JP2005250185A - Process cartridge and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられるプロセスカートリッジに関するものであり、また、このプロセスカートリッジを用いる画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a process cartridge used for image formation by an electrostatic copying process such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and also relates to an image forming apparatus using the process cartridge.
感光体と画像形成に必要なプロセスを行う、例えば、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等のプロセス手段を一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを採用することによって、各プロセス手段の修理が必要になったときや、寿命を迎えたときに、プロセスカートリッジそのものを交換することで、画像形成装置を継続使用することができるようになった。また、交換作業のみでよいため、サービスマンがユーザのもとでかかる作業時間を短縮することができ、場合によってはサービスマンが出向かなくともユーザーが容易に交換することができるようになった。
この画像形成装置で、高品位の画像を形成するためには、プロセスカートリッジを構成するいずれのプロセス手段も精度良く、かつ 各プロセス主段にひずみが入らないように組み立てなければならない。とくに、クリーニング手段である軽いゴム状のブレードを感光体にひずみが入らないように当接しないと、例えば、画像形成のランニング時にクリーニング不良になり、画像上に黒ベタ部又はハーフトーン部に白い斑点やぼそついた粒状性の粗い異常画像が発生することがある。
By adopting a process cartridge that performs a process necessary for image formation with a photoreceptor, for example, integrally supporting process means such as a charging means, a developing means, and a cleaning means, and detachable from the image forming apparatus main body. The image forming apparatus can be continuously used by replacing the process cartridge itself when it is necessary to repair each process means or when the service life is reached. In addition, since only the replacement work is required, the service person can shorten the work time under the user, and in some cases, the user can easily replace the service person without going to the service person. .
In order to form a high-quality image with this image forming apparatus, any process means constituting the process cartridge must be assembled with high accuracy and without distortion in each process main stage. In particular, if the light rubber blade, which is a cleaning means, is not brought into contact with the photoconductor so as not to be distorted, for example, the cleaning will be poor during image formation running, and the black solid portion or the halftone portion will be white on the image. An abnormal image with speckles or rough graininess may occur.
そこで、特許文献1では、プロセスカートリッジのガイド部、回転決めダボを案内するガイド面を夫々設けて、ガイド部と同軸の突起は本体係合部材と可動体の突き当て部で挟まれて中心位置が定まる。ダボはガイド面の終端までばねに抗して入り、ばねでクリックとプロセスカートリッジを可動体に対して後方への付勢と、終端への付勢をするプロセスカートリッジが開示されている。特許文献2では、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、画像形成装置本体に装着された際に画像形成装置本体の位置決め部に当接して位置決めされるカートリッジ側位置決め部と、を有し、画像形成装置本体に対してプロセスカートリッジが装着位置に装着された際、画像形成装置本体に備えるプロセスカートリッジの装着を検出するカートリッジ検出手段を作動させる検出作用部を前記カートリッジ側位置決め部又はその近傍に有するプロセスカートリッジが開示されている。 Therefore, in Patent Document 1, a guide portion for the process cartridge and a guide surface for guiding the rotation determining dowel are provided, respectively, and the protrusion coaxial with the guide portion is sandwiched between the main body engaging member and the abutting portion of the movable body, and the center position is reached. Is determined. The process cartridge is disclosed in which the dowel enters the end of the guide surface against the spring, and the spring and the click and the process cartridge are urged backward with respect to the movable body and the end is urged. In Patent Document 2, an electrophotographic photosensitive drum, process means acting on the electrophotographic photosensitive drum, and a cartridge that is positioned in contact with a positioning portion of the image forming apparatus main body when mounted on the image forming apparatus main body. A detecting portion for operating cartridge detecting means for detecting the mounting of the process cartridge included in the image forming apparatus main body when the process cartridge is mounted at the mounting position with respect to the image forming apparatus main body. A process cartridge having the cartridge side positioning portion or the vicinity thereof is disclosed.
また、特許文献3では、感光体ドラムの位置決め部とカートリッジ枠体の位置決め部を分離し同軸上に配置する。感光体ドラムの位置決め部を穴にし、本体駆動軸を嵌合させ、この嵌合ガタを30μm以下にする。位置決め部は本体位置決め部に嵌合し、感光体ドラムの駆動系が負荷変動の大きな他の駆動系と切り離すことで、高精度な駆動制御を行なうことができるプロセスカートリッジが開示されている。
特許文献4では、現像枠体の現像ローラの軸線方向一端部近傍に、現像ローラを回転可能に支持する軸受部材を設け、軸受部材にマグネットローラの現像ローラとの相対位置を規定する位置決め部を形成するとともに、現像ローラと同心である略円筒状の突部を突設し、突部には、現像ローラと感光体ドラムの相対位置を規定するための位置決め部と、現像ローラを感光ドラムに対して加圧するための受け面を設けるプロセスカートリッジが開示されている。
In Patent Document 3, the positioning part of the photosensitive drum and the positioning part of the cartridge frame are separated and arranged coaxially. The positioning portion of the photosensitive drum is made into a hole, the main body drive shaft is fitted, and this fitting backlash is set to 30 μm or less. A process cartridge is disclosed in which a positioning unit is fitted into a main body positioning unit, and a driving system of a photosensitive drum is separated from another driving system having a large load fluctuation, whereby high-precision driving control can be performed.
In Patent Document 4, a bearing member that rotatably supports the developing roller is provided in the vicinity of one end in the axial direction of the developing roller of the developing frame, and a positioning portion that defines the relative position of the magnet roller to the developing roller is provided on the bearing member. A substantially cylindrical projection that is concentric with the developing roller, and a positioning portion for defining the relative position of the developing roller and the photosensitive drum, and the developing roller on the photosensitive drum. A process cartridge is disclosed that provides a receiving surface for pressurization.
特許文献5では、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体の端部に固着されたギア部を持つドラムフランジと、前記ドラムフランジが固着された電子写真感光体を回転可能に支持するクリーニング枠体と、を有し、前記ドラムフランジのギア部の側面、上面、プロセスカートリッジの装着方向から見て前面および下面をカバー部材で覆ったプロセスカートリッジが開示されている。
また、特許文献6では、樹脂接合を行うことにより、サイドカバーと現像装置ユニットは、接合前の長手方向の隙間を保持した状態で固定され、感光体ユニットと現像装置ユニットとをねじれやサイドカバーの変形によるトルクアップや回転ムラをなくすことができるプロセスカートリッジが開示されている。
特許文献7では、クリーニング装置をプロセスカートリッジの側板によって支持し、従来より位置精度を高くすることができるプロセスカートリッジが開示されている。
In Patent Document 5, an electrophotographic photosensitive member, process means acting on the electrophotographic photosensitive member, a drum flange having a gear portion fixed to an end portion of the electrophotographic photosensitive member, and the drum flange are fixed. A cleaning frame that rotatably supports the electrophotographic photosensitive member, and a process cartridge in which a side surface, an upper surface, and a front surface and a lower surface of the gear portion of the drum flange as viewed from the mounting direction of the process cartridge are covered with a cover member. It is disclosed.
