JP4136245B2

JP4136245B2 - Process cartridge and image forming apparatus

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Publication number: JP4136245B2
Application number: JP2000009478A
Authority: JP
Inventors: 達也鈴木; 健有光; 幸次三浦; 順宮本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2020-01-18
Also published as: JP2001201914A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等に使用されるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、帯電装置によって一様に帯電された感光ドラム（像担持体）に選択的な露光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によってトナーを付着させてトナー像として現像し、その後、このトナー像を紙等の記録材に転写して画像を形成する。そして、トナー像の転写後の感光ドラムは、表面に残留したトナーをクリーニング装置で除去されて、次の画像形成に供される。
【０００３】
近年では、感光ドラム、帯電装置、現像装置、クリーニング装置等をカートリッジ容器に一体的に組み込んでプロセスカートリッジとしてカートリッジ化したものが知られている。このプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されているので、これをユーザが画像形成装置本体に装着することによって、トナーの供給や感光ドラムの交換をユーザ自身で簡単に行うことができ、メンテナンスの容易化を図っている。
【０００４】
さらに近年では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれ独立した現像器を、感光ドラムに対して選択的に配設して現像動作を行う、又は感光ドラムに対して固定的に配設しそれぞれの現像器を選択的に駆動することにより、多色画像を形成する画像形成装置も考案されており、この多色の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジも実用化されるようになってきている。
【０００５】
ここで上述のプロセスカートリッジにおける帯電装置としては、コロナ放電等を用いた非接触方式と、帯電ローラ等を用いた接触方式が一般的であるが、近年ではオゾン発生の防止等を目的に後者の接触方式が一般的に用いられるようになってきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の接触方式の帯電装置は、感光ドラムに対して長期間接触させたままの状態に放置しておくと、帯電部材（例えば帯電ローラ）のうちの感光ドラムと接触する部分が永久変形を起こし帯電能力に変化をきたし、濃度ムラ等の画像不良を生じる場合があった。また感光ドラム表面においても、プロセスカートリッジの運搬時の振動等により感光ドラムと帯電部材とが摺擦し、帯電メモリとして履歴が残り、濃度ムラ等の画像不良を生じる場合があった。
【０００７】
これらの解決手段としては、従来から感光ドラム表面と帯電部材との間であって特に画像が書き込まれる領域（画像形成領域）の外側の領域（非画像形成領域）にスペーサ部材を挟み込み、未使用状態（特に搬送時）に両者を離間させた状態に保持しておく方法（特開平２−３９１６９号公報）やソレノイドを用いて加圧・離間を行う方法（特開平３−４８８７９号公報）等が開示されているが、これらの方法によると、プロセスカートリッジの使用時にユーザが感光ドラムに帯電ローラを当接させなければならないためユーザの負担が大きくなることや、加圧・離間のための機構が複雑でコストがかかるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、画像ムラ等の画像不良を防止するために感光ドラムから帯電ローラを離間させているスペーサ部材の除去を、簡単な構成と、ユーザに負担をかけない簡単な動作とで行うことができるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１に係る本発明は、像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電ローラと、現像ローラを備え、前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置とをカートリッジ枠体に一体的に組み込んで構成され、画像形成装置本体に対して装着される着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体表面に向けて前記帯電ローラを付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記帯電ローラの軸と前記像担持体との間に挿入されて前記像担持体表面から前記帯電ローラを離間させる第１の離間部材と、前記現像ローラと前記像担持体との間に挿入されて前記像担持体表面から前記現像ローラを離間させる第２の離間部材と、前記第１の離間部材と前記第２の離間部材とを連結する連結部材と、を備え、前記連結部材を介して連結した前記第１の離間部材と前記第２の離間部材とを前記像担持体の周方向に沿って前記カートリッジ枠体から引き抜くことで前記現像ローラを前記像担持体表面に当接させるとともに前記帯電ローラを前記像担持体表面に当接させ、前記第１の離間部材と前記第２の離間部材のうち、引き抜き方向の上流側に存在する離間部材を上流側離間部材として、前記上流側離間部材の前記像担持体半径方向の寸法は、前記帯電ローラ又は現像ローラのうち引き抜き方向の下流側に存在するローラと、前記像担持体とが接触した状態において、当該ローラの軸と前記像担持体との間を通過可能な大きさに設定され、且つ、前記上流側離間部材は、前記上流側離間部材の引き抜き経路上の前記カートリッジ枠体と前記像担持体表面との間を干渉