が転写ベルト11を介して記録媒体Sに印加される。これにより記録媒体Sに感光体ドラム1上のトナー画像が転写される。前記転写ベルト11は、駆動ローラ13、従動ローラ14a、14b、テンションローラ15の4本のローラにより掛け渡され、回転する(図1の矢印方向)。これにより、前記転写ベルト11が循環移動して、記録媒体Sが従動ローラ14a側から駆動ローラ13側へ搬送される間にトナー画像を転写される。
給送部16は、画像形成部に記録媒体Sを給送搬送するものである。複数枚の記録媒体Sが給送カセット17に収納されている。画像形成時には給送ローラ18、及び、レジストローラ対19が画像形成動作に応じて駆動回転する。これによって前記カセット17内の記録媒体Sを1枚毎分離給送する。そして、記録媒体Sの先端は、前記ローラ対19に突き当たり一旦停止する。そして、前記転写ベルト11の回転とトナー画像との同期をとって、記録媒体Sは、レジストローラ対19によって転写ベルト11へ給送される。
The
定着部20は、記録媒体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る。回転する加熱ローラ21aと、これに圧接して記録媒体Sに熱及び圧力を与える加圧ローラ21bとからなる。即ち、感光体ドラム1上のトナー画像を転写された記録媒体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。そして、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画像が記録媒体S表面に定着される。
The fixing
画像形成の動作は次の通りである。まず、カートリッジ7a〜7dが、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動される。そして、その駆動に応じて感光体ドラム1a〜1dが回転駆動される。そして、各々のカートリッジ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、帯電手段2は感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与する。そして前記ユニット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上に静電潜像を形成する。現像ローラ40は、前記静電潜像を現像する。
The image forming operation is as follows. First, the
前述した通り記録媒体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のトナー画像を順次転写される。4色のトナー画像を転写された記録媒体Sは、駆動ローラ13の曲率により転写ベルト11から曲率分離される。そして、定着部20に搬入される。記録媒体Sは、定着部20で上記トナー画像を熱定着された後、排出ローラ対23によって、排出部24から本体外に排出される。
As described above, the toner images on the
(プロセスカートリッジ)
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〜図7を用いて説明する。図2はトナーを収納したカートリッジ7の主断面である。尚、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ7a、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ7b、シアン色のトナーを収納したカートリッジ7c、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ7dは同一構成である。
(Process cartridge)
Next, a process cartridge embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a main cross section of the
カートリッジ7(7a〜7d)は、感光体ドラム1(1a〜1d)と、帯電手段2(2a〜2d)、及びクリーニング部材6(6a〜6d)を備えた第一枠体としてのクリーニングユニット50(50a〜50d)、及び現像手段を有する第二枠体としての現像ユニット4(4a〜4d)に分かれている。
The cartridge 7 (7a to 7d) includes a
クリーニングユニット50は、感光体ドラム1が軸受64,65(図8参照)を介してクリーニング枠体51に回転自在に取り付けられている。感光体ドラム1の周上には、前述した通り帯電手段2、クリーニング部材6が配置されている。さらに、クリーニング部材6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除去トナー室53に送られる。
In the
そして図3に示すようにクリーニングユニット50に駆動モータ(不図示)の駆動力をカップリング部材70を介して伝達することにより、感光体ドラム1を画像形成動作に応じて回転駆動させる。またクリーニング枠体51には画像形成装置本体内でプロセスカートリッジが自重や駆動力によるモーメントにより回転することを防止するための本体位置決めボスとしてカートリッジ回転止め部51aが設けられている。またクリーニング枠体51には感光体ドラムを保護するシャッター部材72、シャッター部材をリンク動作により開閉するシャッター受け部材73が設けられている。