Further, in Patent Document 6, by performing resin bonding, the side cover and the developing device unit are fixed in a state in which a gap in the longitudinal direction before the bonding is maintained, and the photosensitive unit and the developing device unit are twisted or side cover. A process cartridge is disclosed that can eliminate torque increase and rotational unevenness due to deformation.
Patent Document 7 discloses a process cartridge in which the cleaning device is supported by the side plate of the process cartridge, and the positional accuracy can be improved as compared with the conventional art.
しかしながら、特許文献1及び2では、プロセスカートリッジを画像形成装置に装着するときの精度を向上させたもので、プロセス手段にひずみが入らないように考慮したものではない。
また、特許文献3では、画像形成装置に対するプロセスカートリッジの感光体の位置決め精度向上させたものであって、プロセス手段にひずみが入らないように考慮したものではない。
また、特許文献4では、画像形成装置に対するプロセスカートリッジの現像ローラ等の現像手段の位置決め精度向上させたものであって、プロセス手段にひずみが入らないように考慮したものではない。
また、特許文献5では、クリーニング枠体の側壁の剛性を高めることで、プロセスカートリッジの画像形成装置本体における位置決め精度を向上させたもので、プロセス手段にひずみが入らないように考慮したものではない。
また、特許文献6では、複数の樹脂製枠体を設け、枠体間の固定によって生ずるねじれをなくす結合方法であって、プロセス手段にひずみが入らないように考慮したものではない。
また、特許文献7では、クリーニング装置を側板によって支持することにより精度を上げるようにしたが、各クリーニング手段(クリーニングブレード、マグネットローラ)の保持位置には着目しておらず、より精度の高い構成が望まれる。
However, Patent Documents 1 and 2 improve the accuracy when the process cartridge is mounted on the image forming apparatus, and do not consider the distortion of the process means.
In Patent Document 3, the positioning accuracy of the photosensitive member of the process cartridge with respect to the image forming apparatus is improved, and the process means is not considered so as not to be distorted.
In Patent Document 4, the positioning accuracy of the developing means such as the developing roller of the process cartridge with respect to the image forming apparatus is improved, and the process means is not considered so as not to be distorted.
In Patent Document 5, the positioning accuracy of the process cartridge in the image forming apparatus main body is improved by increasing the rigidity of the side wall of the cleaning frame, and is not considered so as not to cause distortion in the process means. .
Further, Patent Document 6 is a coupling method in which a plurality of resin frame bodies are provided to eliminate torsion caused by fixing between the frame bodies, and is not considered so that distortion does not enter the process means.
In Patent Document 7, the accuracy is improved by supporting the cleaning device by the side plate, but the holding position of each cleaning means (cleaning blade, magnet roller) is not focused, and the configuration is more accurate. Is desired.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、プロセスカートリッジに装着されたプロセス手段にひずみが入らないようにするプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。さらには、クリーニング手段の装着時におけるねじれ、たわみの発生を抑制したプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a process cartridge and an image forming apparatus using the process cartridge that prevent the process means mounted on the process cartridge from being distorted. It is. A further object of the present invention is to provide a process cartridge that suppresses the occurrence of twisting and bending when the cleaning means is mounted and an image forming apparatus using the process cartridge.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
1.本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、像担持体と、前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段を保持し、前記クリーニング手段を前記像担持体へ当接する保持板と、前記像担持体の一方の軸を支持する軸受と、前記保持板を当接する第1当接面とが設けられた第1の側板と、前記像担持体の他方の軸を支持する軸受と、前記保持板を当接する第2当接面とが設けられた第2の側板と、を備えることを特徴とする。
2.また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記クリーニング手段は、クリーニングブレードであることを特徴とする。
3.また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記当接部は、前記軸受の幅内近傍に設けられることを特徴とする。
4.また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記保持板を、前記第1の側板および第2の側板に取り付けた後、他のプロセス手段が取り付けられることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
1. The process cartridge according to the present invention is a process cartridge that is detachable from the image forming apparatus, includes an image carrier, a cleaning unit that removes transfer residual toner on the image carrier, and the cleaning unit. A first side plate provided with a holding plate for contacting means to the image carrier, a bearing for supporting one shaft of the image carrier, and a first contact surface for contacting the holding plate; And a second side plate provided with a bearing that supports the other shaft of the image carrier and a second contact surface that contacts the holding plate.
2. The process cartridge according to the present invention is further characterized in that the cleaning means is a cleaning blade.
3. The process cartridge according to the present invention is further characterized in that the contact portion is provided in the vicinity of the inner width of the bearing.
4). The process cartridge of the present invention is further characterized in that another process means is attached after the holding plate is attached to the first side plate and the second side plate.
5.また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセスカートリッジは、粉体潤滑剤を塗布する塗布手段を備えることを特徴とする。
6.また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記側板はプロセスカートリッジ枠体を備え、前記プロセスカートリッジは、プロセスカートリッジ枠体内に粉体潤滑剤を収納する収納部を備えることを特徴とする。
7.また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記塗布手段は、像担持体に当接しているエラストマー製のブレードを備えることを特徴とする。
8.また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、固定された像担持体上を帯電する帯電手段を備えることを特徴とする。
5). Moreover, the process cartridge of the present invention is further characterized in that the process cartridge further comprises an application means for applying a powder lubricant.
6). The process cartridge according to the present invention is further characterized in that the side plate includes a process cartridge frame, and the process cartridge includes a storage portion for storing a powder lubricant in the process cartridge frame.
7). The process cartridge according to the present invention is further characterized in that the coating means includes an elastomer blade in contact with the image carrier.
8). The process cartridge according to the present invention further includes a charging unit that charges the fixed image carrier.
9.本発明の画像形成装置は、像担持体上に形成された静電潜像をトナーで可視化する画像形成装置であって、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、像担持体と、前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段を保持し、前記クリーニング手段を前記像担持体へ当接する保持板と、前記像担持体の一方の軸を支持する軸受と、前記保持板を当接する第1当接面とが設けられた第1の側板と、前記像担持体の他方の軸を支持する軸受と、前記保持板を当接する第2当接面とが設けられた第2の側板と、を備えるプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。
10.また、本発明の画像形成装置は、さらに、上述の2ないし8のいずれかに記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。
11.また、本発明の画像形成装置は、さらに、現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする。
12.また、本発明の画像形成装置は、さらに、現像手段で用いられるトナーは、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする。
9. An image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier with toner, and includes an process cartridge that is detachable from the image forming apparatus. An image carrier, a cleaning unit that removes transfer residual toner on the image carrier, a holding plate that holds the cleaning unit and contacts the cleaning unit with the image carrier, and one of the image carriers. A first side plate provided with a bearing that supports the shaft, a first contact surface that contacts the holding plate, a bearing that supports the other shaft of the image carrier, and a first side plate that contacts the holding plate. And a second side plate provided with two contact surfaces.
