JP4035267B2

JP4035267B2 - Process cartridge

Info

Publication number: JP4035267B2
Application number: JP25940799A
Authority: JP
Inventors: 繁和榎木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2019-09-13
Also published as: JP2001083858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いる静電像担持体ドラムを有するドラムユニットと現像ユニットとを連結してなるプロセスカートリッジに関する。特に、熱による構成部品の膨張・変形が生じても静電像担持体ドラムとこのドラム外周面に近接又は当接されて配置される現像ローラとが過度に圧接されないように防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置には、静電像担持体ドラムとしての感光体ドラムに形成された静電潜像を顕像化するための現像ユニットが設けられている。現像ユニットは、トナーを収納するトナー収納部、トナー収納部内のトナーを攪拌するアジテータ、感光体ドラムに当接または微小な隙間をもって回転駆動される現像ローラ、現像ローラにトナーを補給する補給ローラ等により構成されている。
また近年では、感光体ドラムを回転自在に収納したドラムユニットと現像ユニットとを連結して一体化したプロセスカートリッジが普及している。プロセスカートリッジにおいては、トナーの漏れや画像不良、異常トルクの発生を防止するために、感光体ドラムと現像ローラとの位置を予め精度良く定めるようにしている（たとえば特開平05-134488号公報参照）。
しかし、画像形成装置の稼動に伴う発熱などによりプロセスカートリッジを構成している部品が膨張・変形すると、感光体ドラムとそのドラム外周面に近接又は当接されて配置される現像ローラとの間隔が変化するため、両者が過度に圧接されることがある。その結果、感光体ドラムが傷ついたり現像ローラが傷ついたりして画像品質が低下するという不具合が生じる。
そこで、ばねによる一定の付勢力で感光体ドラムと現像ローラとを互いに圧接させる方式が採用されている（たとえば特開平05-232752号公報参照）。この種の方式としては、カートリッジカバーの内面に弾性部材を設け、カートリッジカバーを装着することにより、当該弾性部材を介して現像ローラを感光ドラム側に付勢し位置決めするようにしたものがある（特開平05-281798号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにばねによる一定の付勢力で感光体ドラムと現像ローラとを互いに圧接させる方式や、カートリッジカバーに弾性部材を設けて現像ローラを感光体ドラム側に付勢し位置決めする方式を用いれば、画像形成装置の稼動に伴う発熱などによりプロセスカートリッジを構成している部品が膨張・変形した場合でも、それをばねなどの弾性部材の変形によって吸収し、感光体ドラムと現像ローラとの間隔あるいは圧接力を一定に保つことができるので、感光体ドラムや現像ローラの損傷を防止して画像品質の低下を防止できる。
しかしながら、このような方式では、プロセスカートリッジあるいはこれが装着される画像形成装置内に、感光体ドラムと現像ローラとを一定の付勢力で互いに圧接させる弾性部材を設ける空間を別途確保しなければならないため、プロセスカートリッジあるいは画像形成装置の大型化を招くことになる。
そこで本発明は、画像形成装置の稼動に伴う発熱などによりプロセスカートリッジを構成している部品が膨張・変形した場合でも、それをばねなどの弾性部材の変形によって吸収し、感光体ドラムと現像ローラとの間隔あるいは圧接力を一定に保つことができるプロセスカートリッジを、プロセスカートリッジやこれが装着される画像形成装置を大型化することなく実現することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、静電像担持体ドラムとこれを軸支する側板とを有するドラムユニットと、前記静電像担持体ドラムに形成された静電像を現像する現像ローラを有する現像ユニットとを、前記ドラムユニットの側板に前記現像ユニットを連結することにより一体化してなるプロセスカートリッジにおいて、前記ドラムユニットの側板を板厚方向と直交する方向に複数に分割するとともに、分割された側板要素同士をゴム弾性体からなる可撓性部材を介して互いに連結した。
この発明によれば、画像形成装置の稼動に伴う発熱などによりプロセスカートリッジ構成部品の膨張・変形が生じた場合、ドラムユニットの側板要素同士を連結しているゴム弾性体からなる可撓性部材が弾性変形して、静電像担持体ドラムと現像ローラとの間隔変化を吸収することにより、静電像担持体ドラムと現像ローラとが過度に圧接されるのを防ぐことができる。ドラムユニットの側板の一部を構成するようにしてゴム弾性体からなる可撓性部材を設けることにより、側板自体に伸縮性（弾性）を持たせることができるので、可撓性部材を設ける空間を別途確保する必要がない。したがって、可撓性部材を設けたことによってプロセスカートリッジやこれが装着される画像形成装置を大型化することはない。
また、本発明は、前記プロセスカートリッジにおいて、前記可撓性部材は、前記側板要素に板厚方向に抜き挿し可能に嵌合し、板厚方向と直交する方向には抜き挿しできない構造になっていることを特徴としている。
この発明によれば、可撓性部材を有するドラムユニットの組み立てが容易にでき、可撓性部材を保持するための別部品を必要としないので製造コストが低く抑えられる。さらに、ドラムユニットの側板を容易に分解できるので、側板要素や可撓性部材をリサイクル利用する際の取り扱いが容易になる。
また、本発明は、前記プロセスカートリッジにおいて、前記可撓性部材は、前記静電像担持体ドラムと前記現像ローラとを互いに離間させる方向に１ｋg重の荷重を加えたときにおける、前記静電像担持体ドラムの軸支点と前記現像ローラの軸支点との間隔の変化量が０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下となるように形成されていることを特徴としている。
