JP2014115349A - Process unit and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも1つを備えた複合機等の画像形成装置、該画像形成装置に装着されるプロセスユニットに関する。 The present invention relates to a copying machine, a printer, a facsimile machine, a plotter, an image forming apparatus such as a multifunction machine provided with at least one of them, and a process unit mounted on the image forming apparatus.
従来より、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体(感光体ドラム)に形成された静電潜像を現像するのに様々な方式の現像装置が使用されている。
このような現像装置としては、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用した二成分現像方式の現像装置の他に、キャリアを用いずに現像剤としてトナーだけを使用した一成分現像方式の現像装置が知られている。
一成分現像方式の現像装置においては、現像剤担持体(現像ローラ)の表面に保持された現像剤を静電潜像が形成された像担持体の表面に接触させて現像を行う接触式の現像装置が知られている。
その他に、現像剤担持体を像担持体と所要間隔を介して対向するように設けた非接触式の現像装置も知られている。
非接触式では、現像剤担持体に交番電圧を印加して、現像剤担持体と像担持体との間に交番電界を作用させ、現像剤担持体の表面に保持された現像剤を静電潜像が形成された像担持体に供給して現像を行うようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in image forming apparatuses such as copying machines and printers, various types of developing devices are used to develop an electrostatic latent image formed on an image carrier (photosensitive drum).
As such a developing device, in addition to a two-component developing type developing device using a developer containing toner and a carrier, a one-component developing type developing device using only toner as a developer without using a carrier. It has been known.
In a one-component developing type developing device, a contact-type developing device that performs development by bringing a developer held on the surface of a developer carrier (developing roller) into contact with the surface of an image carrier on which an electrostatic latent image is formed. A developing device is known.
In addition, there is also known a non-contact type developing device in which a developer carrying member is provided so as to face an image carrying member with a predetermined interval.
In the non-contact type, an alternating voltage is applied to the developer carrying member to cause an alternating electric field to act between the developer carrying member and the image carrying member, so that the developer held on the surface of the developer carrying member is electrostatically charged. Development is performed by supplying the image carrier to which the latent image is formed.
現像剤担持体としては、一般的には、ゴム等で弾性層を形成したものや、金属の表面をブラスト処理して粗さを付けたようなローラが用いられる。
一成分現像において、像担持体と現像剤担持体の駆動条件は、採用する現像方式、材質、現像剤、両担持体の大きさ等によって要求がさまざま変化する。
必要な駆動条件を得ようとすると、像担持体と現像剤担持体の回転数があまりにも違いすぎて、一つの駆動モータ、一つの駆動ギヤ列だけで対処しようとするとレイアウトが破綻してしまうことがある。
対策として、モータを複数個配置して像担持体と現像剤担持体とを別々に駆動したり、プロセスユニットに駆動を伝える前に駆動ギヤ列を分岐させて装置本体側で長大なギヤ列を組んで駆動する方法がある。
As the developer carrying member, generally, a roller in which an elastic layer is formed of rubber or the like, or a roller in which a metal surface is blasted to be roughened is used.
In the one-component development, the requirements for driving conditions of the image carrier and the developer carrier vary depending on the development method employed, the material, the developer, the size of both the carriers, and the like.
When trying to obtain the required drive conditions, the rotation speed of the image carrier and the developer carrier is too different, and the layout breaks down if only one drive motor and one drive gear train are used. Sometimes.
As a countermeasure, a plurality of motors can be arranged to drive the image carrier and developer carrier separately, or the drive gear train can be branched before transmitting the drive to the process unit so that a long gear train can be provided on the main body side. There is a method of driving in combination.
しかしながら、モータを数多く配置すればそれだけコストアップに直結しやすい。
プロセスユニットの手前で駆動ギヤ列を分岐させる方式では、ギヤの個数が多くなりエネルギ伝達損失が大きくなりやすいと言う問題がある。
像担持体の軸上ギヤで現像剤担持体の軸上ギヤを直接駆動できれば一番良いが、前述の狙いの駆動条件を必ずしも満たせるとは限らない。
この直接駆動の構成を用いるためには、現像剤、現像剤担持体の材質など他の部分のチューニングでしか直す手段がなく、最適条件の探索に多大な時間とコストがかかってしまう虞がある。
また、プロセスユニットのフレームや現像剤担持体は、環境変化により収縮等して像担持体と現像剤担持体との当接条件が変化する場合がある。
当接条件が変化すると、バンディングやカスレ等の異常画像の発生を招来する。
このため、バネ付勢などにより一定荷重をかけて像担持体に対し現像剤担持体を加圧する構成を取ることで、上記問題を回避する必要が生じる場合がある。
しかしながら、このようにした場合、現像装置の位置または姿勢が環境により変化することになり、プロセスユニット内で像担持体から現像剤担持体へと駆動をつなぐ部分において軸間距離の環境変動を加味した設計が必要となる。
However, if a large number of motors are arranged, it is easy to directly increase the cost.
The method of branching the drive gear train in front of the process unit has a problem that the number of gears increases and energy transmission loss tends to increase.
Although it is best if the axial gear of the developer carrier can be directly driven by the axial gear of the image carrier, the above-mentioned target driving condition is not always satisfied.