10. The image forming apparatus of the present invention further includes the process cartridge described in any one of 2 to 8 above.
11. Further, in the image forming apparatus of the present invention, the toner used in the developing unit has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn). / Dn) is in the range of 1.00 to 1.40.
12 The image forming apparatus of the present invention is further characterized in that the toner used in the developing means has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180. And
本発明のプロセスカートリッジでは、上記解決するための手段によって、クリーニング手段を像担持体に対して精度良く取り付けることができるプロセスカートリッジを提供でき、また、クリーニングブレードのねじれの発生を防止することで、画像形成動作時のクリーニング不良の発生を抑えることができるという効果を奏するものである。
また、本発明の画像形成装置では、このプロセスカートリッジを用いることで他のプロセスモジュールの装着精度を高めることができ、高品位の画像を長期にわたって得ることができるという効果を奏するものである。
The process cartridge of the present invention can provide a process cartridge in which the cleaning means can be accurately attached to the image carrier by the means for solving the above problem, and by preventing the cleaning blade from being twisted, This is advantageous in that it is possible to suppress the occurrence of defective cleaning during the image forming operation.
In the image forming apparatus of the present invention, the use of this process cartridge can improve the mounting accuracy of other process modules, and can provide an effect that a high-quality image can be obtained over a long period of time.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明はこの発明における最良の形態であって、特許請求の範囲を限定するものではない。
図1は、フルカラー画像を形成する画像形成装置一例を示す断面図である。ここに示した画像形成装置100は、本体内に並列された4個のプロセスカートリッジ200(Y、C、M、K)、無端状の中間転写ベルト62、2次転写ローラ65(図1上に図番を追加してください)、プロセスカートリッジにトナーを供給する各色のトナーボトル59などを備えている。なお、プロセスカートリッジ200は、像担持体10、クリーニング手段であるクリーニングモジュール20、帯電手段である帯電モジュール30、現像手段である現像モジュール50などを備える。
中間転写ベルト62は、各像担持体である感光体10の上方に位置し、中間転写ベルト62の下側の走行辺が各感光体10の周面に当接している。中間転写ベルト62は、各感光体10の表面にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像が重ねて転写される転写材の一例を構成するものである。
各感光体10上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト62に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一である。
感光体10は図2における時計方向に回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電手段である帯電モジュール30によって感光体10が所定の極性に帯電される。帯電後の感光体10には、図1に示した光書き込み装置40から出射する光変調されたレーザビームLが照射され、これによって感光体10に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段である現像モジュール50によって各色のトナー像として可視像化される。
中間転写ベルト62を挟んで、感光体10と反対側に一次転写ローラ61が配置され、この一次転写ローラ61に転写電圧が印加されることにより、感光体10上のトナー像が、回転する中間転写ベルト62上に一次転写される。トナー像転写後の感光体10上に付着する転写残トナーはクリーニング手段であるクリーニングモジュール20によって除去される。クリーニング手段の下流側には感光体10上に潤滑剤を塗布し、感光体10表面の磨耗を低減し、クリーニング性を上げる潤滑剤の塗布手段70を備える。
図1に示すように、画像形成装置本100体内の下部には、例えば転写紙より成る記録媒体を収容した給紙カセットを有する給紙装置130が配置され、所定のタイミングで中間転写ベルト62の部分と、これに対置された二次転写ローラ65との間に給送される。このとき、二次転写ローラ65には図示しない電源から所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト62上の合成トナー像が記録媒体に二次転写される。
合成トナー像を二次転写された記録媒体はさらに上方に搬送されて定着装置90を通り、このとき記録媒体上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置90を通過した記録媒体は、排紙ローラ対によって、画像形成装置本体100の上部の排紙部に排出される。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. The following description is the best mode of the present invention and does not limit the scope of the claims.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an image forming apparatus that forms a full-color image. The
The
The configuration in which a toner image is formed on each photoconductor 10 and the toner image is transferred to the
The
A
As shown in FIG. 1, a
The recording medium onto which the composite toner image has been secondarily transferred is further conveyed upward and passes through the fixing
本実施形態のように、クリーニング手段、帯電手段、現像手段などの各プロセス手段をそれぞれモジュール化し、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外した状態において各プロセスモジュールをモジュール単位で交換できるようにしたので、まだ使えるプロセス手段をプロセスカートリッジの寿命と共に廃棄することによる資源の無駄を防げる。本実施形態によると、ユーザ又はサービスマンはプロセスカートリッジ単位で交換することも、プロセスモジュール単位で交換することもでき、非常に使い勝手がよい。 As in this embodiment, each process means such as a cleaning means, a charging means, and a developing means is modularized so that each process module can be replaced in a module unit with the process cartridge removed from the image forming apparatus main body. The waste of resources due to the disposal of the process means that can still be used with the life of the process cartridge can be prevented. According to the present embodiment, the user or service person can exchange the process cartridge unit or the process module unit, which is very convenient.
図2は、本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。図2に示すように、プロセスカートリッジ200は、プロセスカートリッジ枠体(以下、「枠体」と記すことがある。)210に、少なくとも像担持体である感光体10とクリーニング手段であるクリーニングブレード22とを備えている。なお、クリーニングブレード22は、後述する保持板21、入り口シール23、ハウジング26などと一緒に一体的にされ、クリーニングモジュール20として構成されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a process cartridge according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
図3は、プロセスカートリッジ枠体の構造を示す概略図である。
このプロセスカートリッジ枠体210は、図示手前側の側板220(第1側板)から感光体10の長手方向に一体的に設けられ、帯電モジュール30が取り付けられる位置決め板211、および塗布手段70と粉体潤滑剤を収納する潤滑剤収納部270とで構成される。第1側板220は、感光体10のフランジ13から突出した感光体の回転軸14を軸支するための軸受222244、現像モジュール50を装着するガイド溝223、現像モジュール50を固定する固定穴225、226が設けられている。また、奥側には、感光体10の回転軸14が側板250に組みつけられるときに、感光体10を仮置きするための仮置き部232が設けられる。また、この第1側板220は、後述するクリーニング手段の保持板21を当接する当接部としての第1当接面当接部221が設けられる。
FIG. 3 is a schematic view showing the structure of the process cartridge frame.