Then, as shown in FIG. 3, the driving force of a driving motor (not shown) is transmitted to the
次に図4,図5に示すように現像ユニット4は、前記駆動モータより駆動を現像駆動ギア71に伝達し駆動列(不図示)を通じ現像ローラ40に駆動を伝達する。現像ローラ40は軸受部材を介して回転自在に現像枠体45に支持されている。また現像ローラ40の周上には、前述した通りトナー供給ローラ43、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前記ローラ43へ搬送するためのトナー搬送機構42が設けられている。
Next, as shown in FIGS. 4 and 5, the
また現像ユニット4は、現像ユニット4全体がクリーニングユニット50に対して回動自在に支持された吊り構造となっている。即ち現像ユニット4は、ユニット4の両端に取り付けられた軸受部材47、48にそれぞれ設けられた、回動中心となる穴47a、48aが設けられ、前記穴にクリーニング枠体51に嵌合する軸62,63が挿入され、現像ユニット4がクリーニングユニット50に回動自在に取り付けられる。カートリッジ7単体状態(プリンタ本体に装着されていない状態)においては、軸62,63を中心にして、回転モーメントにより現像ローラ40が感光体ドラム1に接触するために現像ユニット4が押圧されている。そして押圧するための弾性部材として回転止め部側である軸受部材47側には押圧バネ54そして軸受部材48側には加圧部材としての引張バネ90(図7参照)がクリーニングユニット50と現像ユニット4の間に配置されている。本実施例においては押圧バネ54はこの押圧部材によって現像ユニット4が常に付勢されている。さらに軸受部材47、48には、現像ローラ40を感光体ドラム1から離隔させる際に装置本体100の離隔手段(力付与部材8)が当接するための力受け部47b、48bが一体的に設けられている。
The developing
そして図6に示すように回動中心となる軸62、63を中心とする略同一半径R上に前記回転止め部51a、押圧バネ54、力受け部47bを配置する。これにより現像ローラ40を感光体ドラム1から離隔する際に、回動中心周りに力を受ける力受け部47bの力F1と押圧部材54により受ける力F2が回転止め部51aに掛かるが、これらを同一半径上に配置することにより回転止め部51a周りに発生するモーメントを減少することができる。これにより回転止め部51aの周囲で発生するクリーニング枠体51の捩れや変形を防止することが可能となる。
Then, as shown in FIG. 6, the
ここで図7に示すように回動中心となる穴47a、48aは装置本体にカートリッジを装着する装着方向に対し、現像ローラ40と力受け部47b、48bとの間であり、また現像ローラ40よりも装着方向下流側に配置されている。このような配置とすることで、プロセスカートリッジを装着する際に装置本体に設けられた力付与部材8を力受け部47b、48bが乗り上げることで本体内部では常に離隔された状態を容易な構成で維持することができる。そして、力付与部材8を押し下げることにより押圧バネ54及び加圧バネ90の力により現像ローラ40は感光体ドラム1と押圧された状態となる。また、再度離隔させる時は、力受け部47b、48bを押し上げることにより現像ローラ40は感光体ドラム1と所定間隙だけ離隔された状態となる。
Here, as shown in FIG. 7, the
尚、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は弾性体を有するローラ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。
In the contact development method in which development is performed by contacting the
(プロセスカートリッジにおける感光体ドラムと現像部材の離隔機構)
次に、カートリッジ7を装置本体100に装着した際の離隔機構について、図8〜図13を用いて説明する。前述したように、カートリッジ7は単体の状態では、現像部材としての現像ローラ40が常に感光体ドラム1に接触した状態になっている(図2参照)。カートリッジ7の装置本体100への装着は、ガイド溝34a〜34hに沿って、感光体ドラム1を支持する軸受64、65を挿入することによって行なわれる(図7参照、矢印の方向がカートリッジ7の装着方向)。そして図9に示すように、軸受64、65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カートリッジ7の装置本体100に対する位置が決まる。プリンタ本体内でのカートリッジ7の押圧方法については次の通りである。即ち、図10に示す通り、側板32に軸39が加締められている。そして、軸39にねじりコイルバネ30が支持されている。そして、その端部30aが穴32aにはまり込み固定されている。カートリッジ7が装着されていない状態においては、前記バネ30は曲げ起こし32bにより回転方向に規制されている。そして、カートリッジ7が挿入されると、バネ30は半時計周り方向にその力に反しながら回転する。そして、軸受64を乗り越えたとき、軸受64を弾性的に押圧する。
(Separation mechanism between photosensitive drum and developing member in process cartridge)
Next, a separation mechanism when the