することなく引き抜き可能に設定される、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る本発明は、請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記上流側離間部材に前記引き抜き方向と平行に溝を設け、前記カートリッジ枠体に前記溝に係合する壁状の規制部材を設けた、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る本発明は、画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に装着されて使用される着脱自在なプロセスカートリッジとを備えた画像形成装置において、前記プロセスカートリッジが請求項１又は２のプロセスカートリッジである、ことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
〈実施の形態〉
図１に、発明に係る画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のレーザビームプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００１８】
同時に示すレーザビームプリンタ（以下「画像形成装置」という。）Ａは、電子写真プロセスによって記録材（例えば、紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成するものであり、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）７を備えている。
【００１９】
感光ドラム７は、駆動手段（不図示）によって矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動され、その表面が帯電ローラ（帯電部材）８によって所定の極性・電位に均一に帯電される。帯電後の感光ドラム７表面は、露光装置１によって画像情報に応じた光照射が行われ、これにより静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置９によってトナー像として現像される。感光ドラム７上のトナー像は、転写ローラ（転写装置）４に印加された転写バイアスにより記録材２表面に転写される。トナー像転写後の記録材２は、定着装置５によって表面にトナー像が定着された後、画像形成装置本体１４の外部に排出される。一方、トナー像転写後の感光ドラム７は、表面に残った転写残トナーがクリーニング装置１０によって除去され、次の画像形成に供される。
【００２０】
上述の露光装置１は、画像除法に基づいてレーザ光を発光するレーザダイオード１ａ、レーザ光を反射するポリゴンミラー１ｂ、レンズ１ｃ、反射ミラー１ｄ等を有しており、これらにより、レーザ光を感光ドラム７表面に導く。
【００２１】
また、給搬送装置３は、給紙カセット３ａ内に収納された記録材２を、ピックアップローラ３ｂによって給紙し、搬送ローラ対３ｃ、３ｄによりレジストローラ対３ｅまで搬送して一旦停止させ、上述の感光ドラム７上のトナー像とタイミングを合わせるようにして、レジストローラ対３ｅによって感光ドラム７と転写ローラ４との間の転写部に供給する。さらに、トナー像転写後に記録材２を搬送ベルト３ｆによって定着装置８に搬送し、定着後の記録材２を搬送ローラ３ｇ、フラッパ３ｋを介して排出ローラ３ｍにより画像形成装置本体１４の外部に、又は定着後の記録材２をフラッパ３ｋの切り換えにより搬送ローラ３ｈ、排出ガイド３ｊ、排出ローラ３ｉを介して排紙トレイ６上に排出するものである。
【００２２】
また、定着装置８は、ヒータ５ａを内蔵した定着ローラ５ｂと、これに圧接されて定着ニップ部を形成する加圧ローラ５ｃとを有しており、未定着トナー像を担持した記録材２を加熱・加圧して表面にトナー像を定着するものである。
【００２３】
次に、本発明に係るプロセスカートリッジＢについて説明する。
【００２４】
プロセスカートリッジＢは、図３（縦断面図）、図４（右上方斜視図）、図５（右側面図）、図６（左側面図）に示すように、トナーを収納するトナー容器（現像剤収納部）１１Ａを有するトナー枠体１１と、現像ローラ９ｃを有する現像装置９を保持する現像枠体１２と結合し、さらにこれに感光ドラム７、クリーニングブレード１０ａ等を有するクリーニングのクリーニング装置１０及び接触帯電方式を用いた帯電装置である帯電ローラ８が取り付けられたクリーニング枠体１３を結合してカートリッジ枠体（ハウジング）Ｙを構成している。そしてこのプロセスカートリッジＢは、図１、図２に示すように、画像形成装置本体１４に対し、その上面においてピン３５ａを中心に矢印方向に開閉自在なカバー３５を開放して矢印Ｘ方向に装着し、また矢印Ｘ方向と反対方向に取り出すようになっている。
【００２５】
［カートリッジ枠体構成］
次に本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢのハウジングＹの構成について説明する。
【００２６】
本実施の形態で示すプロセスカートリッジＢは、トナー枠体１１と現像枠体１２とを結合し、これにクリーニング枠体１３を回動可能に結合して構成したカートリッジ枠体としてのハウジングＹ内に、前述の感光ドラム７、帯電ローラ８、現像装置９及びクリーニング装置１０等を収納してカートリッジ化したものである。そして、このプロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１４に設けたカートリッジ装着手段に対し取り外し可能に装着する。
【００２７】
図３及び図１０に示すように、トナー枠体１１にはトナー送り部材９ｂを回動可能に取り付けてあり、現像枠体１２には現像ローラ９ｃ及び現像ブレード９ｄを取り付けてある。そして前記トナー枠体１１と現像枠体１２を溶着（本実施の形態では超音波溶着）して一体的な第２枠体としての現像ユニットＤ（図８参照）を構成している。
【００２８】
また、図３及び図１０に示すようにクリーニング枠体１３には感光ドラム７、帯電ローラ８、クリーニング装置１０の各部材を取り付けて第１枠体としてのクリーニングユニットＣ（図７参照）を構成している。
【００２９】