The
図4は、プロセスカートリッジ枠体210の奥側に取り付けられる側板250(第2側板)を示す概略図である。第2側板250には、クリーニングモジュール20の保持板21を当接する当接部としての第2当接面当接部251、感光体10の回転軸14が貫通される軸受256、この軸受256を設けるための軸受用穴孔部252、現像スリーブ51のシャフト511が挿入されるシャフト支持部253、供給ローラ54をガイドするガイド溝255が形成される。また、固定穴孔部254はプロセスカートリッジ枠体210の潤滑剤収納部270から突出して形成された、紛体潤滑剤の補給口290が突出する。なお、上述した側板220の第1当接面当接部221と、第2側板250の第2当接面当接部251とにより、クリーニングモジュール20の保持板21の感光体10への当接角度が決定される。
FIG. 4 is a schematic view showing a side plate 250 (second side plate) attached to the back side of the
図5は、このプロセスカートリッジ200に配置される感光体10の前側を示す概略図である。
円筒状の像担持体である感光体10は、図5に示すように、円筒内部の両端にフランジ13、15が設けられ、両フランジを貫通する回転軸14が設けられている。
FIG. 5 is a schematic view showing the front side of the
As shown in FIG. 5, the
図6は、感光体の感光層の構造を示す概略図である。感光体10は、図6に示すように、円筒状のアルミニウム基板11上に感光層12を設ける。感光体10の基板11は、例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属又はこれらの合金を押し出し、引き抜きなどの加工して円筒状の素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した円筒状ドラムに形成されている。感光層12の構造は、電荷発生物質を主成分とする層である電荷発生層121と発生した電荷を感光体表面又は基板11に輸送する電荷輸送層122で構成される。電荷発生層121は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。電荷発生層121には、公知の電荷発生材料を使用することが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ用いられる。中でもアゾ顔料及び/又はフタロシアニン顔料が有効に用いられる。
FIG. 6 is a schematic view showing the structure of the photosensitive layer of the photoreceptor. As shown in FIG. 6, the
また、電荷輸送層122は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、正孔輸送物質としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレンを挙げることができる。また、感光層12を保護するために、保護層123が感光層12の上に設けられることもある。保護層123にはその他、耐摩耗性を向上する目的でフィラーを添加することもできる。特に、フィラーの硬度の点からは、この中でも無機材料を用いることが有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。
The
図7は、本発明のプロセスカートリッジに用いるクリーニングモジュール20の概略構成を示す、(A)は外観斜視図であり、(B)は断面図である。
図7に示すように、クリーニングモジュール20は、クリーニング手段であるクリーニングブレード22、これを保持する保持板21、感光体から回収したトナーが飛散しないようハウジング26内をシールする入り口シール23、回収されたトナーを収納するハウジング26、ハウジング26内に回収されたトナーを画像形成装置100本体内まで搬送する搬送オーガ25が設けられている。なお、保持板21は、長手方向の略中間位置において、ネジ27によりハウジング26を固定している。
また、保持板21の両側には位置決めガイド28として、当接面当接部221、251に設けられる位置決め用の棒状の突起に対応する穴部281と固定ネジ用の穴282が設けられている。なお、位置決めには、これに限定するものではなく、例えば、弾性を有する部材を穴又は窪み状にした部分に押し当てるものでもよい。また、固定には、ネジに限定するものではなく、棒状の突起にEリング等を用いてもよい。
7A and 7B are schematic perspective views of the
As shown in FIG. 7, the
Further, on both sides of the holding
図8は、本発明のクリーニングブレードの配置状態を模式的に示す概略図である。本発明における保持板21へのクリーニングブレード22の固着は、(A)に示すように、クリーニングブレード22を保持する保持板21に対して、保持板21を当接する当接面当接部221、251が同一方向に配設される。しかし、(B)に示すように、クリーニングブレード22を保持する保持板21に対して、保持板21を当接する当接面当接部221、251が反対方向に配設しても良い。しかしながら、本実施形態では(A)に示すクリーニングブレード22の固着方向を採用することにより、クリーニングブレードを固着する接着剤等の厚さ、保持板21の厚さ、クリーニングブレード22自身の厚さの変動によってクリーニングブレード22の感光体10に当接する状態が変動を無視することができ、その分クリーニングブレード22の当接状態のひずみをなくすことができ、クリーニング不良の発生を抑えることができる。
FIG. 8 is a schematic view schematically showing the arrangement state of the cleaning blade of the present invention. In the present invention, the
また、クリーニングブレード22の材質は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等を含むエラストマーを用いる。特に、ウレタンエラストマーが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性の観点から好ましい。また、保持板21は、クリーニングブレード22を感光体上に圧接させることによる撓りを抑えて、ひずみを少なくするため、その断面はL字形状とされている。
また、その材質は、厚み2.0mmのSUS鋼板によりなり、強度を持たせている。なお、保持板21は、鉄板、アルミニウム板、リン青銅等の銅板を用いてもよい。
また、クリーニングブレード22の保持板21への固着は、保持部21に接着剤を塗布し貼り合わせ加熱又は加圧して接着している。しかしながら、両面テープや接着剤による固定なども便宜採用できる。
The
The material is made of a SUS steel plate having a thickness of 2.0 mm and has strength. The holding
In addition, the
図9は、クリーニングブレードの当接条件を示す概略図である。本実施形態のクリーニングブレード22の当接方式は、感光体の回転方向に対してブレードをカウンターに当接するカウンター方式を採用するが、回転方向に対してブレードを順方向に当接するトレーリング方式であってもよい。特に、カウンター方式が好ましく、い。感光体10に対する当接圧が小さくてもクリーニング性が高い。く、感光体10の摩耗が少ない。