次に、図1、図11〜図14を用いて、離隔手段について説明する。装置本体100のカートリッジ7の挿入方向奥側には、現像ユニット4の付勢力に抗して現像ローラ40を感光体ドラム1から離隔させるための離隔手段(力付与部材8)が配置されている。離隔手段としてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック各色の現像ユニット4a〜4dに設けられた力受け部47b,48bを上方へ押し上げるための力付与部材8L,8Rがそれぞれ設けられている。そして、力付与部材8は、ステッピングモータ(不図示)により上下方向へ可動可能に設けられている。図11は力付与部材8が押し上げられて力受け部47b、48bを持ち上げ、現像ローラ40を感光体ドラム1から離隔させる離隔位置である。そして図12は力付与部材8の押し上げが解除されて力付与部材8が降下して力受け部47b、48bから離れ、現像ローラ40を感光体ドラム1に接触させる現像位置である。
Next, the separating means will be described with reference to FIGS. 1 and 11 to 14. A separating means (force applying member 8) for separating the developing
そして画像形成時のみ、力付与部材8の押し上げを解除して、現像ユニット4を現像位置に移動させる。尚、力付与部材8の押し上げを解除することによって、前記押圧バネ54、引張バネ90の弾性力によって、現像ローラ40が感光体ドラム1に接触する。
Only when the image is formed, the push-up of the force applying member 8 is released and the developing
また図13において前述したカートリッジの回転止め部51aを受ける回転支持部67が画像形成装置本体内に設けられている。前述の軸受64、65が画像形成装置本体に位置決めされ、回転止め部51aが回転支持部67で支持されている。また回転止め部51a、押圧バネ54、力受け部47bは同一半径R上に配置されると同時に感光体ドラム軸線方向において同一側に配置されている。これによりプロセスカートリッジ7の画像形成装置本体からの力付与部8Lから力を受けた際に感光体ドラム軸線方向におけるクリーニング枠体51の変形を防止することができる。
In addition, a
図14はカートリッジ7を図2中の矢印X方向から見た図である。本構成ではカートリッジ7の軸受部材47、48に力受け部47b、48bを設けてある。力付与部材8が押し上げられ感光体ドラム1と現像ローラ40が離隔状態となるときには、力受け部47b、48bに対し力付与部材8が同時に当接する。これによって、現像ローラ40がその長手方向において傾いて離隔するのを防止する。
FIG. 14 is a view of the
本実施形態においては、カートリッジ7が装置本体100に装着された際には、図1に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック全色のカートリッジ7に対応した力付与部材8が押し上げられた状態となっている。従ってカートリッジ7の装着動作に伴って、現像ユニット4に設けられた力受け部47b、48bが力付与部材8L、8Rに乗り上げる。これによって、現像ローラ40は感光体ドラム1と所定間隙だけ離隔された状態となる。この離隔状態は、電源オフ時、及び、現像が行なわれていない状態で常に維持される。従って、カートリッジ7を装着した状態で長時間使用しない場合であっても、現像ローラ40を長期間感光体ドラム1に接触させることにより発生する、現像ローラ層の永久変形を確実に防止することができる。
In this embodiment, when the
次にプリント信号により画像形成動作が開始されると、現像作動タイミングに合わせて力付与部材8の押し上げが解除される。そして力受け部46と力付与部材8は離隔する。従って、前記押圧バネ54、引張バネ90の弾性力によって現像ローラ40は感光体ドラム1に接触して現像可能状態となる。
Next, when the image forming operation is started by the print signal, the push-up of the force applying member 8 is released in accordance with the development operation timing. The force receiving portion 46 and the force applying member 8 are separated from each other. Accordingly, the developing
なお、前述実施形態においては、接触現像方式を例に挙げて説明したが、非接触現像方式にも本発明は適用できる。この場合には、例えばスペーサコロが押圧することによる跡ができることを防止できる。 In the above-described embodiment, the contact development method has been described as an example, but the present invention can also be applied to a non-contact development method. In this case, for example, it is possible to prevent a trace caused by pressing of the spacer roller.