In order to use this direct drive configuration, there is only means for correcting by tuning other parts such as the developer and the material of the developer carrier, and it may take a lot of time and cost to search for optimum conditions. .
Further, the contact condition between the image carrier and the developer carrier may change due to shrinkage or the like of the frame of the process unit or the developer carrier due to environmental changes.
If the contact condition changes, abnormal images such as banding and blurring are generated.
For this reason, it may be necessary to avoid the above-described problem by adopting a configuration in which a constant load is applied to the image carrier by applying a constant load such as a spring bias.
However, in this case, the position or orientation of the developing device changes depending on the environment, and the environmental variation of the inter-axis distance is taken into account in the portion where the drive from the image carrier to the developer carrier is performed in the process unit. Design is required.
本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、像担持体と現像剤担持体との間における任意の駆動条件を満足できるギヤ列を実現しつつ、バンディングやカスレ等の異常画像の発生を抑制でき、レイアウトの自由度の向上にも寄与できるプロセスユニットの提供を、その主な目的する。 The present invention was devised in view of such a current situation, and realizes a gear train that can satisfy an arbitrary driving condition between an image carrier and a developer carrier, and an abnormal image such as banding or blurring. Its main purpose is to provide a process unit that can suppress the occurrence of the occurrence and contribute to the improvement of the flexibility of layout.
上記目的を達成すべく、本発明は、像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により可視像化する現像装置と、を有し、前記現像装置は、前記像担持体と対向する位置に配置され、現像剤を担持した状態で回転することにより現像剤を前記像担持体へ搬送する現像剤担持体を有するプロセスユニットにおいて、前記像担持体を回転可能に支持する第1の支持部材と、前記現像装置を回転可能に支持し、1つの回転支点を中心に回動自在に設けられた第2の支持部材と、前記像担持体に対し前記現像剤担持体を一定の加圧力で加圧するように、第2の支持部材に付勢力を付与する付勢手段と、前記像担持体の回転軸上に設けられた第1のギヤと、前記現像剤担持体の回転軸上に設けられた第2のギヤと、前記像担持体からの駆動力を前記現像剤担持体へ伝達可能に、第1のギヤと第2のギヤとの間に設けられる1つ以上のアイドラギヤと、を備え、前記アイドラギヤのうち少なくとも1つは、前記像担持体に対して軸位置を固定されており、前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、駆動力伝達方向の下流側において該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとは、これらの軸間距離が、前記一定の加圧力で加圧されているときの前記像担持体と前記現像剤担持体との位置関係になったときに狙いの軸間距離になるように配置されており、前記回転支点は、前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとの歯面が互いに受ける力のベクトルと同一直線上に位置することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes an image carrier and a developing device that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer. In a process unit having a developer carrier that is arranged at a position facing the image carrier and rotates while carrying the developer, the image carrier is rotated. A first support member that can be supported; a second support member that rotatably supports the developing device; and that is rotatably provided around one rotation fulcrum; and the development with respect to the image carrier. An urging means for applying an urging force to the second support member so as to pressurize the agent carrier with a constant pressure, a first gear provided on the rotation shaft of the image carrier, and the development A second gear provided on the rotation shaft of the agent carrier, and a drive from the image carrier. One or more idler gears provided between a first gear and a second gear so that force can be transmitted to the developer carrier, wherein at least one of the idler gears is the image carrier. An idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier, and a gear adjacent to the idler gear on the downstream side in the driving force transmission direction, the developer carrier The idler gear or the second gear whose axial position is fixed with respect to the distance between the image carrier and the developer carrier when the distance between the shafts is pressurized with the constant pressure. The rotational fulcrum is an idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier and a gear adjacent to the idler gear. The developer Wherein the tooth surface of the shaft position is fixed idler or the second gear is positioned in the force vector collinear to receive each other with respect to lifting member.
また、本発明は、像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により可視像化する現像装置と、を有し、前記現像装置は、前記像担持体と対向する位置に配置され、現像剤を担持した状態で回転することにより現像剤を前記像担持体へ搬送する現像剤担持体を有する画像形成装置において、前記像担持体を回転可能に支持する第1の支持部材と、前記現像装置を回転可能に支持し、1つの回転支点を中心に回動自在に設けられた第2の支持部材と、前記像担持体に対し前記現像剤担持体を一定の加圧力で加圧するように、第2の支持部材に付勢力を付与する付勢手段と、前記像担持体の回転軸上に設けられた第1のギヤと、前記現像剤担持体の回転軸上に設けられた第2のギヤと、前記像担持体からの駆動力を前記現像剤担持体へ伝達可能に、第1のギヤと第2のギヤとの間に設けられる1つ以上のアイドラギヤと、を備え、前記アイドラギヤのうち少なくとも1つは、前記像担持体に対して軸位置を固定されており、前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、駆動力伝達方向の下流側において該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとは、これらの軸間距離が、前記一定の加圧力で加圧されているときの前記像担持体と前記現像剤担持体との位置関係になったときに狙いの軸間距離になるように配置されており、前記回転支点は、前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとの歯面が互いに受ける力のベクトルと同一直線上に位置することを特徴とする。 The present invention further includes an image carrier and a developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and the developing device includes the image carrier. In an image forming apparatus having a developer carrier that is disposed at a position opposite to the substrate and conveys the developer to the image carrier by rotating while carrying the developer, the image carrier is rotatably supported. A first support member, a second support member that rotatably supports the developing device, and that is rotatably provided around one rotation fulcrum; and the developer carrier relative to the image carrier. An urging means for applying an urging force to the second support member so as to pressurize with a constant pressing force, a first gear provided on the rotation shaft of the image carrier, and a developer carrier A second gear provided on the rotating shaft and the driving force from the image carrier to carry the developer One or more idler gears provided between the first gear and the second gear so as to be able to transmit to the at least one of the idler gears, and at least one of the idler gears has a fixed axial position with respect to the image carrier. An idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier, and a gear adjacent to the idler gear on the downstream side in the driving force transmission direction, the axial position being fixed with respect to the developer carrier. The idler gear or the second gear, when the distance between the axes is the positional relationship between the image carrier and the developer carrier when the constant pressure is applied. The rotation support point is an idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier, and a gear adjacent to the idler gear, the developer carrier. Axis position with respect to Wherein the tooth surface of the fixed idler gear or the second gear is positioned in the receiving power of the vector collinear with each other.