上述の現像ユニットＤとクリーニングユニットＣとを丸いピンの結合部材２２によって互いに回動可能に結合することによってプロセスカートリッジＢを構成する。すなわち、図８に示すように、現像枠体１２の長手方向（現像ローラ９ｃの軸線方向）両側に形成したアーム部１９の先端には現像ローラ９ｃに平行に丸い形状の回動穴２０が設けてある。一方、クリーニング枠体１３の長手方向両側２箇所にはアーム部１９が侵入するための凹部２１が設けてある（図７参照）。この凹部２１にアーム部１９を挿入し、結合部材２２をクリーニング枠体１３の取付穴１３ｅに圧入し、かつアーム部１９端の回動穴２０に嵌入してさらに内側の穴１３ｅに圧入して取り付けることにより、現像ユニットＤとクリーニングユニットＣは結合部材２２に中心に回動可能に結合される。このときアーム部１９の根本に立設したダボ（不図示）に挿入して取り付けた圧縮コイルばね２２ａがクリーニング枠体１３の凹部２１の上壁に当たりこの圧縮コイルばね２２ａによって現像枠体１２を下方へ付勢することにより、現像ローラ９ｃを感光ドラム７へ確実に押し付ける。なお、クリーニング枠体１３の凹部２１の上壁は現像ユニットＤとクリーニングユニットＣを組み付ける際に圧縮コイルばね２２ａが非圧縮状態から圧縮を次第に強めるように傾斜が付されている。また、図８に示すように現像ローラ９ｃの長手方向両端に、感光ドラム７と現像ローラ９ｃの間隔を規制するためのスペーサコロ９ｉが取り付けられている。したがって、現像ユニットＤとクリーニングユニットＣとは結合部材２２を中心にして互いに回動可能であり、圧縮コイルばね２２ａの弾性力によって、感光ドラム７の周面と、現像ローラ９ｃの周面の位置関係を保持することができる。
【００３０】
［トナーシール構成］
図１１に示すように、トナー枠体１１の長手方向には、トナー枠体１１から現像枠体１２へトナーを送るためのトナー枠体１１の開口部１１ｉが設けられており、この開口部１１ｉを塞ぐように長手方向に裂けやすいカバーフィルム５１が貼り付けられている。このカバーフィルム５１には開口部１１ｉを開封するためにカバーフィルム５１を引き裂くためのテアテープ５２が溶着されている。そしてこのテアテープ５２は、開口部１１ｉの長手方向一端５２ｂで折り返されて、現像枠体１２のトナー枠体１１と対向する平面の長手方向の端部に貼り付けられた、例えばフェルトのような弾性シール部材５４（図９参照）とトナー枠体１１間を通って外部へ引き出され、テアテープ５２の外部へ引き出された端部５２ａには手掛けとなるトナーシール把手５３が取り付けてある（図１０、１１参照）。なお弾性シール部材５４表面の内部寄りには、摩擦係数の小さい合成樹脂フィルム状のテープ５５（図９参照）が貼り付けられている。またさらに、この弾性シール部材５４を貼り付けた位置と長手方向の反対側端部において平面１２ｅには、弾性シール部材５６が貼り付けられている。
【００３１】
次に、本発明の特徴部分の詳細を図１０〜図１４を用いて説明する。
【００３２】
図１３は感光ドラム７、帯電ローラ８、感光ドラム７と帯電ローラ８の第１の離間部材である第１のスペーサ部材６０、トナーシールであるテアテープ５２及びトナーシール把手５３などの配置を示すものである。
【００３３】
帯電ローラ８は芯金８ａの回りに導電性のゴム部材８ｄを成形して構成されており、軸受８ｃを介して加圧ばね（付勢部材）８ｂによって感光ドラム７に押し付けられている。スペーサ部材６０はトナーシール把手５３と同一側面の芯金８ａと感光ドラム７表面との間に挟み込むようにして挿入され、帯電ローラ８を傾けて変位させ、感光ドラム７表面から離間させている（図１３参照）。
【００３４】
一方、トナーシール把手５３はトナー枠体１１と一体成形されて、トナー枠体１１とつながる部分を特に薄くして切り離せるようにしてあり、テアテープ５２の端部５２ａがこのトナーシール把手５３に貼り付けてある。なお、トナーシール把手５３はトナー枠体１１と別体に構成し、トナー枠体１１の側面に穿設し孔（不図示）などと緩く嵌合する係止部を持つように構成してもよい。
【００３５】
スペーサ部材６０はトナーシール把手５３と、たとえば弾性シートで形成された第１の連結部材６１と両面テープなどを用いて結合されている。すなわち、トナーシール把手５３とスペーサ部材６０とが結合されていることによって、ユーザーがトナーシール５１を開封する際に、帯電ローラ８の離間部材であるスペーサ部材６０が同時に除去されるため、スペーサ部材６０の取り忘れが生じる可能性が少なくなる。また、これを実現するための構成も非常に簡単なものとすることができる。
【００３６】
図１５において、前述の発明に係る画像形成装置と同様な構成・作用の部材等については同じ符号を付してその説明は省略するものとする。
【００３７】
図１５は感光ドラム７、帯電ローラ８、テアテープ５２、トナーシール把手５３の配置を示すものである。ここで、トナーシール把手５３の係止部５３ａは感光ドラム７と帯電ローラ８を離間させるだけの厚さを持ったスペーサ部材として、感光ドラム７と帯電ローラ８の間に挿入される。すなわち、トナーシール把手５３の係止部５３ａが感光ドラム７と帯電ローラ８の離間部材を兼ねることにより、部品点数を増やすことなく、感光ドラム７と帯電ローラ８を離間させることができ、その解除に関しては複雑な機構を設けることなく、ユーザの操作により容易に行うことができる。
【００３８】
〈実施の形態１〉
図１６〜図１９を参照して、発明の実施の形態１を説明する。
【００３９】
図１６は感光ドラム７、帯電ローラ８、現像ローラ９ｃ、現像枠体１２、感光ドラム７と帯電ローラ８との第１の離間部材である第１のスペーサ部材７０ａ、感光ドラム７と現像ローラ９ｃとの第２の離間部材である第２のスペーサ部材７０ｂの配置を示すものである。
【００４０】
帯電ローラ８は、芯金８ａの回りに導電性のゴム部材８ｄを成形して構成されており、軸受８ｃを介して加圧ばね８ｂによって感光ドラム７に押し付けられている。
【００４１】
第１の離間部材であるスペーサ部材７０ａは、帯電ローラ８の長手方向の両端部において芯金８ａと感光ドラム７表面との間に挟み込むようにして挿入されて、帯電ローラ８を感光ドラム７表面から離間させている（図１６、図１９参照）。
【００４２】