この発明によれば、動作時に加わる力によって静電像担持体ドラムと現像ローラとの距離が離れ過ぎるのを防止できる。
【０００５】
また、本発明は、前記プロセスカートリッジにおいて、前記ドラムユニットの前記静電像担持体ドラムを軸支する点と前記現像ユニットの前記現像ローラを軸支する点との距離が固定され、前記現像ローラの外周面を前記静電像担持体ドラムの外周面に接触させつつ、当該ドラム外周面の静電像を現像することを特徴としている。
この発明によれば、ドラムユニットの静電像担持体ドラムを軸支する点と現像ユニットの現像ローラを軸支する点との距離が固定された状態にて、現像ローラを静電像担持体ドラムに接触させつつ、ドラム外周面の静電像を現像するタイプのプロセスカートリッジにおいて、画像形成装置の稼動に伴う発熱によるプロセスカートリッジ構成部品の膨張・変形および現像ローラ（一般にシリコーンゴムやウレタンゴムで構成される）の静電像担持体ドラムとの接触に伴う熱膨張・変形による静電像担持体ドラムと現像ローラとの間隔変化を吸収し、両者が過度に圧接されるのを防止できる。
また、本発明は、前記プロセスカートリッジにおいて、前記可撓性部材を前記現像ローラの前記ドラム外周面との接触部と同一の材料で形成するとともに、前記板厚方向と直交する方向における前記可撓性部材の最狭部の寸法を前記現像ローラの前記接触部の肉厚と同等にしたことを特徴としている。
この発明によれば、画像形成装置の稼動に伴う発熱によるプロセスカートリッジ構成部品の膨張・変形量と、現像ローラの静電像担持体ドラムとの接触に伴う熱膨張・変形量とが同じになるので、静電像担持体ドラムと現像ローラとの間隔を温度によらず一定に保つことができる。つまり、現像ローラが熱膨張して静電像担持体ドラムを過度に押し付けようとしても、同等の熱膨張がゴム弾性体からなる可撓性部材にも生じるため、両熱膨張・変形量が相殺されることになり、静電像担持体ドラムと現像ローラとの間隔は変化しない。よって、静電像担持体ドラムと現像ローラとが過度に圧接されるのを防止できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、図１を参照して、画像形成装置１の全体構造を説明する。画像形成装置１の本体ケース２の上部には原稿（図示せず）の画像を読み取る画像読取装置３が装着され、本体ケース２の内部にはプロセスカートリッジ４が着脱自在に装着されている。プロセスカートリッジ４の下方には、記録媒体である転写用紙５が搬送される用紙搬送路６が形成されている。
画像読取装置３は、画像読取部７と、この画像読取部７による読取位置へ供給される原稿が載置される原稿トレイ８とを有する。原稿トレイ８は、支点軸９を中心として実線で示した水平位置と二点鎖線で示した起立位置との間で回動可能に支持され、それぞれの回動位置において図示しないストッパにより位置固定されている。
プロセスカートリッジ４は、ドラムユニット（感光体ユニット）１０と現像ユニット１１とを連結固定することにより形成されている（図２、図３、図４参照）。ドラムユニット１０内には、静電像担持体ドラムである感光体ドラム１２とこの感光体ドラム１２の外周面を一様に帯電させる帯電ローラ１３とが設けられ、さらに、感光体ドラム１２の外周面に形成されたトナー像を転写用紙５に転写した後にこの感光体ドラム１２の外周面に残留した排トナーを回収する排トナー回収部１４が形成されている。感光体ドラム１２の両端部は、ドラムユニット１０の両側部をなす一対の側板１００間に回転自在に保持されている。また、ドラムユニット１０の外周部には、このドラムユニット１０単体または現像ユニット１１と連結した後のプロセスカートリッジ４を把持する取っ手１５が形成されている。
【０００７】
現像ユニット１１内には、トナーを収納するトナー収納部１６が形成され、このトナー収納部１６内には、トナーを攪拌する回転体であるアジテータ１７、感光体ドラム１２の外周面に当接される回転体である現像ローラ１８、現像ローラ１８ヘトナーを補給する回転体である補給ローラ１９、現像ローラ１８の外周面に当接された現像ブレード２０等が設けられている。この現像ユニット１１の両側にはケース壁である側板部１１ａが形成され、現像ユニット１１とドラムユニット１０とを連桔したときに、側板部１１ａの外側面の一部が側板１００の内側面に面接触される。一方の側板部１１ａには、ドラムユニット１０の側板部１００の内側面に面接触する面よりもへこんだへこみ部分が形成されており、このへこみ部分には、本体ケース２内に設けられた駆動モータ（図示せず）から感光体ドラム１２へ伝達された駆動力を現像ローラ１８や補給ローラ１９及びアジテータ１７へ伝達する動力伝達機構２１が配置されている。さらに、このへこみ部分には、トナー収納部１６へトナーを入れる開口が形成され、この開口を閉止する閉止栓２２か取り付けられている。
本体ケース２内におけるプロセスカートリッジ４の装着位置の周囲には、感光体ドラム１２の外周面を露光して静電潜像を形成する光書込装置であるレーザ書込ユニット２３、転写用紙５を斜めに載置した状態で保持する給紙トレイ２４、給紙トレイ２４内の転写用紙５を一枚ずつ給紙する給紙ローラ２５、現像ローラ１８からトナーを供給されることにより顕像化された感光体ドラム１２の外周面のトナー像を転写用紙５に転写させる転写装置である転写ローラ２６、転写用紙５に転写されたトナー像を定着させる定着装置２７、定着装置２７を通過した転写用紙５が排紙される受け板２８等が設けられている。
【０００８】
本体ケース２内の左右一対の側板（図示せず）には、プロセスカートリッジ４を本体ケース２内に着脱する際のガイド溝２９，３０が２本ずつ形成されている。現像ユニット１１の側板部１１ａには一方のガイド溝２９に係合するガイドビン３１が形成され、ドラムユニット１０の側板１００には他方のガイド溝３０に係合するガイドビン３２が形成されている。なお、プロセスカートリッジ４の着脱は受け板２８側から行われ、着脱の際には受け板２８を回動させて着脱側を開放する。