本発明によれば、像担持体と現像剤担持体とを駆動する機構を有するプロセスユニット又は画像形成装置において、任意の駆動条件を満足できるギヤ列を実現しつつ、バンディングやカスレ等の異常画像の発生を抑制でき、レイアウトの自由度の向上にも寄与することができる。 According to the present invention, in a process unit or an image forming apparatus having a mechanism for driving an image carrier and a developer carrier, an abnormal image such as banding or blurring is realized while realizing a gear train that can satisfy an arbitrary driving condition. Generation can be suppressed, and the layout can be improved.
以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ100の要部の概略断面図である。
プリンタ100は、プロセスユニットとしての4つのプロセスカートリッジ1、複数の支持ローラに掛け回されて矢印A方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト7、露光手段としての露光装置6、定着装置12等を備えている。
各プロセスカートリッジ1はプリンタ本体(以下、「画像形成装置本体」とも言う)に着脱自在となっている。
ここで、「プロセスユニット」とは、現像装置と、感光体とが一体的に組み付けられているものを言う。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a printer 100 as an image forming apparatus according to the present embodiment.
The printer 100 includes four process cartridges 1 as process units, an intermediate transfer belt 7 as an intermediate transfer member that is wound around a plurality of support rollers and moves in the direction of arrow A, an exposure device 6 as exposure means, and a
Each process cartridge 1 is detachably attached to a printer main body (hereinafter also referred to as “image forming apparatus main body”).
Here, the “process unit” refers to a unit in which a developing device and a photoconductor are assembled together.
図2は、4つのプロセスカートリッジ1のうちの一つの拡大断面図である。
各プロセスカートリッジ1は、像担持体としての感光体ドラム2、帯電部材3、感光体ドラム2上に形成された静電潜像を現像剤により可視像化する現像装置4、及び、像担持体クリーニング部材5を一体的に支持してユニット化した構成となっている。
各プロセスカートリッジ1は、それぞれ不図示のストッパを解除することにより、画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of one of the four process cartridges 1.
Each process cartridge 1 includes a
Each process cartridge 1 can be attached to and detached from the image forming apparatus main body by releasing a stopper (not shown).
感光体ドラム2は、図中の矢印で示すように、時計回り方向に回転する。
帯電部材3は、ローラ状の帯電ローラで、感光体ドラム2の表面に圧接されており、感光体ドラム2の回転により従動回転する。
作像時には、帯電部材3には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体ドラム2の表面を帯電する。
ここでは、帯電部材3として、感光体ドラム2の表面に接触するローラ状の部材を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いても良い。
The
The charging member 3 is a roller-shaped charging roller, is pressed against the surface of the
At the time of image formation, a predetermined bias is applied to the charging member 3 by a high voltage power source (not shown) to charge the surface of the
Here, a roller-shaped member that contacts the surface of the
露光装置6は、感光体ドラム2の表面に対して画像情報に基づいて露光し、感光体ドラム2の表面に静電潜像を形成する。
本実施形態では、露光装置としてレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式のものを用いているが、露光手段としてはLEDアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
像担持体クリーニング部材5は、中間転写ベルト7と対向する位置を通過した感光体ドラム2の表面上に転写後に残留する現像剤のクリーニングを行う。
4つのプロセスカートリッジ1は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体ドラム2上に形成する。
The exposure device 6 exposes the surface of the
In the present embodiment, a laser beam scanner system using a laser diode is used as the exposure device, but other configurations such as an LED array may be used as the exposure means.