また、クリーニングブレード22は、硬度(JIS―A)が、6560〜85°の範囲が好ましい。硬度が6560°未満ではクリーニングブレード22の変形が大きくトナー等のクリーニングが困難になり、硬度が85°を越えると感光体10の摩耗が大きくなり、画像形成装置の寿命を短くする。さらに、クリーニングブレード22の当接条件のうち当接圧は、10〜60gf/cmの範囲にあることが好ましい。当接圧が10gf/cm未満では粒径が2μm未満のトナーのクリーニングが困難であり、60gf/cmを越えるとクリーニングブレード22先端がめくれたりやバウンディングが生じやすくなり、ビビリ等のクリーニング不良が生じやすくなって、クリーニング性が低下する。クリーニングブレードの弾性率は4.5〜10MPa、クリーニングブレード22の自由長は5〜12mm、クリーニングブレード22の厚さは1〜2mm、当接角度は5〜25度、食い込み量は0.1〜2.0mmが好ましい。クリーニングブレード22の当接角度は、当接位置の接線から5〜25°以下の範囲になることが好ましい。当接角度が5°未満ではトナーのすり抜けによるクリーニング不良が発生しやすく、25°を越えるとクリーニング時にブレードまくれが生じることがある。クリーニングブレード22の感光体10への食い込み量は、0.1〜2.0mmの範囲にあることが好ましい。0.1mm未満では、クリーニングブレード22と感光体10の接触する面積が小さく、トナーがすり抜けるクリーニング不良が生じ、2.0mmを越えると感光体10との摩擦力が大きくなりブレードめくれやバウンディングが生じやすくなる。また、ブレードの振動による鳴き、ビビリ等のクリーニング不良が生ずる。
FIG. 9 is a schematic diagram showing contact conditions of the cleaning blade. The contact method of the
The
図10は、現像モジュールを示す概略図である。また、その断面図は図2に示される。図2に示すように、現像モジュール50内には、感光体10に近接するように配置されている現像剤担持体である現像スリーブ51、プロセスカートリッジ200の外部に設けられたトナーボトルおよび供給手段から現像剤が収納されている現像モジュール50にトナーを補給する図示しない補給口、補給されたトナーを磁性キャリアと混合・攪拌する混合スクリュー53、54混合された現像剤を現像スリーブに供給する供給ローラ54、現像スリ−ブ51に供給された現像剤の量を規制する規制部材55が配置されている。また、図10に示すように、現像モジュール50は、現像スリーブ51を回転させる回転軸511、プロセスカートリッジ200に装着するときの位置決めのために現像モジュール本体の上下に突起状に設けたガイド521、522、搬送時における現像剤を外部への漏洩を防止する仕切板561、仕切板561によって仕切って現像剤を収納する現像剤収納部56を設けている。現像剤を収納する現像剤収納部56に設けた仕切板561で封止することで搬送時における現像剤の漏洩を防止し、最初の使用時に、この仕切板561を引いてはずすことで、開封されて、現像剤収納部56から混合・攪拌スクリュー53へ現像剤を供給する。
FIG. 10 is a schematic view showing the developing module. A cross-sectional view thereof is shown in FIG. As shown in FIG. 2, in the developing
現像スリーブ51では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブが回転駆動機構によって回転することで、内部に設けられた磁極によって現像剤が搬送されるようになっている。現像剤の搬送方向における現像領域の上流側部分に配置されている規制部材55によって、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ51上の現像剤量を規制する。
なお、現像剤は、磁性キャリアとトナーによる二成分現像剤の他、磁性一成分現像剤、非磁性一成分現像剤を適宜選択して使用することができ、この場合、現像スリーブの仕様は変えることで対応することができる。
In the developing
In addition to the two-component developer using a magnetic carrier and toner, a magnetic one-component developer and a non-magnetic one-component developer can be appropriately selected and used as the developer. In this case, the specifications of the developing sleeve are changed. It can respond.
図11は、現像モジュールをプロセスカートリッジに位置決め固定する面板を示す概略図である。
面板240は、感光体10の回転軸14を支持する軸受222244の外周に嵌合し、感光体の軸に対して位置決めされる穴部241、現像モジュール50の現像スリーブ51のシャフト511が挿入される挿入部242、面板240をプロセスカートリッジ枠体210の側板220に固定するネジ用の穴243が設けられている。
図12は、プロセスカートリッジ枠体前側の側板に対し、面板により現像モジュールを位置決めしたときの状態を示す図である。感光体10の回転軸14は、図12に示すように、プロセスカートリッジ枠体210の側板220に設けられた軸受222244を貫通することで感光体10の回転軸14が位置決めされている。面板240は、当該軸受244の外周に位置決め穴241が嵌合し、かつ現像スリーブ51のシャフト511に挿入部242が挿入されることにより、感光体10の回転軸14と現像スリーブ51の位置が決定される。このように位置決めがなされた後、固定穴225、226からそれぞれ現像モジュール50のガイド521、522が固定され、現像モジュール50の枠体への固定が行われる。
FIG. 11 is a schematic view showing a face plate for positioning and fixing the developing module to the process cartridge.
The
FIG. 12 is a diagram showing a state when the developing module is positioned by the face plate with respect to the side plate on the front side of the process cartridge frame. As shown in FIG. 12, the rotating
図13は、本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの組み立て図である。本発明のプロセスカートリッジ200は、少なくとも、プロセスカートリッジ枠体210に、これに装着する側板250を用いて、感光体とクリーニングブレード22を組み立てるものであり、そのときに、クリーニングブレード22を備える筐体26とを同時に組み立てることができる。
図13に示すように、プロセスカートリッジ枠体210に、側板220に設ける軸受222244に感光体10のシャフト14を挿入し、さらに、第2側板250の軸受256に感光体10のシャフト14を挿入してからプロセスカートリッジ枠体210の側板230に固定する。さらに、クリーニングブレード22を保持する保持板21に設けるガイド部28をプロセスカートリッジ枠体210の側板220と第2側板250に設けられる第1当接部221、第2当接部251にそれぞれ位置決めして取り付ける。これによって、少ない部品で精度の高い位置決め、ねじれ、たわみの発生の少ない取付が可能になり、プロセスカートリッジ枠体210にひずみは入るのを防ぐことで、画像形成時における各モジュールが高精度を保ったまま動作させることができる。
以下、各モジュール、部分の取付について詳述する。
FIG. 13 is an assembly diagram of a process cartridge according to an embodiment of the present invention. The
As shown in FIG. 13, the
Hereinafter, the mounting of each module and part will be described in detail.