プロセスカートリッジ４には、感光体ドラム１２を露出させてその外周面を転写ローラ２６の外周面と接触させるための開口部３３が形成され、この開口部３３を開閉するシャッタ３４が設けられている。シャッタ３４は、一端がドラムユニット１０の側板１００に回動自在に取り付けられた一対のアーム部とそのアーム部の他端側を連結した連結片とからなる回動アーム３５と、回動アーム３５の連結片側に回動自在に取り付けられたシャッタ本体３６とにより構成されている。回動アーム３５の側板１００への取付箇所には第１スプリング３７が取り付けられ、この第１スプリング３７は、回動アーム３５の連結片側をドラムユニット１０の外周面に押し付ける向きに付勢している。シャッタ本体３６と回動アーム３５との連結部には第２スプリング３８が取り付けられ、この第２スブリング３８は、シャッタ本体３６の先端部をドラムユニット１０の外周面に押し付ける向きに付勢している。回動アーム３５のアーム部には外方向きに突出した突起３９が形成されている。
【０００９】
プロセスカートリッジ４を本体ケース２外へ取り出した状態においては、シャッタ３４は第１スブリング３７の付勢力と第２スプリング３８の付勢力とにより回動し、開口部３３を閉止している（図２参照）。プロセスカートリッジ４を本体ケース２内に装着する過程において、突起３９がガイド溝３０に係合して突起３９が押圧されることによりシャッタ３４が開口部３３を開放する方向へ次第に回動し、本体ケース２内へのプロセスカートリッジ４の装着が終了したときに開口部３３か完全に開放される（図１、図２、図３参照）。
ドラムユニット１０と現像ユニット１１との連結構造及び連結手順について図２ないし図４を参照して説明する。ドラムユニット１０の側板１００には、ピン挿入穴４０、嵌合穴４１、ネジ挿通穴４２が形成されている。現像ユ二ツト１１の側板部１１ａには、ピン挿入穴４３、嵌合突起４４、ネジ穴４５か形成されている。
ドラムユニット１０と現像ユニット１１とを連結したときには、側板１００の内側面に側板部１１ａの外側面か面接触し、ピン挿入穴４０、４３が同一中心線上で重ね合わされてこれらのピン挿入穴４０、４３に連結ピン４６が圧入され、嵌合突起４４が嵌合穴４１に弾性的に嵌合され、ネジ挿通穴４２に挿通されたネジ４７がネジ穴４５に螺合されている。この状態にて、感光体ドラム１２と現像ローラ１８との距離が固定される。
【００１０】
図５（ａ）に示すように、ドラムユニット１０の一対の側板１００は、感光体ドラム１２および帯電ローラ１３を保持している側板要素１００ａと、現像ユニット１１の嵌合突起４４が嵌合する嵌合穴４１が形成された側板要素１００ｂとに分割し、側板要素１００ａ、１００ｂ同士をゴム弾性体からなる可撓性部材２００を介して互いに連結してなる。
可撓性部材２００の厚さｔ（図５（ｂ））は両側板要素１００ａ、１００ｂのそれと同等に形成されている。可撓性部材２００には、左右対称かつ上下方向に等間隔に形成されたくびれ形状（根元部分が細くなった形状）の複数の突起部２００ａが形成されており、各突起部２００ａが両側板要素１００ａ、１００ｂに形成された同形の凹部１０１と密に嵌合するようになっている。これにより、可撓性部材２００は、両側板要素１００ａ、１００ｂに対し、板厚方向に抜き挿し可能に嵌合し、板厚方向と直交する方向（板面に沿った方向）には抜き挿しできない構造になっている。すなわち、この可撓性部材２００はジグソーパズルのごとく両側板要素１００ａ、１００ｂと板厚方向に抜き差し可能で板厚方向と直交する方向には容易に外れない構造になっている。
【００１１】
プロセスカートリッジ４に対し、ドラムユニット１０と現像ユニット１１とを引き離そうとする向きに力が加わると、現像ユニット１１の嵌合突起４４に対し、感光体ドラム１２から遠ざかる向きに力が働く。このためドラムユニット１０の側板１００には、ピン挿入穴４０を支点として嵌合穴４１を感光体ドラム１２から遠ざけようとする力が作用する。このときドラムユニット１０の側板１００が変形する構造を持たない場合は、感光体ドラム１２と現像ローラ１８との間に過度の圧接力が生じることになるが、上記のように側板１００の一部を構成するようにしてゴム弾性体からなる可撓性部材２００を設けたことにより、側板１００自体に可撓性を持たせることができるので、感光体ドラム１２と現像ローラ１８とを間隔を広げようとする力を吸収でき、感光体ドラム１２と現像ローラ１８とが過度に圧接されるのを防止できる。この結果、感光体ドラム１２が傷ついたり、現像ローラ１８が傷ついたりして発生する画像不具合を防止することができる。
可撓性部材２００の形状はこの実施の形態に示したものに限定されない。側板要素１００ａ、１００ｂと板厚方向に抜き挿し可能に嵌合し、板厚方向と直交する方向には抜き挿しできない構造が実現できさえすれば、可撓性部材２００の形状は任意である。
【００１２】
可撓性部材２００は、感光体ドラム１２と現像ローラ１８とを互いに離間させる方向に１ｋg重の荷重を加えたときにおける、感光体ドラム１２の軸支点と現像ローラ１８の軸支点との間隔の変化量が０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下となるように形成されていることが望ましい。可撓性部材２００の変形量が０．０５ｍｍより少ないと、感光体ドラム１２と現像ローラ１８との間に生じる過度の圧接を防止するには不十分となる。また逆に変形量が２ｍｍより多いと現像ローラ１８の回転力や、感光体ドラム１２の駆動力が加わっただけで感光体ドラム１２と現像ローラ１８との間隔が広がって現像ができなくなり、画像抜けが発生しやすくなる。
また、可撓性部材２００を現像ローラ１８の感光体ドラム１２との接触部と同一の材料で形成するとともに、板厚方向と直交する方向における可撓性部材２００の最狭部の寸法ｄを現像ローラ１８の接触部の肉厚と同等にしておくことが望ましい。このようにしておけば、画像形成装置の稼動に伴う発熱によるプロセスカートリッジ４の構成部品の膨張・変形量と、現像ローラ１８の感光体ドラム１２との接触に伴う熱膨張・変形量とが同じになるので、感光体ドラム１２と現像ローラ１８との間隔を温度によらず一定に保つことができる。つまり、現像ローラ１８が熱膨張して感光体ドラム１２を過度に押し付けようとしても、同等の熱膨張がゴム弾性体からなる可撓性部材２００にも生じるため、両熱膨張・変形量が相殺されることになり、感光体ドラム１２と現像ローラ１８との間隔は変化しない。よって、感光体ドラム１２と現像ローラ１８とが過度に圧接されるのを防止できる。ゴム弾性体材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム等が適当であり、その硬度を２０〜７０度（ＪＩＳ−Ａ）、好ましくは３０〜５０度として用いるのが側板要素１００ａ、１００ｂとの密着性を図る上で好ましい。