The image
The four process cartridges 1 form toner images for the respective colors of yellow, cyan, magenta, and black on the
4つのプロセスカートリッジ1は、中間転写ベルト7の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体ドラム2上に形成されたトナー像は中間転写ベルト7に順に重ね合わせるように転写される。
図1に示すように、各感光体ドラム2に対して中間転写ベルト7を挟んで対向する位置には一次転写ローラ8が配置されている。
一次転写ローラ8には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体ドラム2との間で一次転写電界を形成する。
感光体ドラム2と一次転写ローラ8との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体ドラム2の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト7の表面に転写される。
The four process cartridges 1 are arranged in parallel in the surface movement direction of the intermediate transfer belt 7, and the toner images formed on the respective
As shown in FIG. 1, a primary transfer roller 8 is disposed at a position facing each
A primary transfer bias is applied to the primary transfer roller 8 by a high voltage power supply (not shown), and a primary transfer electric field is formed between the primary transfer roller 8 and the
By forming a primary transfer electric field between the
中間転写ベルト7を支持する複数の支持ローラのうち一つが不図示の駆動モータによって回転することにより中間転写ベルト7が矢印A方向に移動する。
中間転写ベルト7の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト7の表面上にフルカラー画像が形成される。
4つのプロセスカートリッジ1が中間転写ベルト7と対向する位置に対して、中間転写ベルト7の移動方向下流側には、支持ローラの一つである二次転写対向ローラ9aに対して中間転写ベルト7を挟んで対向する位置に二次転写ローラ9が配置されている。
二次転写ローラ9は中間転写ベルト7との間で二次転写ニップを形成する。
二次転写ローラ9と二次転写対向ローラ9aとの間に所定の電圧が印加されて二次転写電界が形成される。
これにより、矢印B方向に搬送される記録媒体としての転写紙Pが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト7の表面上に形成されたフルカラー画像が転写紙Pに転写される。
One of the plurality of support rollers that support the intermediate transfer belt 7 is rotated by a drive motor (not shown), so that the intermediate transfer belt 7 moves in the direction of arrow A.
A toner image of each color is sequentially superimposed and transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 7, thereby forming a full color image on the surface of the intermediate transfer belt 7.
With respect to the position where the four process cartridges 1 face the intermediate transfer belt 7, the intermediate transfer belt 7 is located on the downstream side in the movement direction of the intermediate transfer belt 7 with respect to the secondary transfer facing roller 9 a that is one of the support rollers. The
The
A predetermined voltage is applied between the
Thereby, when the transfer paper P as a recording medium conveyed in the direction of arrow B passes through the secondary transfer nip, the full-color image formed on the surface of the intermediate transfer belt 7 is transferred to the transfer paper P.
二次転写ニップに対して、転写紙Pの搬送方向下流側には、定着装置12が配置されている。
二次転写ニップを通過した転写紙Pは定着装置12に到達し、定着装置12における加熱及び加圧によって転写紙P上に転写されたフルカラー画像が定着される。
画像が定着された転写紙Pは、図示しない排紙トレイに排紙される。
一方、二次転写ニップで転写紙Pに転写されず中間転写ベルト7の表面に残留した現像剤は、転写ベルトクリーニング装置11によって回収される。
A fixing
The transfer paper P that has passed through the secondary transfer nip reaches the fixing
The transfer paper P on which the image is fixed is discharged to a discharge tray (not shown).
On the other hand, the developer remaining on the surface of the intermediate transfer belt 7 without being transferred to the transfer paper P at the secondary transfer nip is collected by the transfer belt cleaning device 11.
次に、図2及び図3を用いて、プロセスカートリッジ1が備える現像装置4について説明する。
図2は、現像装置4において、鉛直方向に直線状に配置された、現像剤搬送部材106、現像剤撹拌部材108及び現像剤供給ローラ105の回転軸近傍の概要断面図である。
現像装置4は、現像剤を収容する現像剤収容室101と、現像剤収容室101の下方に設けられた現像剤供給室102とから構成されている。
現像剤収容室101と現像剤供給室102とを仕切るように仕切り部材110が設けられている。
Next, the developing device 4 included in the process cartridge 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the developing device 4 in the vicinity of the rotation axes of the
The developing device 4 includes a
A
仕切り部材110には、図3に示すように、複数の開口部が設けられている。
仕切り部材110の複数の開口部は、現像剤収容室101内の現像剤を現像剤供給室102へ供給する供給口111と、現像剤供給室102内の現像剤を現像剤収容室101に戻す返送口107とからなる。
図2に示すように、現像剤供給室102の下部には、現像剤担持体である現像ローラ103が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
The plurality of openings of the
As shown in FIG. 2, a developing
また、現像剤供給室102には、現像ローラ103の表面に現像剤を供給する現像剤供給部材である現像剤供給ローラ105が現像ローラ103の表面に当接して設けられている。
また、現像剤供給室102には、現像剤層規制部材104が現像ローラ103の表面に当接して設けられている。
現像剤層規制部材104は、現像剤供給ローラ105によって現像ローラ103の表面上に供給され、感光体ドラム2と現像剤担持ローラ103との対向部に向かう現像剤の層厚を規制する。
現像ローラ103には、図示しない高圧電源から所定のバイアスが印加される。
In the
In the
The developer
A predetermined bias is applied to the developing
現像剤収容室101内には、現像剤収容室101内の現像剤を感光体ドラム2の回転軸に平行な方向(図2中の紙面に直交する方向)に搬送する現像剤搬送部材106が設けられている。
現像剤収容室101に収容する現像剤は、重合法で作成したものを用いている。
この現像剤は、平均粒径が6.5[μm]で、円形度が0.98、安息角33[°]、外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有している。
但し、現像剤としては、これに限るものではない。
In the
As the developer stored in the
This developer has an average particle diameter of 6.5 [μm], a circularity of 0.98, an angle of repose of 33 [°], and strontium titanate as an external additive.