図14は、第2側板に感光体を装着し、枠体奥側に取り付けた状態を示す図である。感光体10の回転軸14は、第2側板250の軸受256に挿通されて位置決めされた後、カップリング141が回転軸14の端部に取り付けられる。カップリング141は、プロセスカートリッジ200の装着時に、画像形成装置100本体側に設けられた駆動手段(図示しない)に係合し、感光体10が回転駆動される。また、クリーニングモジュール20は、側板250の当接面当接部251に保持板21が当接され、上述したとおりガイド281によりガイドされ、固定穴282により固定される。、さらに固定手段257により側板250に固定される。このとき、孔部254からは紛体潤滑剤を補給する補給口290が突出する。さらに、現像モジュール50は、シャフト支持部253から現像スリーブ51のシャフト511が挿入し、供給ローラ54がガイド溝255にガイドされて、側板250との固定がされる。
FIG. 14 is a diagram showing a state in which the photoconductor is mounted on the second side plate and attached to the inner side of the frame. After the
上述したとおり、第1側板220に設けられた第1当接面当接部221と、第2側板250に設けられた第2当接面当接部251とには、クリーニングモジュール20の保持板21を固定すべく、位置決めのための突起とネジ用の穴とが設けられる。従って、保持板21はプロセスカートリッジの両端側、つまりできるだけ長手方向に距離をもって支持できるので、保持板21を安定的に保持でき、保持板21に取り付けられたクリーニングブレード22と感光体10上への当接状態を精度良く取り付けることができる。また、感光体10の回転軸14を支持する軸受244、254は、それぞれ第1当接面当接部221、および第2当接面当接部251は、いずれも感光体10の回転軸14を支持する軸受222、256の幅内であって、かつ、その近傍にあり、保持板21を軸受222、256に向かって固定される。従って、保持板21と軸受に支持された感光体の回転軸に対する距離、および角度の精度を高めることができ、結果的に、保持板21により保持されるクリーニングブレード22と感光体10との当接状態を精度よく取り付けて、ひずみの発生を抑えることができる。また、上述したとおり、保持板21に強度の高い材料(本実施形態では厚さ2.0mmの鋼板)を使用することによりひずみの発生を防止している。
As described above, the first contact
また、保持板21は金属製にして剛性を大きくすることが好ましい。これによって、第1側板220と第2側板250と、プロセスカートリッジ枠体210等の寸法のくるいから、クリーニングブレード22の保持板21を両端で固定したときに生ずるひずみを規制することができる。さらに、本実施形態のように、保持板21を支持する第1側板220と第2側板250とは別部材とすることが好ましい。別部材とすることにより、一体的にすることにより生じる成型時からのひずみの影響を低減することができ、枠体よりも剛性が高い保持板21を基準として、両側板220、250の位置が決定でき、プロセスカートリッジ自体のひずみを少なくして。高精度に組み立てることができる。また、このように、剛性の高い保持板21によりクリーニングモジュール20をプロセスカートリッジ200に取り付けた後、現像モジュール50、帯電モジュール30を取り付けるようにすれば、クリーニングモジュール20の取り付けによるひずみの影響が低減されているため、結果的に、現像モジュール50、帯電モジュール30の取り付けにおけるひずみの発生を防止して、高精度に行うことができる。
また、このクリーニングモジュール20をプロセスカートリッジ枠体210に装着したときに、クリーニングブレード22と感光体10とを高い精度で当接しても、この保持板21を中心に回転する力が作用する。このため、クリーニングモジュール20の回転を抑えるために、さらに、クリーニングモジュール20にプロセスカートリッジ200又は面板240、250に固定する固定部材257を設ける。この固定部材257は、ネジ、ピン等で固定するものであってもよい。
The holding
Further, when the
図15は、潤滑剤の塗布装置を示す概略断面図である。図2及び図15に示すように、潤滑剤の塗布装置70は、クリーニングモジュール20とは別個に設けられ、感光体10上の潤滑剤を薄膜化する膜形成部材71と、潤滑剤を感光体10に供給するフィルム721を備え、感光体10の回転方向に順方向に回転駆動されて感光体上に潤滑剤を供給する供給ローラ722からなる供給部材722と、プロセスカートリッジ枠体210に設けられ潤滑剤を収納する潤滑剤収納部270とからなっている。なお、供給部材722はその構成に限らず、ブラシを金属ローラ表面に設けるなど便宜採用できる。なお、フィルム721は、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂の中から選択される。ブラシは、同様の樹脂の他、摩耗に強く、強度が高いナイロン等のポリアミド樹脂を用いることができる。また、摩擦帯電を防止するために、導電性粉末としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック、黒鉛、または、銅、銀等の金属粉末の導電性粉末を含有させてもよい。具体的には電気抵抗は102〜108Ω・cmの範囲にすることが好ましい。膜形成部材71は、塗布ブレード711とブレード支持部材712とからなっている。塗布ブレード711は、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂のエラストマーをブレード状にして用いる。とくに、弾性が高く、摩耗しにくいウレタン樹脂が好ましい。このブレード支持部材712は、塗布ブレード711を支持する発泡体を配設し、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂による発泡体を用いる。特に、ウレタン発泡体が好ましい。これによって、感光体10を過度に圧接することにより生ずる摩耗を抑え、かつ、潤滑剤の均一な膜を形成することができる。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a lubricant application device. As shown in FIGS. 2 and 15, the
塗布ブレード711の当接条件は、感光体10に当接する方式はカウンター方式でもトレーリング方式でも良い。ブレードによるめくれの発生が少なく、潤滑剤を均一に薄膜化できる。当接圧は5〜30N/m、当接角度は10〜30°の範囲にする。食い込み量等の他の条件は、ブレードの弾性率により適宜決定することができる。ただし、硬度の低い潤滑剤を薄層化するものであり、クリーニングにおけるクリーニングブレード22の当接条件と比較して当接圧等は低くする。
この塗布装置70は、供給部材72が潤滑剤収納部270にある潤滑剤を供給ローラ部材722のフィルム721に乗せて、感光体10に潤滑剤を供給し、感光体10に当接された塗布ブレード711で潤滑剤を薄層化して塗布する。これによって、感光体10の摩擦係数を低くすることができ、トナーの転写率を向上させて廃棄するトナー量を減少させることができる。
さらに、感光体10の表面の摩擦係数を小さくすることによって、クリーニングしにくい球形形状のトナーであってもクリーニングすることができる。また、潤滑剤の薄層形成を塗布ブレード711で行うことで、不必要な潤滑剤は塗布ブレード711でせき止められ、感光体10に薄膜を形成する量をできるだけ少なくすることで最小厚さの膜を形成することができる。また、このときに、薄層にならなかった潤滑剤は、塗布ブレード711上からこぼれて潤滑剤収納部270に戻るので、潤滑剤を長く使用することができる。
Regarding the contact condition of the coating blade 711, the method of contacting the
In the
Further, by reducing the coefficient of friction of the surface of the
潤滑剤としては、例えば、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−オキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。特に、感光体10の摩擦を低減する効果の大きい脂肪酸金属塩であって、脂肪酸としてステアリン酸、金属として亜鉛、又はカルシウムを用いるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムが一層好ましい。
また、潤滑剤は、粉体状であって、体積平均粒径が、0.1〜3.0mmの範囲にあるものを用いる。成型した潤滑剤では、ブラシで強く摺擦して粉体状に掻き取り感光体10に供給しなければならず、ブラシの寿命が短くなり、また、駆動させるための軸、ギアの強度を高くしなければならず、製造上のコスト低減が困難である。粉体状の潤滑剤を用い、ることで、供給部材72の寿命を長くして、塗布装置70の使用期間をのばすことができる。また、粉体状潤滑剤の体積平均粒径を小さくすることで、塗布ブレード711による薄層化を容易にすることができる。0.1mm未満では、薄層化されることなく塗布ブレード711をすり抜けてしまう。3.0mmを越えると、塗布ブレード711でクリーニングされてしまい、薄層化することができない。
Examples of the lubricant include fatty acid metals such as lead oleate, zinc oleate, copper oleate, zinc stearate, cobalt stearate, iron stearate, copper stearate, zinc palmitate, copper palmitate and zinc linolenate. Fluorine such as salts, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polytrifluorochloroethylene, dichlorodifluoroethylene, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, tetrafluoroethylene-oxafluoropropylene copolymer Based resins. In particular, fatty acid metal salts having a large effect of reducing the friction of the