なお、上記実施の形態では、ドラムユニット１０の側板１００をそれぞれ側板要素１００ａと１００ｂの２つの要素に分割した場合を例示したが、３つ以上の側板要素に分割し、側板要素同士を可撓性部材を介して連結してもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、画像形成装置の稼動に伴う発熱などによりプロセスカートリッジ構成部品の膨張・変形が生じた場合、ドラムユニットの側板要素同士を連結しているゴム弾性体からなる可撓性部材が弾性変形して、静電像担持体ドラムと現像ローラとの間隔変化を吸収することにより、静電像担持体ドラムと現像ローラとが過度に圧接されるのを防ぐことができる。ドラムユニットの側板の一部を構成するようにしてゴム弾性体からなる可撓性部材を設けたことにより、側板自体に可撓性を持たせることができるので、可撓性部材を設ける空間を別途確保する必要がない。したがって、可撓性部材を設けたことによってプロセスカートリッジやこれが装着される画像形成装置を大型化することはない。
また、本発明によれば、可撓性部材を有するドラムユニットの組み立てが容易にでき、可撓性部材を保持するための別部品を必要としないので製造コストが低く抑えられる。さらに、ドラムユニットの側板を容易に分解できるので、側板要素や可撓性部材をリサイクル利用する際の取り扱いが容易になる。
【００１４】
また、本発明によれば、動作時に加わる力によって静電像担持体ドラムと現像ローラとの距離が離れ過ぎるのを防止できる。
また、本発明によれば、ドラムユニットの静電像担持体ドラムを軸支する点と現像ユニットの現像ローラを軸支する点との距離が固定された状態にて、現像ローラを静電像担持体ドラムに接触させつつ、ドラム外周面の静電像を現像するタイプのプロセスカートリッジにおいて、画像形成装置の稼動に伴う発熱によるプロセスカートリッジ構成部品の膨張・変形および現像ローラの静電像担持体ドラムとの接触に伴う熱膨張・変形による、静電像担持体ドラムと現像ローラとの間隔変化を吸収し、両者が過度に圧接されるのを防止できる。
また、本発明によれば、画像形成装置の稼動に伴う発熱によるプロセスカートリッジ構成部品の膨張・変形量と、現像ローラの静電像担持体ドラムとの接触に伴う熱膨張・変形量とが同じになるので、静電像担持体ドラムと現像ローラとの間隔を温度によらず一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構造を示す縦断側面図である。
【図２】プロセスカートリッジを示す内部透視側面図である。
【図３】シャッタを開放位置へ移動させた状態のプロセスカートリッジを示す内部透視側面図である。
【図４】ドラムユニットと現像ユニットとに分離した状態のプロセスカートリッジを示す内部透視側面図である。
【図５】（ａ）はドラムユニットの構造を示す内部透視側面図、（ｂ）はドラムユニットの側板の構造を示す要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
４：プロセスカートリッジ
１０：ドラムユニット
１１：現像ユニット
１２：感光体ドラム
１８：現像ローラ
２３：光書込装置
２６：転写装置
２７：定着装置
１００：側板
１００ａ、１００ｂ：側板要素
２００：可撓性部材
ｄ：寸法[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process cartridge in which a drum unit having an electrostatic image carrier drum used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic system is connected to a developing unit. In particular, the present invention relates to a technique for preventing an electrostatic image carrier drum and a developing roller arranged close to or in contact with the outer peripheral surface of the drum from being excessively pressed against each other even when components are expanded or deformed by heat.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying machines and printers are provided with a developing unit for developing an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum as an electrostatic image carrier drum. The development unit includes a toner storage unit that stores toner, an agitator that stirs the toner in the toner storage unit, a development roller that is in contact with the photosensitive drum or rotated with a minute gap, a supply roller that supplies toner to the development roller, and the like It is comprised by.