However, the developer is not limited to this.
現像剤収容室101内に設けられた現像剤搬送部材106は、図3に示すように、搬送スクリュ106aと搬送板106bとを組み合わせた回転軸を有した部材である。
現像剤搬送部材106は、搬送スクリュ106aの回転動作により現像剤収容室101内の現像剤を現像剤搬送部材106の回転軸に平行な略水平方向(図3中の矢印C方向)に搬送できる構成となっている。
ここでは搬送スクリュ106aを備えた構成としているが、現像剤搬送部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転体等の搬送機能を有するものを用いることができる。
さらにこれらの搬送機能を有するものと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を有するものを組み合わせたものでも良い。
As shown in FIG. 3, the
The
Here, the
Furthermore, what has these conveyance functions and what has a loosening function, such as a paddle formed by bending a plate member such as a blade or a wire, may be combined.
本実施形態では、現像剤収容室101から現像剤供給ローラ105に向けて、現像剤を現像剤搬送部材106の回転軸に直交し、且つ、略鉛直下方に搬送する構成となっている。
現像剤の搬送方向としては、現像剤搬送部材106の回転軸に直交し、且つ、略水平方向に搬送する構成としてもよい。
仕切り部材110の鉛直下方の現像剤供給室102内には、現像剤撹拌部材108が配置されている。
現像剤撹拌部材108は、撹拌スクリュ108aと撹拌板108bとを組み合わせた回転軸を有した部材である。
現像剤撹拌部材108は、撹拌スクリュ108aの回転動作により現像剤供給室102内の現像剤を現像剤撹拌部材108の回転軸に平行な略水平方向(図3中の矢印DまたはE方向)に搬送できる構成となっている。
In the present embodiment, the developer is conveyed from the
The developer transport direction may be configured to be transported in a substantially horizontal direction perpendicular to the rotation axis of the
A
The
The
現像剤撹拌部材108の撹拌スクリュ108aは、軸方向について供給口111を挟んで外側に向かう方向(図3中の矢印D方向)に現像剤を搬送するように螺旋状の羽部が設けられている。
さらに、撹拌スクリュ108aは、軸方向について2つの返送口107よりも外側と内側とは螺旋状の羽部が逆巻きになっている。
このため、供給口111から現像剤供給室102に供給された現像剤は現像剤撹拌部材108の撹拌スクリュ108aの回転によって軸方向外側(矢印D方向)に搬送される。
返送口107よりも外側に到達した現像剤は羽部が逆巻きの撹拌スクリュ108aによって返送口107に向かって軸方向内側(矢印E方向)搬送される。
返送口107を挟んで軸方向の外側と内側とでは、撹拌スクリュ108aによる現像剤の搬送方向が逆であり、返送口107に向かうように現像剤に搬送力を付与するため、返送口107の下方では現像剤が軸方向両側から集められ、山状に押し上げられる。
The agitating
Furthermore, the agitating
For this reason, the developer supplied from the
The developer that has reached the outside of the
The developer conveying direction by the stirring
これにより、現像剤収容室101から供給口111または返送口107を通過して現像剤供給室102に供給された現像剤が過剰である場合は、現像剤収容室101に戻される。
すなわち、返送口107で山状に押し上げられた現像剤が現像剤供給室102から返送口107を通って現像剤収容室101に戻される。
また、現像剤攪拌部材108は、現像剤供給室102にある現像剤を攪拌し、さらに下部にある現像ローラ103、現像剤供給ローラ105へ現像剤を供給する役割を持つ。
現像剤供給ローラ105の表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、現像剤供給室102内に供給された現像剤を効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ103との当接部での圧力集中による現像剤の劣化を防止している。
なお、この発泡材料は103〜1014[Ω]の電気抵抗値に設定される。
As a result, when the developer supplied from the
That is, the developer pushed up in a mountain shape at the
Further, the
The surface of the
In addition, this foaming material is set to an electrical resistance value of 10 3 to 10 14 [Ω].