The lubricant used is in the form of powder and has a volume average particle size in the range of 0.1 to 3.0 mm. The molded lubricant must be rubbed strongly with a brush and scraped into a powder form to be supplied to the
図16は、帯電モジュールの構成を示す概略図であり、(A)は外観斜視図であり、(B)は外観側面図である。
帯電モジュール30は、図16に示すように、感光体10に対向して配設される帯電部材31、帯電部材31の端部に固定される図示しないギア37、帯電部材31が振動するのを防止するバネ材32、帯電部材31の汚れを除去する帯電クリーニングローラ33、クリーニングローラ33の軸受37、帯電クリーニングローラ33を帯電部材31に当接するよう押圧するバネ材38、感光体10との間隙を設けるためのスペーサ部材34、帯電部材31の端部に付けられ、帯電部材31を帯電モジュール30のハウジングに支持する支持部材35、これらを収納するハウジング39からなっている。帯電部材31のギア37は後述の駆動機構により回転駆動され、帯電クリーニングローラ33は帯電部材31に連れ回るよう、回転自在に軸支されている。支持部材35は、バネ材32により、ハウジング39から離間する方向(感光体のドラム軸に向かう方向)へ押圧され、ハウジング39に形成された規制部材により移動を規制される。この構成により、帯電モジュール30のプロセスカートリッジ200への装着時、帯電部材31は、スペーサ部材34によって感光体10と適切な距離を保ち、かつ帯電部材31が振動することを防止する。また、帯電モジュール30の取り外し時には、帯電モジュール30自体での取り扱いを可能とする。
また、帯電部材31は、駆動機構により駆動させるようにしたが、感光体10の駆動によって従動するよう構成してもよい。
16A and 16B are schematic views showing the configuration of the charging module, where FIG. 16A is an external perspective view, and FIG. 16B is an external side view.
As shown in FIG. 16, the charging
Further, although the charging
図17は、プロセスカートリッジに取り付ける前における帯電モジュールのバネ材の付勢位置を示した模式図である。図示のとおり、帯電クリーニングローラ33がバネ材38により付勢される方向は、帯電部材31がバネ材32により付勢されてハウジング内に規制された位置における帯電部材31の回転中心から距離Xだけずれている。したがって、帯電モジュール30の取り付け前において、帯電クリーニングローラ33が帯電部材31に圧接されることによる変形を低減する。また、帯電モジュール30の取り付けされた後は、帯電部材31が感光体10に押圧されてバネ部材32が縮むことにより、帯電クリーニングローラ33が帯電部材31の回転中心に向かう方向に付勢される。したがって、帯電クリーニングローラ33と帯電部材31が適切に当接され、クリーニング性が良好となる。
FIG. 17 is a schematic diagram showing the biasing position of the spring material of the charging module before being attached to the process cartridge. As shown in the drawing, the
図1821は、帯電部材の構造を示す概略図である。図18は、帯電部材の構造を示す概略図である。この帯電モジュール30は、帯電部材31はを適宜な形態に構成できるが、ローラ状が好ましい。この帯電ローラ31は、中心に金属製芯金による軸部311、その外側に中抵抗層313と最外層に表面層314とを有する本体部312からなる構造をしている。軸部311は、例えば、直径が8〜20mmのステンレス、アルミニウムの高い剛性と導電性を有している金属製又は1×103Ω・cm以下、好ましくは1×102Ω・cm以下で高い剛性を有する導電性の樹脂等で構成される。中抵抗層313は、1×105Ω・cm〜1×109Ω・cmの体積抵抗率で、1〜2mm程度の厚さにすることが好ましい。表面層314は、1×106Ω・cm〜1×1012Ω・cmの体積抵抗率で、10μm程度の厚さが好ましい。表面層314の体積抵抗率は、中抵抗層313の電気抵抗率より高くすることが好ましい。ここで、本体部312は、中抵抗層313と表面層31との2層構造で示したが、特にこの構造に限定されるものではなく、単層でも3層であっても良い。
また、帯電クリーニングローラ33は、メラミンフォームなどの樹脂発泡体を採用したが、ブラシやローラなどによりクリーニングしてもよい。
FIG. 1821 is a schematic view showing the structure of the charging member. FIG. 18 is a schematic view showing the structure of the charging member. In the
The charging
帯電ローラ31と感光体10との間隙は、スペーサ部材34により100μm以下、特に、20〜50μmの範囲にする。これにより、帯電モジュール30の作動時における異常画像の形成を抑えることができる。この間隙は、プロセスカートリッジ200と帯電モジュール30を固定するプロセスカートリッジ枠体210に嵌合部を設けて調整してもよい。また、帯電ローラ31は摩擦係数の低い樹脂による軸受に設けるバネ材32により感光体10表面方向に押圧されている。これにより、機械的振動、芯金の偏位があっても一定の間隙を形成することができる。
The gap between the charging
図19は、側板の内側に設けられたギア列を示す概略図である。上述したとおり、感光体10は装置本体から回転駆動される。感光体10の回転軸14に設けられた感光体ギア10aの回転は、搬送オーガギア25a、25b、25cにより伝達されて搬送オーガ25を回転する。搬送オーガ25は回転駆動されることにより、クリーニングモジュール20のハウジング26内に回収された回収トナーをプロセスカートリッジ外に搬送する。さらに、感光体ギア10aの回転は、供給部材72a、72b、72cにより伝達されて供給部材72を回転駆動することにより、感光体10表面に潤滑剤を供給する。さらに、感光体ギア10aの回転は、帯電部材ギア37a、37bにより伝達されて帯電部材37を回転駆動することにより、感光体10表面に均一に帯電を行う。
なお、本実施形態では、潤滑剤を供給する供給部材72の回転速度は、感光体10の回転速度よりも早く設定している。したがって、感光体10表面への潤滑剤塗布量が不足することはない。しかしながら、ギア比を調整することにより、感光体の回転速度と供給部材の回転速度を調整し、潤滑剤塗布量を適当になるよう設定することができる。
FIG. 19 is a schematic view showing a gear train provided inside the side plate. As described above, the
In this embodiment, the rotation speed of the
また、この他に、プロセスカートリッジ200には、検知手段としては、プロセスカートリッジ200内の温湿度を検知するための温湿度センサ、感光体10の電位を検知する電位センサ、現像後の感光体10上の現像されたトナー量を検知するトナー濃度センサを設けることができる。さらに、例えば、転写前除電装置、クリーニング前除電装置を設けてもよい。
In addition, the
本発明のプロセスカートリッジ200は、少なくとも、感光体10とクリーニング手段であるクリーニングブレード21とが一体に支持されて、画像形成装置100に着脱可能なプロセスカートリッジ200である。このプロセスカートリッジ200では、クリーニングブレード21の取付精度を高くすることができ、クリーニング性を向上させ、クリーニング不良の発生を遅らすことができる。さらに、クリーニングブレード21の装着の精度を高くしてひずみを少なくすることで、他のプロセスモジュールの装着における精度を高めることができ、現像モジュール50の装着、また、感光体10と現像モジュール50との間隙の精度を高くすることができ、高品位の画像を得ることができる。また、感光体10と帯電モジュール30との間隙の精度を高くすることで、オゾン、放電生成物の発生を抑えることで、感光体10の寿命を延ばすことができる。また、クリーニングブレード21の装着時におけるひずみを防止することで、画像形成時におけるブレードのめくれ、ビビリ等の異常音の発生を抑えることができる。
また、本発明の画像形成装置100では、このようなプロセスカートリッジ200を用いることで、高品位の画像を長期にわたって安定して供給することができる。
The
Further, in the
次に、本発明の画像形成装置100に好適に使用されるトナーについて説明する。600dpi以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は3〜8μmが好ましい。体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)は1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。(Dv/Dn)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Next, toner that is preferably used in the
トナーの形状係数SF−1は100〜180、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図20は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π) ・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. FIG. 20 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) Formula (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner onto the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π) (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated.