In recent years, a process cartridge in which a drum unit in which a photosensitive drum is rotatably stored and a developing unit are connected and integrated has become widespread. In the process cartridge, in order to prevent toner leakage, image defects, and abnormal torque, the positions of the photosensitive drum and the developing roller are determined in advance with high precision (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 05-134488). ).
However, when the parts constituting the process cartridge are expanded or deformed due to heat generated by the operation of the image forming apparatus, the distance between the photosensitive drum and the developing roller disposed close to or in contact with the outer peripheral surface of the drum is increased. Since it changes, both may be pressed too much. As a result, there arises a problem that the image quality deteriorates due to the photosensitive drum being damaged or the developing roller being damaged.
Therefore, a method is adopted in which the photosensitive drum and the developing roller are pressed against each other with a constant urging force by a spring (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 05-232752). As this type of system, an elastic member is provided on the inner surface of the cartridge cover, and by attaching the cartridge cover, the developing roller is urged and positioned toward the photosensitive drum via the elastic member ( Japanese Patent Laid-Open No. 05-281798).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a method in which the photosensitive drum and the developing roller are pressed against each other with a constant biasing force by a spring, or a method in which an elastic member is provided on the cartridge cover and the developing roller is biased toward the photosensitive drum and positioned is used. Even when the parts constituting the process cartridge are expanded or deformed due to heat generated by the operation of the image forming apparatus, it is absorbed by the deformation of an elastic member such as a spring, and the interval between the photosensitive drum and the developing roller or Since the pressure contact force can be kept constant, the photoreceptor drum and the developing roller can be prevented from being damaged and the image quality can be prevented from deteriorating.
However, in such a system, it is necessary to separately secure a space for providing an elastic member that presses the photosensitive drum and the developing roller together with a constant urging force in the process cartridge or the image forming apparatus in which the process cartridge is mounted. As a result, the process cartridge or the image forming apparatus is increased in size.
In view of this, the present invention absorbs even when parts constituting the process cartridge expand and deform due to heat generated by the operation of the image forming apparatus, and absorbs it by deformation of an elastic member such as a spring. In other words, the process cartridge and the image forming apparatus to which the process cartridge is mounted can be realized without increasing the size of the process cartridge or the pressure contact force.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a drum unit having an electrostatic image carrier drum and a side plate supporting the drum, and a developing roller for developing an electrostatic image formed on the electrostatic image carrier drum In the process cartridge in which the developing unit is integrated by connecting the developing unit to the side plate of the drum unit, the side plate of the drum unit is divided into a plurality of parts in a direction perpendicular to the plate thickness direction. The side plate elements were connected to each other via a flexible member made of a rubber elastic body.
According to this invention, when expansion / deformation of process cartridge components occurs due to heat generated by the operation of the image forming apparatus, the flexible member made of a rubber elastic body that connects the side plate elements of the drum unit is elastic. By deforming and absorbing the change in the distance between the electrostatic image carrier drum and the developing roller, it is possible to prevent the electrostatic image carrier drum and the developing roller from being excessively pressed. By providing a flexible member made of a rubber elastic body so as to constitute a part of the side plate of the drum unit, the side plate itself can be provided with elasticity (elasticity), so that a space for providing the flexible member is provided. There is no need to secure it separately. Therefore, the provision of the flexible member does not increase the size of the process cartridge or the image forming apparatus to which the process cartridge is attached.
The present invention also provides the process cartridge, said flexible member, said side plate elements vent insert can fitted in the thickness direction, in the direction perpendicular to the thickness direction has a structure that can not be inserted or removed It is characterized by being.
According to the present invention, the drum unit having the flexible member can be easily assembled, and a separate part for holding the flexible member is not required, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the side plate of the drum unit can be easily disassembled, handling when recycling the side plate element and the flexible member is facilitated.
The present invention also provides the process cartridge, the flexible member is observed when a load is applied in 1kg weight and said electrostatic image bearing drum and said developing roller in a direction away from each other, wherein the electrostatic image The distance between the shaft fulcrum of the carrier drum and the shaft fulcrum of the developing roller is 0.05 mm to 2 mm.
According to the present invention, it is possible to prevent the electrostatic image carrier drum and the developing roller from being excessively separated by the force applied during operation.
[0005]
The present invention also provides the process cartridge, the distance between a point for supporting the developing roller of the developing unit and the point for supporting the electrostatic image bearing drum of the drum unit is fixed, the developing roller The electrostatic image on the outer peripheral surface of the drum is developed while the outer peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the electrostatic image carrier drum.
According to the present invention, the developing roller is mounted on the electrostatic image carrier drum in a state where the distance between the point supporting the electrostatic image carrier drum of the drum unit and the point supporting the developing roller of the developing unit is fixed. In a process cartridge that develops an electrostatic image on the outer peripheral surface of the drum while being in contact with the toner, the process cartridge components expand and deform due to heat generated by the operation of the image forming apparatus, and the developing roller (generally composed of silicone rubber or urethane rubber) In this case, a change in the distance between the electrostatic image carrier drum and the developing roller due to thermal expansion and deformation accompanying the contact with the electrostatic image carrier drum can be absorbed, and the two can be prevented from being excessively pressed.
The present invention also provides the process cartridge, thereby forming the flexible member of the same material as the contact portion between the drum outer peripheral surface of said developing roller, said flexible in a direction perpendicular to the thickness direction The dimension of the narrowest part of the adhesive member is equal to the thickness of the contact part of the developing roller.