現像剤供給ローラ105には、供給バイアスが印加され、現像ローラ103との当接部で予備帯電された現像剤を現像ローラ103に押し付ける作用を補助する。
現像剤供給ローラ105は、図2中の矢印で示すように、反時計回り方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ103の表面に塗布するように供給する。
現像剤供給ローラ105が当接する位置から現像ローラ103の表面移動方向下流側の現像ローラ103表面に接触するように、現像剤層規制部材104が配置されている。
現像剤供給ローラ105から現像ローラ103の表面に供給された現像剤は、現像ローラ103の回転によって現像剤層規制部材104が接触する位置に搬送される。
A supply bias is applied to the
As shown by the arrow in FIG. 2, the
The developer
The developer supplied from the
現像剤層規制部材104は、自由端側を現像ローラ103の表面に10〜100[N/m]の押圧力で当接している。
これにより、現像剤層規制部材104は、現像ローラ103上の現像剤に対してその押圧力下を通過させることで、現像剤層を薄層化すると共に、摩擦帯電によって現像剤に電荷を付与する。
The developer
As a result, the developer
感光体ドラム2は、図2中の時計回り方向に回転している。
このため、現像ローラ103と感光体ドラム2とが対向する現像領域においては、現像ローラ103の表面移動方向と感光体ドラム2の表面移動方向とが同方向となる。
現像ローラ103上の薄層化された現像剤層は、現像ローラ103の回転によって現像領域へ搬送される。
現像剤層は、現像ローラ103に印加されたバイアスと感光体ドラム2上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム2の表面に移動し、感光体ドラム2の表面上の静電潜像が現像される。
現像領域で現像に用いられず、現像ローラ103上に残された現像剤が再び現像剤供給室102内へと戻る箇所には、現像剤除電部材である除電シール109が現像ローラ103に当接して設けられている。
これにより、現像剤が現像装置4の外部に漏れ出ないように封止される。除電シール109には、除電能力を補助するためバイアスを印加してもよい。
The
For this reason, in the developing region where the developing
The thinned developer layer on the developing
The developer layer moves to the surface of the
At a location where the developer that is not used for development in the development region and remains on the
Thus, the developer is sealed so as not to leak out of the developing device 4. A bias may be applied to the
図4(a)は、感光体ドラム2と現像ローラ103の回転方向と、レイアウト制約とにより、符号203と204で示す基準円直径のギヤでしか目的の駆動条件を達成できない場合を示している。
感光体ドラム2は時計回り方向に回転し、現像ローラ103は反時計回り方向に回転する例である。
破線で示す基準円直径を持つアイドラギヤ207、208を、図4(b)に示すように配置することにより、感光体ドラム2の駆動トルクを現像ローラ103に所望の回転数にて伝達することができる。
増減速比がさらに必要な駆動条件の場合、アイドラギヤ207、208を多段ギヤとしても良い。
FIG. 4A shows a case where the target driving condition can be achieved only with the gears having the reference circle diameters denoted by
In this example, the
By arranging
In the case of a driving condition that further requires an increase / decrease ratio, the idler gears 207 and 208 may be multistage gears.
ギヤ203は、感光体ドラム2の回転軸上に設けられ、感光体ドラム2と同期回転する第1のギヤである。
換言すれば、ギヤ203は、プロセスカートリッジ1が画像形成装置本体に装着されたときに、駆動ギヤとしての本体側ギヤに噛み合う像担持体駆動ギヤである。
ギヤ204は、現像ローラ103の回転軸上に設けられ、現像ローラ103と同期回転する第2のギヤである。
換言すれば、ギヤ204は現像剤担持体駆動ギヤである。
アイドラギヤ207と、アイドラギヤ208は、感光体ドラム2側からの駆動力を現像ローラ103に伝達可能に、第1のギヤと第2のギヤとの間に設けられたアイドラギヤである。
The
In other words, the
The
In other words, the
The
図5(a)に示すように、感光体ドラム2は、第1の支持部材としての像担持体保持側板209に軸位置を固定され、回転可能に支持されている。
現像ローラ103は、第2の支持部材としての現像剤担持体保持側板210に軸位置を固定され、回転可能に支持されている。
図示を省略しているが、現像剤担持体保持側板210には現像装置4自体が保持されている。
現像剤担持体保持側板210は、像担持体保持側板209に対し、回転支点211にて上下方向に回動自在に支持されている。
As shown in FIG. 5A, the
The developing
Although not shown, the developing device 4 itself is held on the developer carrier holding
The developer carrier holding
アイドラギヤ207は、像担持体保持側板209に支持されており、感光体ドラム2に対して軸位置を固定されたアイドラギヤである。
アイドラギヤ208は、現像剤担持体保持側板210に支持されており、現像ローラ103に対して軸位置を固定されたアイドラギヤである。
また、アイドラギヤ208は、駆動力伝達方向の下流側においてアイドラギヤ207と隣り合うギヤである。
The
The
The
現像剤担持体保持側板210は、基端を像担持体保持側板209に固定された付勢手段としての加圧バネ212により、感光体ドラム方向に付勢されている。
これにより、図5(b)に示すように、現像ローラ103は感光体ドラム2に一定の加圧力(付勢力)で加圧され、感光体ドラム2に現像剤を介して当接した状態で駆動される。
このとき、すなわち、一定の加圧力で加圧されているときの感光体ドラム2と現像ローラ103との位置関係になったとき、アイドラギヤ207とアイドラギヤ208は、狙いの軸間距離となるよう配置されている。
アイドラギヤ207とアイドラギヤ208の基準円同士の接点において、アイドラギヤ208の歯面は図示する圧力角θ(圧力角20deg)の方向に作用力を受ける。
回転支点211は、アイドラギヤ207とアイドラギヤ208の歯面が互いに受ける作用・反作用力のベクトルを示す直線219上に位置するように設けられている。
すなわち、ベクトルと同一直線上に位置する。
The developer carrier holding
As a result, as shown in FIG. 5B, the developing
At this time, that is, when the positional relationship between the
At the contact point between the reference circles of the
The
That is, it is located on the same straight line as the vector.