一方、芯金９ｃ₁とこれを囲繞する弾性部材９ｃ₂とを有する現像ローラ９ｃは、現像枠体１２に対して回転自在に支持されており、現像枠体１２を含む現像ユニットＤは前述したように、クリーニングユニットＣとは回動可能に結合されている。このため、現像枠体１２と感光ドラム７とで挟み込むように第２のスペーサ部材７０ｂを現像ローラ９ｃの両端部において、芯金９ｃ₁と感光ドラム７表面との間に挿入することにより、現像ローラ９ｃを感光ドラム７表面から離間させている（図１６、図１９参照）。
【００４３】
図１７に示すように、第１、第２のスペーサ部材７０ａ、７０ｂを、例えば弾性シートで形成された第２の連結部材６１ａと両面テープなどを用いて結合し、さらに第２のスペーサ部材７０ｂとカートリッジ枠体外部に引き出されたスペーサ把手部材６２とを、弾性シートで形成された第３の連結部材６１ｂと両面テープなどを用いて結合する。なお、第１、第２のスペーサ部材７０ａ、７０ｂと第２、第３の連結部材６１ａ、６２ｂとスペーサ把手部材６２とは一体で成形された一部品で構成するようにしてもよい。
【００４４】
すなわち、２つの第１、第２のスペーサ部材７０ａ、７０ｂとスペーサ把手部材６２とが第２、第３の連結部材６１ａ、６１ｂで連結されていることで、これらをスペーサ把手部材６２方向へ引き抜くことにより、２つの第１、第２のスペーサ部材７０ａ、７０ｂを一つの動作で同時に除去することができる。
【００４５】
また、第１のスペーサ部材７０ａの感光ドラム７の半径方向の寸法（以下「厚さ」という。）Ｗ１は、帯電ローラ８のゴム部材８ｄの半径と芯金８ａの半径との差ｇ１より大きく、稼動時の感光ドラム７表面と現像枠体１２との間隙ｇ２より小さく、かつ第２のスペーサ部材７０ｂの厚さＷ２は、稼動時の感光ドラム７表面と現像枠体１２と間隙ｇ２より大きく構成されている（図１７、図１８参照）。すなわち、このような寸法の大小関係が成り立っていることにより、スペーサ部材引き抜き方向に関して、上流側に位置する第１のスペーサ部材７０ａの引き抜きを現像枠体１２などと干渉することなくスムーズに行うことが可能となる。
【００４６】
さらに図１６に示すように、第１、第２のスペーサ部材７０ａ、７０ｂのそれぞれ帯電ローラ接触面、現像枠体接触面には、スペーサ部材解除方向に平行な方向に細かい溝７１ａ、７１ｂが設けられている。一方、現像枠体１２の長手方向でスペーサ部材７０ａ、７０ｂに相当する位置には、上述の溝７１ａ、７１ｂと嵌合するスペーサ部材ガイド用のリブ（規制部材）１２ｇが設けてある。すなわち、スペーサ部材７０ａ、７０ｂの溝７１ａ、７１ｂとガイド用リブ１２ｇとを嵌合させることにより、スペーサ部材７０ａ、７０ｂを解除する際に、感光ドラム７の長手方向に横滑りなどすることなく確実に解除することができる。なお、ガイド用リブ１２ｇはクリーニング枠体に設けられていても同様の効果が得られる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、第１の離間部材は、把手部材をカートリッジ枠体から引き抜くことでシール部材を破砕して現像剤収納部の開口部を開口させる動作に連動して、第１の連結部材を介して第１の離間部材を引き抜いて前記帯電ローラを前記像担持体表面に当接させることができる。したがって、第１の離間部材を引き抜くための特別な動作は不要であり、ユーザへの負担が増加することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図２】実施の形態の画像形成装置の外観を示す斜視図。
【図３】実施の形態のプロセスカートリッジの縦断面図。
【図４】実施の形態のプロセスカートリッジの右側上方から見た外観斜視図。
【図５】実施の形態のプロセスカートリッジの右側面図。
【図６】実施の形態のプロセスカートリッジの左側面図。
【図７】実施の形態におけるクリーニングユニットの斜視図。
【図８】実施の形態における現像ユニットの斜視図。
【図９】実施の形態における現像枠体の斜視図。
【図１０】実施の形態におけるトナー枠体の斜視図。
【図１１】実施の形態におけるトナー枠体の斜視図。
【図１２】実施の形態における帯電ローラの支持部の構成を示す図。
【図１３】実施の形態における、帯電ローラと感光ドラムとの離間の状態を示す正面図。
【図１４】実施の形態における、帯電ローラと感光ドラムとの当接の状態を示す正面図。
【図１５】実施の形態における、帯電ローラと感光ドラムとの離間の状態を示す正面図。
【図１６】実施の形態１における、帯電ローラ及び現像ローラと感光ドラムとの離間の状態を示す縦断面図。
【図１７】実施の形態１における、第１、第２の離間部材及び第２、第３の連結部材の、上面図及び側面図。
【図１８】実施の形態１における、帯電ローラ及び現像ローラと感光ドラムとの当接の状態を示す縦断面図。
【図１９】実施の形態１における、帯電ローラ及び現像ローラと感光ドラムとの当接の状態を示す正面図。
【符号の説明】
７像担持体（感光ドラム）
８帯電部材（帯電ローラ）
８ａ帯電ローラの小径部（芯金）
８ｂ付勢部材（加圧ばね）
８ｄ帯電ローラの大径部（ゴム部材）
９現像装置
９ｃ_１現像ローラ小径部
１１Ａ現像剤収納部（トナー容器）
１１ｉ開口部
１２ｇ規制部材（リブ）
１４画像形成装置本体
５１シール部材（カバーフィルム）
５２シール部材（テアテープ）
５３把手部材（トナーシール把手）
５３ａ係止部
６０第１の離間部材（第１のスペーサ部材）
６１第１の連結部材
６１ａ第２の連結部材
６１ｂ第３の連結部材
７０ａ第１の離間部材（第１のスペーサ部材）
７０ｂ第２の離間部材（第２のスペーサ部材）
７１ａ、７１ｂ溝
Ａ画像形成装置
Ｂプロセスカートリッジ
ｇ１帯電ローラの大径部の半径と小径部の半径との差
ｇ２カートリッジ枠体及び現像ローラの小径部と感光ドラム表面との間隙
Ｗ１第１の離間部材の像担持体半径方向の寸法（第１の離間部材の厚さ）
Ｗ２第２の離間部材の像担持体半径方向の寸法（第２の離間部材の厚さ）
Ｙカートリッジ枠体（ハウジング）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process cartridge and an image forming apparatus used for a copying machine, a laser printer, a facsimile, and the like.