When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
10 像担持体(感光体)
11 アルミニウム基板
12 感光層
121 電荷発生層
122 電荷輸送層
123 保護層
13 前側フランジ
14 奥側フランジ
141 カップリング
15 シャフト
16 カップリング
17 ギア
20 クリーニングモジュール
21 保持板
22 クリーニングブレード
23 フィルム
24 残トナー収納部
25 搬送オーガ
26 筐体
27 ネジ
28 位置決めガイド
281 ガイド
282 固定穴
30 帯電モジュール
31 帯電部材(帯電ローラ)
32 バネ材
33 帯電クリーニングローラ
34 スペーサ部材
35 バネ支持部材
36 軸受
39 ハウジング
40 露光装置
50 現像モジュール
51 現像スリーブ
511 回転軸
521、522 ガイド
53 混合ローラ
54 供給ローラ
55 規制部材
56 現像剤収納部
561 仕切板
60 転写装置
61 第1転写ローラ
62 中間転写ベルト
62、63、64 回転ローラ
65 テンションローラ
70 塗布装置
71 膜形成部材
711 薄層化ブレード
712 支持部材
72 供給部材
721 フィルム
90 定着装置
100 画像形成装置
110 読取部
120 画像形成部
130 給紙部
200 プロセスカートリッジ
210 プロセスカートリッジ枠体
211 補強板
220 第1側板
221 第1当接部
222 軸受
225、226 固定穴
230 側板
240 面板
241 第1当接部
242 挿入部
244 軸受
250 第2側板
251 第2当接部
252 軸受用穴孔部
253 シャフト支持部
254 固定穴孔部
255 ガイド溝
256 軸受
257 固定手段
270 潤滑剤収納部
10 Image carrier (photoreceptor)
11
30
32
65
Claims (12)
像担持体と、
前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段と、
前記クリーニング手段を保持し、前記クリーニング手段を前記像担持体へ当接する保持板と、
前記像担持体の一方の軸を支持する軸受と、前記保持板を当接する第1当接面とが設けられた第1の側板と、
前記像担持体の他方の軸を支持する軸受と、前記保持板を当接する第2当接面とが設けられた第2の側板と、を備える
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 image forming apparatus,
An image carrier;
Cleaning means for removing transfer residual toner on the image carrier;
A holding plate for holding the cleaning means and abutting the cleaning means against the image carrier;
A first side plate provided with a bearing that supports one shaft of the image carrier and a first contact surface that contacts the holding plate;
A process cartridge comprising: a bearing that supports the other shaft of the image carrier; and a second side plate provided with a second contact surface that contacts the holding plate.
前記クリーニング手段は、クリーニングブレードである
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,
The process cartridge is a cleaning blade.
前記当接面当接部は、前記軸受の幅内近傍に設けられる
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The process cartridge according to claim 2, wherein
The process cartridge, wherein the contact surface contact portion is provided in the vicinity of the width of the bearing.
前記保持板を、前記第1の側板および第2の側板に取り付けた後、他のプロセス手段が取り付けられる
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The process cartridge according to any one of claims 1 to 3,
After the holding plate is attached to the first side plate and the second side plate, another process means is attached. Process cartridge.
前記プロセスカートリッジは、粉体潤滑剤を塗布する塗布手段を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The process cartridge according to any one of claims 1 to 4,
The process cartridge includes application means for applying a powder lubricant.
前記側板はプロセスカートリッジ枠体を備え、
前記プロセスカートリッジは、プロセスカートリッジ枠体内に粉体潤滑剤を収納する収納部を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The process cartridge according to claim 5,
The side plate includes a process cartridge frame,
The process cartridge includes a storage portion for storing a powder lubricant in a process cartridge frame.
前記塗布手段は、像担持体に当接しているエラストマー製のブレードを備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The process cartridge according to claim 5 or 6,
The process cartridge includes an elastomer blade in contact with the image carrier.
前記プロセスカートリッジは、固定された前記像担持体上を帯電する帯電手段を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The process cartridge according to any one of claims 1 to 7,
The process cartridge includes a charging unit that charges the fixed image carrier.
前記画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段を保持し、前記クリーニング手段を前記像担持体へ当接する保持板と、前記像担持体の一方の軸を支持する軸受と、前記保持板を当接する第1当接面とが設けられた第1の側板と、前記像担持体の他方の軸を支持する軸受と、前記保持板を当接する第2当接面とが設けられた第2の側板と、を備えるプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for visualizing an electrostatic latent image formed on an image carrier with toner, the image forming apparatus including a process cartridge that is detachable from the image forming apparatus.
The image forming apparatus includes: an image carrier; a cleaning unit that removes transfer residual toner on the image carrier; a holding plate that holds the cleaning unit and contacts the cleaning unit with the image carrier; A bearing that supports one shaft of the image carrier, a first side plate provided with a first contact surface that contacts the holding plate, a bearing that supports the other shaft of the image carrier, and An image forming apparatus comprising: a process cartridge including: a second side plate provided with a second contact surface that contacts the holding plate.
前記画像形成装置は、請求項2ないし8のいずれかに記載のプロセスカートリッジを備えた
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9.
An image forming apparatus comprising the process cartridge according to claim 2.
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