図6に示すように、アイドラギヤ207、208の基準円接点216と、回転支点211との距離L1は、感光体ドラム2と現像ローラ103の当接点215と、回転支点211との距離L2よりも短くなるよう設定されている。
このような構成とすることにより、装置本体側のモータ増設、ギヤ列増設の代わりに比較的小規模なアイドラギヤ列を追加するのみで所望の回転数を実現するギヤ列を構成できる。
また、現像装置をバネで付勢する構成において、ギヤ軸間距離を適正に保つことができ、ギヤ駆動時の異常振動に伴うバンディング等異常画像発生を防ぐことができる。
As shown in FIG. 6, the distance L1 between the reference
By adopting such a configuration, it is possible to configure a gear train that realizes a desired rotational speed only by adding a relatively small idler gear train instead of adding motors and gear trains on the apparatus body side.
Further, in the configuration in which the developing device is biased by a spring, the distance between the gear shafts can be kept appropriate, and abnormal image generation such as banding due to abnormal vibration during gear driving can be prevented.
現像装置内のアイドラギヤ208が受ける反作用力のベクトル上に現像装置の回転支点211が配置されているため、反作用力が現像装置全体を回転させることが無い。
このため、感光体ドラム2に対して現像ローラ103を適正な圧力で加圧しつづけることができる。
本実施形態では、アイドラギヤ207を像担持体保持側板209に位置固定し、アイドラギヤ208を現像剤担持体保持側板210に位置固定している。
このようにすることで、現像装置の回転支点211を、現像ローラ103を感光体ドラム2の軸中心に向かって加圧するような位置に取ることができる。
Since the
Therefore, the developing
In this embodiment, the
In this way, the
もし、アイドラギヤ207を現像剤担持体保持側板210に固定する構成とすると、図7において符号211−2で示す回転支点の位置を取ることになり、現像装置のサイズの大型化を来たす。
また、現像剤担持体保持側板210を回動させて現像ローラ103を加圧した時に、加圧方向が感光体ドラム2の軸中心から大きくずれることになる。
図7において、符号210aは現像剤担持体保持側板を示している。
If the
Further, when the developer carrier holding
In FIG. 7,
環境変動や部品の製造精度のばらつきで、図8に示すように、感光体ドラム2と現像ローラ103の当接点215の位置がd1ずれたとしても、θ1=θ2に変化はない。
このため、アイドラギヤ207、208の軸間距離の狂いは、距離L1をL2より短くすることで、てこの原理で抑制でき、ギヤ軸間距離狂いによる振動に伴うバンディング等の異常画像を抑制することができる。
ギヤ軸間距離の狂い量d2は、θ1=θ2より、d1より相似の関係で求められ、d1×(L1/L2)=d2となる。
従って、例えばL1をL2の半分にすれば、軸間距離の狂いを半分に抑制可能である。
Even if the position of the
For this reason, the deviation in the inter-axis distance of the idler gears 207 and 208 can be suppressed by the lever principle by making the distance L1 shorter than L2, and the abnormal image such as banding caused by the vibration due to the deviation in the distance between the gear axes is suppressed. Can do.
The deviation d2 in the distance between the gear shafts is obtained from θ1 = θ2 in a similar relationship from d1, and d1 × (L1 / L2) = d2.
Therefore, for example, if L1 is halved to L2, the deviation in the inter-axis distance can be suppressed to half.
1 プロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ
2 像担持体としての感光体ドラム
4 現像装置
103 現像剤担持体としての現像ローラ103
203 第1のギヤ
204 第2のギヤ
207、208 アイドラギヤ
209 第1の支持部材としての像担持体保持側板
210 第2の支持部材としての現像剤担持体保持側板
211 回転支点
212 付勢手段としての加圧バネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Process cartridge as a
Claims (5)
前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により可視像化する現像装置と、
を有し、
前記現像装置は、前記像担持体と対向する位置に配置され、現像剤を担持した状態で回転することにより現像剤を前記像担持体へ搬送する現像剤担持体を有するプロセスユニットにおいて、
前記像担持体を回転可能に支持する第1の支持部材と、
前記現像装置を回転可能に支持し、1つの回転支点を中心に回動自在に設けられた第2の支持部材と、
前記像担持体に対し前記現像剤担持体を一定の加圧力で加圧するように、第2の支持部材に付勢力を付与する付勢手段と、
前記像担持体の回転軸上に設けられた第1のギヤと、
前記現像剤担持体の回転軸上に設けられた第2のギヤと、
前記像担持体からの駆動力を前記現像剤担持体へ伝達可能に、第1のギヤと第2のギヤとの間に設けられる1つ以上のアイドラギヤと、
を備え、
前記アイドラギヤのうち少なくとも1つは、前記像担持体に対して軸位置を固定されており、
前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、駆動力伝達方向の下流側において該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとは、これらの軸間距離が、前記一定の加圧力で加圧されているときの前記像担持体と前記現像剤担持体との位置関係になったときに狙いの軸間距離になるように配置されており、
前記回転支点は、前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとの歯面が互いに受ける力のベクトルと同一直線上に位置することを特徴とするプロセスユニット。 An image carrier;
A developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer;
Have
In the process unit having a developer carrier that is disposed at a position facing the image carrier and rotates the developer carrying the developer to the image carrier by rotating the developer device.