[0002]
[Prior art]
Image forming apparatuses such as copiers, laser printers, and facsimile machines selectively expose a photosensitive drum (image carrier) uniformly charged by a charging device to form an electrostatic latent image. The image is developed as a toner image by attaching toner with a developing device, and then the toner image is transferred to a recording material such as paper to form an image. Then, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum after the transfer of the toner image is removed by a cleaning device and used for the next image formation.
[0003]
In recent years, there has been known a cartridge in which a photosensitive drum, a charging device, a developing device, a cleaning device, and the like are integrated into a cartridge container to form a process cartridge. Since the process cartridge is configured to be detachable from the image forming apparatus main body, the user can easily supply the toner and replace the photosensitive drum by the user by attaching the process cartridge to the image forming apparatus main body. It is possible to make maintenance easier.
[0004]
Further, in recent years, independent developing devices for yellow, magenta, cyan, and black are selectively disposed on the photosensitive drum to perform a developing operation, or are fixedly disposed on the photosensitive drum and are respectively disposed. An image forming apparatus for forming a multicolor image by selectively driving a developing device has been devised, and a process cartridge used for the multicolor image forming apparatus has been put into practical use.
[0005]
Here, as the charging device in the above-described process cartridge, a non-contact method using corona discharge or the like and a contact method using a charging roller or the like are generally used. Contact methods are becoming more commonly used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the above-mentioned contact-type charging device is left in contact with the photosensitive drum for a long time, the portion of the charging member (for example, charging roller) that contacts the photosensitive drum is permanently deformed. In some cases, the charging ability is changed to cause image defects such as density unevenness. Also, on the surface of the photosensitive drum, the photosensitive drum and the charging member rub against each other due to vibration or the like when the process cartridge is transported, and a history remains as a charging memory, which may cause image defects such as density unevenness.
[0007]
As a solution to these problems, a spacer member is conventionally sandwiched between the photosensitive drum surface and the charging member, and in particular, an area outside the area where the image is written (image forming area) (non-image forming area). A method of holding the two in a separated state (particularly during transport) (Japanese Patent Laid-Open No. 2-39169), a method of applying pressure and separation using a solenoid (Japanese Patent Laid-Open No. 3-48879), and the like However, according to these methods, when the process cartridge is used, the user has to contact the charging roller with the photosensitive drum, which increases the burden on the user, and a mechanism for pressurizing / separating. However, there was a problem that it was complicated and costly.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a simple configuration and burden on the user to remove the spacer member that separates the charging roller from the photosensitive drum in order to prevent image defects such as image unevenness. It is an object of the present invention to provide a process cartridge and an image forming apparatus which can be performed with a simple operation without applying the above.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention according to claim 1 includes an image carrier, a charging roller for charging the surface of the image carrier, and a developing roller, and an electrostatic formed on the surface of the image carrier. In a detachable process cartridge which is configured to be integrally incorporated in a cartridge frame body with a developing device that develops a toner image by attaching toner to a latent image, the image carrier a biasing member for biasing the charging roller towards the surface, inserted and the image bearing member surface between the shaft and said image bearing member of the charging roller against the urging force of the pre-Symbol biasing member A first separating member that separates the charging roller from the first, a second separating member that is inserted between the developing roller and the image carrier and separates the developing roller from the surface of the image carrier; 1 spacing member and the A connecting member that connects the two spacing members to each other, and the cartridge that connects the first spacing member and the second spacing member coupled via the coupling member along a circumferential direction of the image carrier. By pulling it out of the frame, the developing roller is brought into contact with the surface of the image carrier and the charging roller is brought into contact with the surface of the image carrier, and the first separation member and the second separation member, A separation member existing upstream in the drawing direction is an upstream separation member, and the size of the upstream separation member in the radial direction of the image carrier is a roller existing downstream in the drawing direction of the charging roller or developing roller. And the image bearing member in contact with the image bearing member, the upstream spacing member is set to a size that can pass between the roller shaft and the image bearing member. Pull out Extractable to be set without interfering between the cartridge frame and the image bearing member surface in the path, characterized in that.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the process cartridge according to the first aspect , a groove is formed in the upstream separating member in parallel with the pulling direction, and a wall-shaped regulating member that engages with the groove is formed on the cartridge frame. It is provided.
[0015]
The present invention according to claim 3, the image forming apparatus main body, an image forming apparatus having a detachable process cartridge is used by being mounted to the image forming apparatus main body, the process cartridge according to claim 1 or 2 It is the process cartridge of this.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
< Embodiment >
FIG. 1 shows an example of an image forming apparatus according to the invention. The image forming apparatus shown in the figure is an electrophotographic laser beam printer, and the figure is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration thereof.
[0018]
A laser beam printer (hereinafter referred to as “image forming apparatus”) A shown at the same time forms an image on a recording material (for example, paper, an OHP sheet, cloth, etc.) by an electrophotographic process, and has a drum shape as an image carrier. The electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 7 is provided.
[0019]
The photosensitive drum 7 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow by a driving unit (not shown), and the surface thereof is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a charging roller (charging member) 8. The surface of the photosensitive drum 7 after charging is irradiated with light according to image information by the exposure device 1, thereby forming an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing device 9. The toner image on the photosensitive drum 7 is transferred onto the surface of the recording material 2 by a transfer bias applied to a transfer roller (transfer device) 4. After the toner image is transferred, the recording material 2 is discharged to the outside of the image forming apparatus main body 14 after the toner image is fixed on the surface by the fixing device 5. On the other hand, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 7 after the transfer of the toner image is removed by the cleaning device 10 and used for the next image formation.
[0020]
The above-described exposure apparatus 1 includes a laser diode 1a that emits laser light based on image division, a polygon mirror 1b that reflects the laser light, a lens 1c, a reflection mirror 1d, and the like. Lead to the drum 7 surface.