According to the present invention, the amount of expansion / deformation of the process cartridge component due to heat generated by the operation of the image forming apparatus is the same as the amount of thermal expansion / deformation due to contact of the developing roller with the electrostatic image carrier drum. Therefore, the interval between the electrostatic image carrier drum and the developing roller can be kept constant regardless of the temperature. In other words, even if the developing roller is thermally expanded and tries to press the electrostatic image carrier drum excessively, the same thermal expansion occurs in the flexible member made of a rubber elastic body. As a result, the distance between the electrostatic image carrier drum and the developing roller does not change. Therefore, it is possible to prevent the electrostatic image carrier drum and the developing roller from being excessively pressed.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall structure of the image forming apparatus 1 will be described with reference to FIG. An image reading device 3 for reading an image of a document (not shown) is mounted on the upper portion of the main body case 2 of the image forming apparatus 1, and a process cartridge 4 is detachably mounted inside the main body case 2. Below the process cartridge 4, a paper conveyance path 6 for conveying the transfer paper 5 as a recording medium is formed.
The image reading apparatus 3 includes an image reading unit 7 and a document tray 8 on which a document to be supplied to a reading position by the image reading unit 7 is placed. The document tray 8 is supported rotatably about a fulcrum shaft 9 between a horizontal position indicated by a solid line and a standing position indicated by a two-dot chain line, and is fixed at a position by a stopper (not shown) at each rotation position. ing.
The process cartridge 4 is formed by connecting and fixing a drum unit (photoreceptor unit) 10 and a developing unit 11 (see FIGS. 2, 3, and 4). In the drum unit 10, a photosensitive drum 12 that is an electrostatic image bearing drum and a charging roller 13 that uniformly charges the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 are provided. Further, the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 is provided. A waste toner collecting portion 14 for collecting waste toner remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12 after the toner image formed on the transfer sheet 5 is transferred to the transfer sheet 5 is formed. Both end portions of the photosensitive drum 12 are rotatably held between a pair of side plates 100 forming both side portions of the drum unit 10. Further, a handle 15 is formed on the outer periphery of the drum unit 10 to hold the process cartridge 4 after being connected to the drum unit 10 alone or the developing unit 11.
[0007]
A toner storage unit 16 that stores toner is formed in the developing unit 11. The toner storage unit 16 is in contact with the outer peripheral surface of the agitator 17 that is a rotating body that stirs the toner and the photosensitive drum 12. A developing roller 18 that is a rotating body, a replenishing roller 19 that is a rotating body that replenishes toner to the developing roller 18, a developing blade 20 that is in contact with the outer peripheral surface of the developing roller 18, and the like are provided. Side plates 11a, which are case walls, are formed on both sides of the developing unit 11. When the developing unit 11 and the drum unit 10 are connected together, a part of the outer surface of the side plate 11a faces the inner surface of the side plate 100. Touched. One side plate portion 11a is formed with a recessed portion that is recessed from a surface that is in surface contact with the inner surface of the side plate portion 100 of the drum unit 10, and this recessed portion has a drive motor provided in the main body case 2. A power transmission mechanism 21 for transmitting the driving force transmitted from the photosensitive drum 12 (not shown) to the developing roller 18, the replenishing roller 19, and the agitator 17 is disposed. Further, an opening for inserting toner into the toner storage portion 16 is formed in the recessed portion, and a closing plug 22 for closing the opening is attached.
Around the mounting position of the process cartridge 4 in the main body case 2, a laser writing unit 23, which is an optical writing device that forms an electrostatic latent image by exposing the outer peripheral surface of the photosensitive drum 12, and a transfer sheet 5. The toner is supplied with toner from the paper feed tray 24 that is held obliquely, the paper feed roller 25 that feeds the transfer paper 5 in the paper feed tray 24 one by one, and the developer roller 18 to visualize the image. The transfer roller 26, which is a transfer device for transferring the toner image on the outer peripheral surface of the photoreceptor drum 12 to the transfer paper 5, the fixing device 27 for fixing the toner image transferred to the transfer paper 5, and the transfer paper that has passed through the fixing device 27. A receiving plate 28 on which 5 is discharged is provided.
[0008]
A pair of left and right side plates (not shown) in the main body case 2 are formed with two guide grooves 29 and 30 when the process cartridge 4 is attached to and detached from the main body case 2. A guide bin 31 that engages with one guide groove 29 is formed on the side plate portion 11 a of the developing unit 11, and a guide bin 32 that engages with the other guide groove 30 is formed on the side plate 100 of the drum unit 10. The process cartridge 4 is attached / detached from the receiving plate 28 side. When the attaching / detaching is performed, the receiving plate 28 is rotated to open the attaching / detaching side.
The process cartridge 4 is formed with an opening 33 for exposing the photosensitive drum 12 and bringing its outer peripheral surface into contact with the outer peripheral surface of the transfer roller 26, and a shutter 34 for opening and closing the opening 33 is provided. . The shutter 34 has a rotating arm 35 including a pair of arm portions, one end of which is rotatably attached to the side plate 100 of the drum unit 10, and a connecting piece that connects the other end of the arm portion. The shutter body 36 is rotatably attached to the connecting piece side. A first spring 37 is attached to a place where the rotary arm 35 is attached to the side plate 100, and the first spring 37 biases the connecting piece side of the rotary arm 35 to press against the outer peripheral surface of the drum unit 10. . A second spring 38 is attached to a connecting portion between the shutter main body 36 and the rotating arm 35, and the second sbling 38 urges the end of the shutter main body 36 to press the outer peripheral surface of the drum unit 10. . A protrusion 39 protruding outward is formed on the arm portion of the rotating arm 35.
