JP4310091B2 - Developing cartridge and process cartridge - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に備えられる現像ユニット及び画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジ及びその保護部材に関する。
【0002】
ここで、画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(レーザービームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【0003】
また、プロセスカートリッジとは、画像形成装置本体に着脱可能な少なくとも現像手段を有するユニット、あるいは感光ドラムと現像手段を有するユニットをいう。
【0004】
また、現像ユニットとは電子写真感光ドラム上に形成された潜像を現像するための現像手段とそれに付随した部材で構成されたものをいう。
【0005】
【従来の技術】
従来、電子写真方式によって記録媒体に画像を形成する画像形成装置としては、次の構成が知られている。それは、電子写真感光ドラム上に選択的に形成された潜像に対し現像剤を収納した現像ユニットを対向させて前記潜像を可視像化し、記録媒体に転写する。多色画像形成装置においてはさらにこれらの現像及び転写動作を各色について行うことにより、記録媒体に多色画像を得るものである。
【0006】
また、前記現像方式として、現像ローラを感光ドラムに接触させる接触現像方式や現像ローラと感光ドラムの間に一定の間隔を設けるジャンピング現像方式などが知られている。そして前記現像ユニットを画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ構成として、使用者のメンテナンス作業を軽減するようにしたものも知られている。
【0007】
また、前記現像ユニットまたはプロセスカートリッジにおいて、製造出荷からユーザが使用を開始するまでの間の品質を保持する手段として様々な補助部材が提案されている。例えば、特許文献1乃至4などでは現像ブレードとDローラの間にシート部材を挟み込む構成が開示されている。
【0008】
【特許文献1】
特開平7−311536号公報
【特許文献2】
特開2001−290370号公報
【特許文献3】
USP−5749026号明細書
【特許文献4】
USP−6009287号明細書。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来、非磁性トナー及び弾性現像ローラを感光ドラムに接触させてトナー像を形成する接触現像方式の場合、感光ドラムとの摺擦等による傷や磨耗等を回避するため、現像ローラは弾性体を有するローラを用いることが好ましい。弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【0010】
また、現像ローラにスポンジローラ等のトナー供給ローラと現像ローラ上のトナー層を規制する現像ブレードを圧接させる構成が知られている。
【0011】
現像ブレードは、現像ローラに圧接させる事で現像ローラの外周にトナーを薄層形成させ、且つトナーへ電荷を付与(摩擦帯電)するものである。特に、リン青銅やステンレス鋼や炭素鋼などの金属に圧接手段を設けたもの、リン青銅やステンレス鋼や炭素鋼などのばね性を有する金属薄板、または前記金属薄板表面に樹脂をコートしたものが好ましく、いずれも現像ローラへ所定の当接圧を確保すると共に使用時には常時当接される構成である。
【0012】
上述のように、弾性体を有する現像ローラに現像ブレードを圧接させた構成の場合、使用時には常時当接しているため、当接圧により現像ローラと現像ブレードの接触部において約1mmの幅で現像ローラが変形した状態が維持されることとなる。
【0013】
そのため、製造出荷時からユーザが使用を開始するまでの間の放置時間、振動、衝撃、温湿度環境等の諸条件の影響により、現像ブレードと現像ローラとの当接部で形成された約1mm幅の変形が復帰しにくくなる場合がある。
【0014】
この場合、変形が充分に回復されない状態でユーザが使用を開始した場合、前記変形部が現像ブレード当接部を通過する際には、現像ローラが回転しているため、現像ブレードによる当接圧の微小変動などが生じる。その結果、前記変形部のトナーコート厚やトナー帯電特性等が変化し、画像に現像ローラの回転周期に対応する横すじが表れる場合がある。
【0015】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、使用開始時から良好な画像を得ることができる現像カートリッジ、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【0016】
上記目的を達成するために本発明に係る現像カートリッジにあっては、
電子写真画像形成装置本体に着脱可能な現像カートリッジにおいて、
電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラであって、弾性体からなるローラ部と、前記ローラ部を支持する軸部とを有する現像ローラと、
前記ローラ部と接触して、前記ローラ部上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
前記現像ローラと前記現像剤規制部材との間に取り外し可能にはさまれた保護部材であって、前記現像ローラと前記現像剤規制部材との間にはさまれることで圧縮変形するウレタンフォームからなる圧力分散材と、前記圧力分散材を支持するポリエチレンテレフタレートシートからなる補助部材と、を有し、前記補助部材は、前記圧力分散材と共に前記ローラ部と前記現像剤規制部材との間にはさまれており、前記補助部材には前記現像剤規制部材が接触し、前記圧力分散材には前記ローラ部が接触する保護部材と、
を有することを特徴とする。
【0017】
また、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラであって、弾性体からなるローラ部と、前記ローラ部を支持する軸部とを有する現像ローラと、