[0021]
Further, the feeding / conveying device 3 feeds the recording material 2 stored in the paper feeding cassette 3a by the pickup roller 3b, conveys the recording material 2 to the registration roller pair 3e by the conveying roller pair 3c, 3d, and temporarily stops it. The toner image on the photosensitive drum 7 is supplied to the transfer portion between the photosensitive drum 7 and the transfer roller 4 by the registration roller pair 3e so as to be in timing. Further, after the toner image is transferred, the recording material 2 is conveyed to the fixing device 8 by the conveying belt 3f, and the recording material 2 after fixing is conveyed to the outside of the image forming apparatus main body 14 by the conveying roller 3g and the discharge roller 3m via the flapper 3k. Alternatively, the recording material 2 after fixing is discharged onto the paper discharge tray 6 via the conveyance roller 3h, the discharge guide 3j, and the discharge roller 3i by switching the flapper 3k.
[0022]
The fixing device 8 includes a fixing roller 5b having a built-in heater 5a and a pressure roller 5c that is pressed against the fixing roller 5c to form a fixing nip portion. The toner image is fixed on the surface by heating and pressing.
[0023]
Next, the process cartridge B according to the present invention will be described.
[0024]
As shown in FIG. 3 (longitudinal sectional view), FIG. 4 (right upper perspective view), FIG. 5 (right side view), and FIG. 6 (left side view), the process cartridge B has a toner container (developer). A cleaning frame 10 having a photosensitive drum 7, a cleaning blade 10a, etc., and a toner frame 11 having an agent storage portion) 11A and a developing frame 12 holding a developing device 9 having a developing roller 9c. In addition, a cartridge frame (housing) Y is configured by combining a cleaning frame 13 to which a charging roller 8 as a charging device using a contact charging method is attached. As shown in FIGS. 1 and 2, the process cartridge B is mounted on the image forming apparatus main body 14 in the arrow X direction by opening a cover 35 that can be opened and closed in the arrow direction around the pin 35a on the upper surface. Moreover, it is taken out in the direction opposite to the arrow X direction.
[0025]
[Cartridge frame configuration]
Next, the configuration of the housing Y of the process cartridge B according to the present embodiment will be described.
[0026]
In the process cartridge B shown in the present embodiment, a toner frame 11 and a developing frame 12 are coupled, and a cleaning frame 13 is rotatably coupled to the toner frame 11 and a developing frame 12 in a housing Y as a cartridge frame. The photosensitive drum 7, the charging roller 8, the developing device 9, the cleaning device 10 and the like are accommodated in a cartridge. Then, the process cartridge B is detachably mounted on a cartridge mounting means provided in the image forming apparatus main body 14.
[0027]
As shown in FIGS. 3 and 10, a toner feeding member 9b is rotatably attached to the toner frame 11, and a developing roller 9c and a developing blade 9d are attached to the developing frame 12. The toner frame 11 and the developing frame 12 are welded (ultrasonic welding in this embodiment) to constitute a developing unit D (see FIG. 8) as an integral second frame.
[0028]
Further, as shown in FIGS. 3 and 10, the cleaning frame 13 is provided with the members of the photosensitive drum 7, the charging roller 8 and the cleaning device 10 to constitute a cleaning unit C (see FIG. 7) as a first frame. is doing.
[0029]
The developing unit D and the cleaning unit C described above are coupled to each other by a round pin coupling member 22 so that the process cartridge B is configured. That is, as shown in FIG. 8, a round rotation hole 20 is provided in parallel to the developing roller 9c at the tip of the arm portion 19 formed on both sides of the developing frame 12 in the longitudinal direction (axial direction of the developing roller 9c). It is. On the other hand, two recesses 21 for the arm portion 19 to enter are provided at two locations on both sides of the cleaning frame 13 in the longitudinal direction (see FIG. 7). The arm portion 19 is inserted into the concave portion 21, the coupling member 22 is press-fitted into the mounting hole 13 e of the cleaning frame body 13, and is fitted into the rotation hole 20 at the end of the arm portion 19 and is further press-fitted into the inner hole 13 e. By attaching, the developing unit D and the cleaning unit C are coupled to the coupling member 22 so as to be rotatable. At this time, the compression coil spring 22a inserted and attached to a dowel (not shown) standing at the base of the arm portion 19 hits the upper wall of the recess 21 of the cleaning frame 13, and the developing frame 12 is moved downward by the compression coil spring 22a. The developing roller 9c is reliably pressed against the photosensitive drum 7 by urging to the photosensitive drum 7. The upper wall of the recess 21 of the cleaning frame 13 is inclined so that the compression coil spring 22a gradually increases the compression from the uncompressed state when the developing unit D and the cleaning unit C are assembled. As shown in FIG. 8, spacer rollers 9i for restricting the distance between the photosensitive drum 7 and the developing roller 9c are attached to both ends in the longitudinal direction of the developing roller 9c. Therefore, the developing unit D and the cleaning unit C can be rotated with respect to the coupling member 22 and the positions of the peripheral surface of the photosensitive drum 7 and the peripheral surface of the developing roller 9c by the elastic force of the compression coil spring 22a. Relationship can be maintained.
[0030]
[Toner seal configuration]
As shown in FIG. 11, in the longitudinal direction of the toner frame 11, an opening 11i of the toner frame 11 for sending toner from the toner frame 11 to the developing frame 12 is provided, and this opening 11i. A cover film 51 that is easy to tear in the longitudinal direction is attached. A tear tape 52 for tearing the cover film 51 is welded to the cover film 51 in order to open the opening 11i. The tear tape 52 is folded at one end 52b in the longitudinal direction of the opening 11i and attached to the end in the longitudinal direction of the flat surface of the developing frame 12 facing the toner frame 11, for example, an elastic material such as felt. A toner seal handle 53 serving as a handle is attached to an end portion 52a that is drawn out through the seal member 54 (see FIG. 9) and the toner frame 11 and drawn out to the outside of the tear tape 52 (FIG. 10, FIG. 10). 11). A synthetic resin film-like tape 55 (see FIG. 9) having a small friction coefficient is affixed to the inside of the elastic seal member 54 surface. Furthermore, an elastic seal member 56 is attached to the flat surface 12e at the end opposite to the position where the elastic seal member 54 is attached in the longitudinal direction.