[0009]
In the state where the process cartridge 4 is taken out of the main body case 2, the shutter 34 is rotated by the urging force of the first stub ring 37 and the urging force of the second spring 38 to close the opening 33 (FIG. 2). reference). In the process of mounting the process cartridge 4 in the main body case 2, the protrusions 39 engage with the guide grooves 30 and are pressed, whereby the shutter 34 gradually rotates in the direction of opening the opening 33. When the mounting of the process cartridge 4 in the case 2 is completed, the opening 33 is completely opened (see FIGS. 1, 2, and 3).
The connecting structure and connecting procedure between the drum unit 10 and the developing unit 11 will be described with reference to FIGS. A pin insertion hole 40, a fitting hole 41, and a screw insertion hole 42 are formed in the side plate 100 of the drum unit 10. A pin insertion hole 43, a fitting projection 44, and a screw hole 45 are formed in the side plate portion 11a of the developing unit 11.
When the drum unit 10 and the developing unit 11 are connected, the inner surface of the side plate 100 comes into surface contact with the outer surface of the side plate portion 11a, and the pin insertion holes 40, 43 are overlapped on the same center line so that these pin insertion holes 40, The connecting pin 46 is press-fitted into 43, the fitting protrusion 44 is elastically fitted into the fitting hole 41, and the screw 47 inserted through the screw insertion hole 42 is screwed into the screw hole 45. In this state, the distance between the photosensitive drum 12 and the developing roller 18 is fixed.
[0010]
As shown in FIG. 5A, the pair of side plates 100 of the drum unit 10 is fitted with the side plate element 100 a holding the photosensitive drum 12 and the charging roller 13 and the fitting protrusion 44 of the developing unit 11. It is divided into side plate elements 100b in which the joint holes 41 are formed, and the side plate elements 100a and 100b are connected to each other via a flexible member 200 made of a rubber elastic body.
The thickness t (FIG. 5B) of the flexible member 200 is formed to be equivalent to that of the side plate elements 100a and 100b. The flexible member 200 is formed with a plurality of constricted protrusions 200a that are symmetrically formed in the left-right direction and at equal intervals in the vertical direction (the shape in which the root portion is narrowed). It fits closely with the concave part 101 of the same shape formed in the elements 100a and 100b. As a result, the flexible member 200 is fitted to both side plate elements 100a and 100b so as to be able to be inserted and removed in the plate thickness direction, and is inserted and removed in a direction perpendicular to the plate thickness direction (direction along the plate surface). The structure is not possible. That is, the flexible member 200 has a structure that can be inserted into and removed from both side plate elements 100a and 100b in the plate thickness direction like a jigsaw puzzle and cannot be easily detached in the direction perpendicular to the plate thickness direction.
[0011]
When a force is applied to the process cartridge 4 in a direction to separate the drum unit 10 and the developing unit 11, a force acts on the fitting protrusion 44 of the developing unit 11 in a direction away from the photosensitive drum 12. Therefore, a force is applied to the side plate 100 of the drum unit 10 to move the fitting hole 41 away from the photosensitive drum 12 with the pin insertion hole 40 as a fulcrum. At this time, if the side plate 100 of the drum unit 10 does not have a structure to be deformed, an excessive pressure contact force is generated between the photosensitive drum 12 and the developing roller 18, but a part of the side plate 100 is formed as described above. By providing the flexible member 200 made of a rubber elastic body, the side plate 100 itself can be made flexible, so that the interval between the photosensitive drum 12 and the developing roller 18 is widened. The photosensitive drum 12 and the developing roller 18 can be prevented from being excessively pressed against each other. As a result, it is possible to prevent image defects caused by the photosensitive drum 12 being damaged or the developing roller 18 being damaged.
The shape of the flexible member 200 is not limited to that shown in this embodiment. The shape of the flexible member 200 is arbitrary as long as it can be fitted to the side plate elements 100a and 100b so that it can be inserted and removed in the thickness direction and cannot be inserted and removed in the direction perpendicular to the thickness direction.
[0012]
The flexible member 200 has a distance between the shaft fulcrum of the photosensitive drum 12 and the shaft fulcrum of the developing roller 18 when a load of 1 kg is applied in a direction in which the photosensitive drum 12 and the developing roller 18 are separated from each other. It is desirable that the amount of change be 0.05 mm or more and 2 mm or less. When the deformation amount of the flexible member 200 is less than 0.05 mm, it is insufficient to prevent excessive pressure contact between the photosensitive drum 12 and the developing roller 18. On the other hand, if the amount of deformation is greater than 2 mm, only the rotational force of the developing roller 18 or the driving force of the photosensitive drum 12 is applied, and the distance between the photosensitive drum 12 and the developing roller 18 is widened so that development cannot be performed. Missing is likely to occur.
Further, the flexible member 200 is formed of the same material as the contact portion of the developing roller 18 with the photosensitive drum 12, and the dimension d of the narrowest portion of the flexible member 200 in the direction orthogonal to the plate thickness direction is set. It is desirable to make it equal to the thickness of the contact portion of the developing roller 18. By doing so, the amount of expansion / deformation of the components of the process cartridge 4 due to heat generated by the operation of the image forming apparatus is the same as the amount of thermal expansion / deformation due to the contact of the developing roller 18 with the photosensitive drum 12. Therefore, the distance between the photosensitive drum 12 and the developing roller 18 can be kept constant regardless of the temperature. That is, even if the developing roller 18 is thermally expanded to excessively press the photosensitive drum 12, the same thermal expansion is also generated in the flexible member 200 made of a rubber elastic body. As a result, the distance between the photosensitive drum 12 and the developing roller 18 does not change. Therefore, it is possible to prevent the photosensitive drum 12 and the developing roller 18 from being excessively pressed. Silicone rubber, urethane rubber or the like is suitable as the rubber elastic material, and the hardness is 20 to 70 degrees (JIS-A), preferably 30 to 50 degrees, and the adhesion to the side plate elements 100a and 100b is used. It is preferable when aiming at.