上記説明した如く、感光体ドラムと現像ローラの離隔、及び、当接の二つの状態を容易に選択できるともに、離隔動作時の枠体の変形を防止し応答性の高い離隔動作が可能となる。そして画像形成時のみ現像ローラの感光体ドラムへ接触させ、それ以外は離隔するためローラの永久変形を確実に防止することができる。また画像形成時のみ離隔を解除する構成とすることで、プロセスカートリッジにバイアスが印加されていない時に現像ローラから感光体ドラムへ現像剤が付着することを防止できる。そこで、不要な現像剤による記録紙などの汚れを確実に防止することができる。 As described above, the two states of separation and contact between the photosensitive drum and the developing roller can be easily selected, and the frame can be prevented from being deformed at the time of the separation operation, and the responsive separation operation can be performed. . Since the developing roller is brought into contact with the photosensitive drum only at the time of image formation and is otherwise separated, permanent deformation of the roller can be surely prevented. Further, by adopting a configuration in which the separation is released only at the time of image formation, it is possible to prevent the developer from adhering to the photosensitive drum from the developing roller when a bias is not applied to the process cartridge. Therefore, it is possible to reliably prevent the recording paper and the like from being stained with unnecessary developer.
(実施例2)
上記第1の実施例の形態で前述したクリーニング枠体51には画像形成装置本体内でプロセスカートリッジが自重や駆動力によるモーメントにより回転することを防止するための本体位置決めボスとしてカートリッジ回転止め部51aと、現像ローラ40が感光体ドラム1に接触するために押圧する押圧バネ54と、現像ローラ40を感光体ドラム1から離隔させる際に画像形成装置本体100の離隔手段(力付与部材8)が当接するための力受け部47bにおいて、これらが軸62を中心とする略同一半径R上に配置されること説明した。本実施例においては図15に示すように前記押圧バネ54による押圧力F2の方向が前記半径Rの接線方向に向けて配置されている。また力付与部材8から離隔時に受ける力F1の方向も前記半径Rの接線方向のなるように配置されている。これら力の掛かる方向を半径Rの接線方向にすることにより、回動中心周りの力のロスを低減するとともに回転止め部51a回りに生じるモーメントを低減できる。これによりクリーニング枠体の捩れや変形を防止することができ離隔時の応答性を高めることができる。
(Example 2)
In the
C 接触位置
S 記録媒体
t 現像剤
1(1a〜1d) 電子写真感光体ドラム
2(2a〜2d) 帯電手段
3(3a〜3d) スキャナユニット
4(4a〜4d) 現像ユニット(第二枠体)
5 静電転写手段
6 クリーニング部材
7(7a〜7d) プロセスカートリッジ
8(8a〜8d) 力付与部材(離隔手段)
11 静電転写ベルト
12a〜12d 転写ローラ
40 現像ローラ(現像部材)
41 トナー容器
44 現像ブレード
45 現像枠体
47 軸受部材
47a 穴
47b 力受け部
48 軸受部材
48b 力受け部
50 クリーニングユニット(第一枠体)
51 クリーニング枠体
54 押圧バネ
64 軸受け
90 加圧バネ(引張りバネ)(弾性部材)
100 画像形成装置
C contact position S recording medium t developer 1 (1a to 1d) electrophotographic photosensitive drum 2 (2a to 2d) charging means 3 (3a to 3d) scanner unit 4 (4a to 4d) developing unit (second frame)
5 Electrostatic transfer means 6 Cleaning member 7 (7a-7d) Process cartridge 8 (8a-8d) Force applying member (separating means)
DESCRIPTION OF
41
51
100 Image forming apparatus
Claims (4)
前記電子写真感光体ドラムを有する第一枠体と、
現像剤を用いて前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための前記現像手段を支持する第二枠体と、
前記第一枠体に第二枠体を回動可能に結合する結合手段と、
前記電子写真感光体ドラムに前記現像手段を押圧するように、前記第一枠体と前記第二枠体との間に押圧力を作用する弾性部材と、
前記第一枠体が前記画像形成装置本体内で回転することを防止するための回転止め部と、
前記第二枠体が前記電子写真画像形成装置本体内において、画像形成時以外の時に、前記現像手段と前記電子写真感光体ドラムを離隔するための前記電子写真画像形成装置本体から力を受ける力受け部と、を有し、
前記力受け部と前記弾性部材と前記回転止め部が、前記結合手段から略同一半径上に配置されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge that is detachable from an electrophotographic image forming apparatus main body and includes at least an electrophotographic photosensitive drum and a developing unit for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum,
A first frame having the electrophotographic photosensitive drum;
A second frame for supporting the developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum using a developer;
Coupling means for pivotally coupling the second frame to the first frame;
An elastic member that exerts a pressing force between the first frame and the second frame so as to press the developing means against the electrophotographic photosensitive drum;
A rotation stopper for preventing the first frame from rotating in the image forming apparatus main body;
The second frame body receives a force from the electrophotographic image forming apparatus main body for separating the developing means from the electrophotographic photosensitive drum when the second frame is not in the main body of the electrophotographic image forming apparatus. A receiving part,
The process cartridge according to claim 1, wherein the force receiving portion, the elastic member, and the rotation stopping portion are disposed on substantially the same radius from the coupling means.