[0031]
Next, details of the characteristic portion of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0032]
FIG. 13 shows the arrangement of the photosensitive drum 7, the charging roller 8, the first spacer member 60 that is the first separation member between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8, the tear tape 52 that is a toner seal, and the toner seal handle 53. It is.
[0033]
The charging roller 8 is formed by molding a conductive rubber member 8d around a core metal 8a, and is pressed against the photosensitive drum 7 by a pressure spring (biasing member) 8b through a bearing 8c. The spacer member 60 is inserted so as to be sandwiched between the cored bar 8 a on the same side as the toner seal handle 53 and the surface of the photosensitive drum 7, and the charging roller 8 is inclined and displaced to be separated from the surface of the photosensitive drum 7 ( (See FIG. 13).
[0034]
On the other hand, the toner seal handle 53 is formed integrally with the toner frame 11 so that the portion connected to the toner frame 11 can be particularly thinned and separated, and the end 52 a of the tear tape 52 is attached to the toner seal handle 53. It is attached. The toner seal handle 53 may be configured separately from the toner frame 11 and may be configured to have a locking portion that is formed in a side surface of the toner frame 11 and loosely engages with a hole (not shown). Good.
[0035]
The spacer member 60 is coupled to the toner seal handle 53 using a double-sided tape or the like, for example, a first connecting member 61 formed of an elastic sheet. That is, since the toner seal handle 53 and the spacer member 60 are combined, when the user opens the toner seal 51, the spacer member 60, which is the separation member of the charging roller 8, is removed at the same time. The possibility of forgetting 60 is reduced. In addition, the configuration for realizing this can be very simple.
[0036]
In FIG. 15, members and the like having the same configurations and functions as those of the image forming apparatus according to the above-described invention are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0037]
FIG. 15 shows the arrangement of the photosensitive drum 7, the charging roller 8, the tear tape 52, and the toner seal handle 53. Here, the engaging portion 53 a of the toner seal handle 53 is inserted between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8 as a spacer member having a thickness sufficient to separate the photosensitive drum 7 and the charging roller 8. That is, the engaging portion 53a of the toner seal handle 53 also serves as a separation member between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8, so that the photosensitive drum 7 and the charging roller 8 can be separated without increasing the number of parts, and the release thereof is performed. Can be easily performed by the user's operation without providing a complicated mechanism.
[0038]
<Embodiment 1>
A first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.
[0039]
FIG. 16 shows the photosensitive drum 7, the charging roller 8, the developing roller 9 c, the developing frame 12, the first spacer member 70 a that is the first separation member between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8, and the photosensitive drum 7 and the developing roller 9 c. The arrangement of the second spacer member 70b, which is the second spacing member.
[0040]
The charging roller 8 is formed by molding a conductive rubber member 8d around a cored bar 8a, and is pressed against the photosensitive drum 7 by a pressure spring 8b via a bearing 8c.
[0041]
The spacer member 70a, which is a first separation member, is inserted so as to be sandwiched between the cored bar 8a and the surface of the photosensitive drum 7 at both ends in the longitudinal direction of the charging roller 8, and the charging roller 8 is inserted into the surface of the photosensitive drum 7. (See FIGS. 16 and 19).
[0042]
On the other hand, the developing roller 9c and a resilient member 9c ₂ that surrounds this core metal 9c ₁ is rotatably supported with respect to the developing frame 12, a developing unit D including a developing frame 12 described above Thus, the cleaning unit C is rotatably coupled. Thus, at both ends of the second spacer member 70b so as to hold in the developing frame 12 and the photosensitive drum 7 developing roller 9c, by inserting between the metal core 9c ₁ and the photosensitive drum 7 surface, developing The roller 9c is separated from the surface of the photosensitive drum 7 (see FIGS. 16 and 19).
[0043]
As shown in FIG. 17, the first and second spacer members 70a and 70b are coupled to the second connecting member 61a formed of, for example, an elastic sheet using a double-sided tape, and the second spacer member 70b. And the spacer handle member 62 drawn out of the cartridge frame are coupled to the third connecting member 61b formed of an elastic sheet using a double-sided tape or the like. The first and second spacer members 70a and 70b, the second and third connecting members 61a and 62b, and the spacer handle member 62 may be formed as a single component.
[0044]
That is, since the two first and second spacer members 70a and 70b and the spacer handle member 62 are connected by the second and third connecting members 61a and 61b, they are pulled out in the direction of the spacer handle member 62. Thus, the two first and second spacer members 70a and 70b can be simultaneously removed by one operation.
[0045]
Further, the radial dimension (hereinafter referred to as “thickness”) W1 of the photosensitive drum 7 of the first spacer member 70a is larger than the difference g1 between the radius of the rubber member 8d of the charging roller 8 and the radius of the cored bar 8a. The gap W2 between the surface of the photosensitive drum 7 and the developing frame 12 during operation is smaller than the gap g2, and the thickness W2 of the second spacer member 70b is larger than the gap g2 between the surface of the photosensitive drum 7 and the developing frame 12 during operation. It is configured (see FIGS. 17 and 18). That is, since such a size relationship is established, the first spacer member 70a located on the upstream side can be smoothly pulled out without interfering with the developing device frame 12 and the like in the spacer member pulling direction. Is possible.