In the above embodiment, the case where the side plate 100 of the drum unit 10 is divided into two elements, that is, the side plate elements 100a and 100b, is illustrated. However, the side plate elements are divided into three or more side plate elements and the side plate elements are flexible. You may connect via a member.
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, when expansion or deformation of the process cartridge components occurs due to heat generated by the operation of the image forming apparatus, the flexible member made of a rubber elastic body connecting the side plate elements of the drum unit is elastic. By deforming and absorbing the change in the distance between the electrostatic image carrier drum and the developing roller, it is possible to prevent the electrostatic image carrier drum and the developing roller from being excessively pressed. By providing a flexible member made of a rubber elastic body so as to constitute a part of the side plate of the drum unit, the side plate itself can be made flexible, so that a space for providing the flexible member is separately provided. There is no need to secure. Therefore, the provision of the flexible member does not increase the size of the process cartridge or the image forming apparatus to which the process cartridge is attached.
Further, according to the present invention , the drum unit having the flexible member can be easily assembled, and a separate part for holding the flexible member is not required, so that the manufacturing cost can be kept low. Furthermore, since the side plate of the drum unit can be easily disassembled, handling when recycling the side plate element and the flexible member is facilitated.
[0014]
Further, according to the present invention, it is possible to prevent the electrostatic image carrier drum and the developing roller from being excessively separated by a force applied during operation.
According to the invention, the developing roller is supported on the electrostatic image bearing member while the distance between the point supporting the electrostatic image carrier drum of the drum unit and the point supporting the developing roller of the developing unit is fixed. In a process cartridge that develops an electrostatic image on the outer peripheral surface of a drum while being in contact with the body drum, expansion and deformation of process cartridge components due to heat generated by the operation of the image forming apparatus, and electrostatic image carrier drum of the developing roller It is possible to absorb a change in the distance between the electrostatic image carrier drum and the developing roller due to thermal expansion / deformation caused by contact with the toner, and to prevent both from being excessively pressed.
Further , according to the present invention, the amount of expansion / deformation of the process cartridge component due to heat generated by the operation of the image forming apparatus is the same as the amount of thermal expansion / deformation due to contact of the developing roller with the electrostatic image carrier drum. Therefore, the distance between the electrostatic image carrier drum and the developing roller can be kept constant regardless of the temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view showing an overall structure of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an internal perspective side view showing a process cartridge.
FIG. 3 is an internal perspective side view showing the process cartridge in a state where the shutter is moved to an open position.
FIG. 4 is an internal see-through side view showing the process cartridge in a state separated into a drum unit and a developing unit.
5A is an internal perspective side view showing the structure of the drum unit, and FIG. 5B is an enlarged perspective view of the main part showing the structure of the side plate of the drum unit.
[Explanation of symbols]
4: Process cartridge 10: Drum unit 11: Developing unit 12: Photoconductor drum 18: Developing roller 23: Optical writing device 26: Transfer device 27: Fixing device 100: Side plate 100a, 100b: Side plate element 200: Flexible member d :Size

Claims

A drum unit having an electrostatic image carrier drum and a side plate that pivotally supports the drum unit, and a developing unit having a developing roller for developing an electrostatic image formed on the electrostatic image carrier drum are provided on the side plate of the drum unit. A process cartridge integrated by connecting the developing units, wherein the side plate of the drum unit is in a direction orthogonal to the plate thickness direction, and the electrostatic image carrier drum and the developing roller are brought close to each other. While dividing into a plurality in the direction to be separated , the divided side plate elements are connected to each other via a flexible member made of a rubber elastic body,
The process cartridge according to claim 1, wherein the flexible member absorbs and relaxes only a force applied in a direction in which the electrostatic image carrier drum and the developing roller are moved toward and away from each other.

2. The flexible member according to claim 1, wherein the flexible member is fitted to the side plate element so as to be inserted and removed in a plate thickness direction, and cannot be inserted and removed in a direction perpendicular to the plate thickness direction. Process cartridge.

The flexible member includes a shaft fulcrum of the electrostatic image carrier drum and the developing roller when a load of 1 kg is applied in a direction in which the electrostatic image carrier drum and the developing roller are separated from each other. 3. The process cartridge according to claim 1, wherein the change amount of the distance from the shaft fulcrum is 0.05 mm or more and 2 mm or less.

The outer circumferential surface of the developing roller is fixed to the electrostatic image in a state where the distance between the point supporting the electrostatic image carrier drum of the drum unit and the point supporting the developing roller of the developing unit is fixed. 4. The process cartridge according to claim 1, wherein the electrostatic image on the outer peripheral surface of the drum is developed while being brought into contact with the outer peripheral surface of the carrier drum.

The flexible member is formed of the same material as the contact portion of the developing roller with the outer peripheral surface of the electrostatic image carrier drum, and the narrowest portion of the flexible member in a direction orthogonal to the plate thickness direction The process cartridge according to claim 4, wherein the dimension of is equal to the thickness of the contact portion of the developing roller.