A first support member that rotatably supports the image carrier;
A second support member that rotatably supports the developing device and is provided to be rotatable about one rotation fulcrum;
An urging means for applying an urging force to the second support member so as to pressurize the developer carrier with a constant pressure against the image carrier;
A first gear provided on the rotation shaft of the image carrier;
A second gear provided on the rotation shaft of the developer carrier;
One or more idler gears provided between the first gear and the second gear so that the driving force from the image carrier can be transmitted to the developer carrier;
With
At least one of the idler gears has an axial position fixed with respect to the image carrier,
An idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier and a gear adjacent to the idler gear on the downstream side in the driving force transmission direction, the idler gear whose axial position is fixed with respect to the developer carrier; The second gear refers to the distance between the axes when the distance between the axes is the positional relationship between the image carrier and the developer carrier when the constant pressure is applied. It is arranged to be a distance,
The rotation fulcrum is an idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier and a gear adjacent to the idler gear, and an idler gear whose axial position is fixed with respect to the developer carrier or a second gear. A process unit characterized in that a tooth surface with a gear is positioned on the same straight line as a vector of forces received by each other.
前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとが歯面を介して接触する点は、前記像担持体の回転軸に直交する断面内において、前記回転支点に対して、前記現像剤担持体と前記像担持体とが接触する点よりも近くに配置されていることを特徴とするプロセスユニット。 The process unit according to claim 1, wherein
An idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier, and a gear adjacent to the idler gear, the idler gear or the second gear whose axial position is fixed with respect to the developer carrier are tooth surfaces. The point of contact with the image carrier is disposed closer to the rotation fulcrum than the point of contact between the developer carrier and the image carrier in a cross section perpendicular to the rotation axis of the image carrier. A process unit characterized by
前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により可視像化する現像装置と、
を有し、
前記現像装置は、前記像担持体と対向する位置に配置され、現像剤を担持した状態で回転することにより現像剤を前記像担持体へ搬送する現像剤担持体を有する画像形成装置において、
前記像担持体を回転可能に支持する第1の支持部材と、
前記現像装置を回転可能に支持し、1つの回転支点を中心に回動自在に設けられた第2の支持部材と、
前記像担持体に対し前記現像剤担持体を一定の加圧力で加圧するように、第2の支持部材に付勢力を付与する付勢手段と、
前記像担持体の回転軸上に設けられた第1のギヤと、
前記現像剤担持体の回転軸上に設けられた第2のギヤと、
前記像担持体からの駆動力を前記現像剤担持体へ伝達可能に、第1のギヤと第2のギヤとの間に設けられる1つ以上のアイドラギヤと、
を備え、
前記アイドラギヤのうち少なくとも1つは、前記像担持体に対して軸位置を固定されており、
前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、駆動力伝達方向の下流側において該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとは、これらの軸間距離が、前記一定の加圧力で加圧されているときの前記像担持体と前記現像剤担持体との位置関係になったときに狙いの軸間距離になるように配置されており、
前記回転支点は、前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとの歯面が互いに受ける力のベクトルと同一直線上に位置することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer;
Have
In the image forming apparatus, the developing device is disposed at a position facing the image carrier, and has a developer carrier that conveys the developer to the image carrier by rotating in a state of carrying the developer.
A first support member that rotatably supports the image carrier;
A second support member that rotatably supports the developing device and is provided to be rotatable about one rotation fulcrum;
An urging means for applying an urging force to the second support member so as to pressurize the developer carrier with a constant pressure against the image carrier;
A first gear provided on the rotation shaft of the image carrier;
A second gear provided on the rotation shaft of the developer carrier;
One or more idler gears provided between the first gear and the second gear so that the driving force from the image carrier can be transmitted to the developer carrier;
With
At least one of the idler gears has an axial position fixed with respect to the image carrier,
An idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier and a gear adjacent to the idler gear on the downstream side in the driving force transmission direction, the idler gear whose axial position is fixed with respect to the developer carrier; The second gear refers to the distance between the axes when the distance between the axes is the positional relationship between the image carrier and the developer carrier when the constant pressure is applied. It is arranged to be a distance,
The rotation fulcrum is an idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier and a gear adjacent to the idler gear, and an idler gear whose axial position is fixed with respect to the developer carrier or a second gear. An image forming apparatus, wherein tooth surfaces of gears are positioned on the same straight line as a vector of forces received by each other.
前記像担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤと、該アイドラギヤと隣り合うギヤであって、前記現像剤担持体に対して軸位置を固定されたアイドラギヤまたは第2のギヤとが歯面を介して接触する点は、前記像担持体の回転軸に直交する断面内において、前記回転支点に対して、前記現像剤担持体と前記像担持体とが接触する点よりも近くに配置されていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
An idler gear whose axial position is fixed with respect to the image carrier, and a gear adjacent to the idler gear, the idler gear or the second gear whose axial position is fixed with respect to the developer carrier are tooth surfaces. The point of contact with the image carrier is disposed closer to the rotation fulcrum than the point of contact between the developer carrier and the image carrier in a cross section perpendicular to the rotation axis of the image carrier. An image forming apparatus.
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