[0046]
Further, as shown in FIG. 16, fine grooves 71a and 71b are provided on the charging roller contact surface and the developing frame contact surface of the first and second spacer members 70a and 70b, respectively, in a direction parallel to the spacer member release direction. It has been. On the other hand, spacer member guide ribs (regulating members) 12g that fit into the grooves 71a and 71b described above are provided at positions corresponding to the spacer members 70a and 70b in the longitudinal direction of the developing frame 12. That is, by engaging the grooves 71a and 71b of the spacer members 70a and 70b with the guide ribs 12g, when releasing the spacer members 70a and 70b, it is ensured without causing a side slip in the longitudinal direction of the photosensitive drum 7. It can be canceled. The same effect can be obtained even if the guide rib 12g is provided on the cleaning frame.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first separation member is interlocked with the operation of crushing the seal member by pulling out the handle member from the cartridge frame and opening the opening of the developer storage portion. The charging roller can be brought into contact with the surface of the image carrier by pulling out the first separation member via the first connecting member. Therefore, a special operation for pulling out the first separation member is unnecessary, and the burden on the user does not increase.
[Brief description of the drawings]
Figure 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus in the form status of implementation.
Figure 2 is a perspective view showing an appearance of an image forming apparatus in the form status of implementation.
Figure 3 is a longitudinal sectional view of the process cartridge in the form status of implementation.
Figure 4 is an external perspective view from the right side above the process cartridge in the form status of implementation.
[5] a right side view of the process cartridge in the form status of implementation.
[6] a left side view of the process cartridge in the form status of implementation.
Figure 7 is a perspective view of the cleaning unit definitive to form state implementation.
Figure 8 is a perspective view of the definitive development unit in the form status of implementation.
Figure 9 is a perspective view of the developing device frame for definitive to form state implementation.
Figure 10 is a perspective view of a toner frame for definitive to form state implementation.
Figure 11 is a perspective view of a toner frame for definitive to form state implementation.
12 is a diagram showing a structure of a support part of the definitive charging roller in the form status of implementation.
[13] definitive in the form status of implementation, front view showing a spaced state between the charging roller and the photosensitive drum.
[14] definitive in the form status of implementation, front view showing a state of the contact between the charging roller and the photosensitive drum.
[15] definitive in the form status of implementation, front view showing a spaced state between the charging roller and the photosensitive drum.
[16] in the form state first embodiment, longitudinal sectional view showing a separated state between the charging roller and the developing roller and the photosensitive drum.
In Figure 17 form state first embodiment, the first, second separating member and the second, third connecting member, top and side views.
[18] in the form state first embodiment, longitudinal sectional view showing the state of contact between the charging roller and the developing roller and the photosensitive drum.
[19] in the form state first embodiment, a front view showing the contact state between the charging roller and the developing roller and the photosensitive drum.
[Explanation of symbols]
7 Image carrier (photosensitive drum)
8 Charging member (charging roller)
8a Small diameter part of the charging roller (core metal)
8b Energizing member (pressure spring)
8d Large diameter part of charging roller (rubber member)
9 Developing device 9c ₁ Developing roller small diameter portion 11A Developer storage portion (toner container)
11i Opening 12g Regulating member (rib)
14 Image forming apparatus body 51 Seal member (cover film)
52 Sealing member (Tear tape)
53 Handle member (toner seal handle)
53a Locking portion 60 First separation member (first spacer member)
61 1st connection member 61a 2nd connection member 61b 3rd connection member 70a 1st separation member (1st spacer member)
70b Second separation member (second spacer member)
71a, 71b Groove A Image forming apparatus B Process cartridge g1 Difference between the radius of the large diameter portion and the small diameter portion of the charging roller g2 The gap W1 between the cartridge frame and the small diameter portions of the developing roller and the photosensitive drum surface First separation Dimension of image carrier in radial direction of member (thickness of first separating member)
W2 Dimensions of the second spacing member in the radial direction of the image carrier (thickness of the second spacing member)
Y Cartridge frame (housing)

Claims

An image bearing member, a charging roller that charges the surface of the image bearing member, and a developing roller, and a developing device that develops the toner image by attaching toner to an electrostatic latent image formed on the surface of the image bearing member. In a detachable process cartridge that is integrally incorporated in a cartridge frame and is attached to the image forming apparatus main body.
A biasing member for biasing the charging roller towards the surface of the image bearing member,
A first separating member for separating the charging roller from the inserted to the image bearing member surface between the shaft and said image bearing member of the charging roller against the urging force of the pre-Symbol urging member,
A second spacing member inserted between the developing roller and the image carrier to separate the developing roller from the surface of the image carrier;
A connecting member that connects the first spacing member and the second spacing member ;
The developing roller is removed from the surface of the image carrier by pulling out the first and second spacers connected via the connecting member from the cartridge frame along the circumferential direction of the image carrier. And the charging roller is brought into contact with the surface of the image carrier,
Among the first spacing member and the second spacing member, a spacing member existing on the upstream side in the drawing direction is used as an upstream spacing member.
The size of the upstream carrier member in the radial direction of the image carrier is such that the roller on the downstream side in the drawing direction of the charging roller or the developing roller and the image carrier are in contact with each other. And a size capable of passing between the image carrier and the image carrier, and
The upstream side separation member is set so that it can be pulled out without interfering between the cartridge frame on the drawing path of the upstream side separation member and the surface of the image carrier.
A process cartridge characterized by that.

A groove is provided in the upstream separation member in parallel with the pulling direction, and a wall-shaped regulation member that engages with the groove is provided in the cartridge frame.
The process cartridge according to claim 1 .

In an image forming apparatus comprising: an image forming apparatus main body; and a detachable process cartridge that is attached to the image forming apparatus main body and used.
The process cartridge is the process cartridge according to claim 1 or 2 .
An image forming apparatus.