前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置本体に装着する装着方向において前記回動中心より装着方向下流側であり、感光体ドラム軸線方向において同一側に配置されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The process cartridge according to claim 1, wherein the force receiving portion, the elastic member, and the rotation stopping portion are:
A process cartridge, wherein the process cartridge is disposed downstream of the rotation center in the mounting direction in which the process cartridge is mounted in the electrophotographic image forming apparatus main body and on the same side in the photosensitive drum axial direction.
(a)前記電子写真感光体ドラムを有する第一枠体と、
現像剤を用いて前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための前記現像手段を支持する第二枠体と、
前記第一枠体に第二枠体を回動可能に結合する結合手段と、
前記電子写真感光体ドラムに前記現像手段を押圧するように、前記第一枠体と前記第二枠体との間に押圧力を作用する弾性部材と、
前記第一枠体が前記画像形成装置本体内で回転することを防止するための回転止め部と、
前記第二枠体が前記電子写真画像形成装置本体内において、画像形成以外の時に、前記現像手段と前記電子写真感光体ドラムを離隔するための前記電子写真画像形成装置本体から力を受ける力受け部と、を有し、
前記力受け部と前記弾性部材と前記回転止め部が、前記結合手段から略同一半径上に配置されたプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着部と、
(b)前記力受け部に離隔に必要な力を与える力付与部と、
前記回転止め部を支持する回転止め支持部と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
In an electrophotographic image forming apparatus for forming an image on a recording medium, wherein the process cartridge is detachable from the electrophotographic image forming apparatus main body,
(A) a first frame having the electrophotographic photosensitive drum;
A second frame for supporting the developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum using a developer;
Coupling means for pivotally coupling the second frame to the first frame;
An elastic member that exerts a pressing force between the first frame and the second frame so as to press the developing means against the electrophotographic photosensitive drum;
A rotation stopper for preventing the first frame from rotating in the image forming apparatus main body;
The second frame body receives a force from the electrophotographic image forming apparatus main body for separating the developing means and the electrophotographic photosensitive drum from the electrophotographic image forming apparatus main body at a time other than image formation. And
A mounting portion for detachably mounting a process cartridge in which the force receiving portion, the elastic member, and the rotation stopping portion are disposed on substantially the same radius from the coupling means;
(B) a force applying unit that applies a force necessary for separation to the force receiving unit;
A rotation stop support part for supporting the rotation stop part;
An electrophotographic image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003408794A JP2005172906A (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Process cartridge and electrophotographic image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012027449A (en) * | 2010-06-22 | 2012-02-09 | Canon Inc | Process cartridge and image forming apparatus |
US8160477B2 (en) | 2008-05-27 | 2012-04-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Process cartridge and image forming apparatus |
CN113574468A (en) * | 2019-03-18 | 2021-10-29 | 佳能株式会社 | Electrophotographic image forming apparatus and cartridge |
-
2003
- 2003-12-08 JP JP2003408794A patent/JP2005172906A/en not_active Withdrawn
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