前記ローラ部と接触して、前記ローラ部上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
前記現像ローラと前記現像剤規制部材との間に取り外し可能にはさまれた保護部材であって、前記現像ローラと前記現像剤規制部材との間にはさまれることで圧縮変形するウレタンフォームからなる圧力分散材と、前記圧力分散材を支持するポリエチレンテレフタレートシートからなる補助部材と、を有し、前記補助部材は、前記圧力分散材と共に前記ローラ部と前記現像剤規制部材との間にはさまれており、前記補助部材には前記現像剤規制部材が接触し、前記圧力分散材には前記ローラ部が接触する保護部材と、
を有することを特徴とする。
【0019】
上述の構成によれば、現像剤規制部材と現像ローラとの間に保護部材を挟持することで、当接ニップを拡大し当接圧を減少させることで現像ローラの変形を抑制し、現像カートリッジやプロセスカートリッジの使用開始時から良好な画像を提供することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【0024】
なお、以下の説明において、「装置前面」とは、転写プロセスから定着プロセスへの記録媒体の搬送上流側の面を指し(図1において右側)、「装置本体及びプロセスカートリッジに関して左右」とは、装置前面から見て左または右である。また「長手方向」とは、記録媒体の表面と平行であり、且つ、記録媒体の搬送方向と交差(略直交)する方向である。
【0025】
(カラー画像形成装置の全体構成及び画像形成工程)
まず、カラー画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概略説明する。図1は本実施の形態に係るカラー電子写真画像形成装置の一形態で、現像カートリッジとドラムカートリッジ及び中間転写体ユニットを画像形成装置本体に装填したカラーレーザービームプリンターの概略構成を示す縦断面図である。
【0026】
このカラー画像形成装置本体は、図1に示すように、露光手段3から画像情報に基づいた光像を照射して反時計周りに回転する像担持体(以下「感光ドラム」という)1に静電潜像が形成され、現像カートリッジの現像位置で現像剤像(以下「トナー像」という)を形成する。そして、前記トナー像の形成と同期して記録媒体をピックアップローラ18、搬送ローラ対19、レジストローラ対7等からなる搬送手段によって搬送し、感光ドラム1に形成したトナー像が中間転写体5aに転写される。
【0027】
多色現像の場合、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックと4回繰り返されることで中間転写体5aに前記4色のトナー像が重ね合わされた状態で形成される。
【0028】
次にその中間転写体上5aのトナー像が二次転写ローラ11によって記録媒体に転写し、その記録媒体を加圧ローラと加熱ローラを有する定着装置8に搬送し、転写トナー像を定着して排出部10へ排出するように構成している。
【0029】
さらに詳細に画像形成工程を説明する。
【0030】
感光ドラム1は中間転写ベルト5aの回転と同期して図1の矢印方向(反時計回り)に回転する。帯電装置2は、感光ドラム1の表面を均一に帯電する。露光手段3は、帯電された感光ドラム1表面を各色画像情報に基づいた画像光、例えばイエロー画像情報に基づいた画像光、を照射し、感光ドラム1上にイエロー画像に対応した静電潜像を形成する。
【0031】
露光手段は次の工程を経て行われる。露光手段3は外部装置等から読み込んだ画像情報に基づいて感光ドラム1を光照射するものであり、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、スキャナーモーター、結像レンズ及び反射ミラーから概略構成されている。
【0032】
そして外部機器等から画像信号が与えられると、レーザーダイオードが前記画像信号に応じて発光し、ポリゴンミラーに前記画像光として照射する。このポリゴンミラーはスキャナーモーターによって高速回転し、前記ポリゴンミラーで反射した画像光が結像レンズ及び反射ミラーを介して前記感光ドラム1の表面を選択的に露光し、その結果感光ドラム上に静電潜像を形成する。
【0033】
この静電潜像形成と同期してイエローの現像カートリッジ(現像ユニット)4Yを現像位置に回転移動し、所定のバイアス電圧を印加し静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写ベルト5aの押えローラ(1次転写ローラ)5jにトナーと逆極性のバイアス電圧を印加することで、感光ドラム1上のイエローのトナー像が中間転写ベルト5a上に1次転写される。
【0034】
上述のようにイエロートナー像の一次転写が終了すると、現像装置4の次の現像カートリッジ(4M)が回転移動し、感光ドラム1に対向する位置に位置決めされる。以上のような静電潜像の形成、現像及び一次転写の各工程を、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色についても順次繰り返して行うことによって、中間転写ベルト5a上に4色のトナー像を重ね合わせる。
【0035】
この間、二次転写ローラ11は、中間転写ベルト5aとは非接触状態の位置にあり、クリーニングユニットとしてのクリーニング帯電ローラ5fも中間転写ベルト5aとは非接触状態の位置にある。
【0036】
二次転写ローラ11は、中間転写ベルト5a上に4色のトナー像が形成された後に、図1に示すように、中間転写ベルト5aに圧接される。さらに、中間転写ベルト5aの回転と同期して、給送手段であるレジストローラ対7近辺の所定の位置で待機していた記録媒体が中間転写ベルト5aと二次転写ローラ11のニップ部に送り出される。
【0037】
ここで、レジストローラ対7の直前には、記録媒体の先端を検知してレジストローラ対7の回転駆動力を遮断し、記録媒体を所定の位置で待機させるレジ前センサ14が設けられている。
【0038】
二次転写ローラ11にはトナーと逆極性のバイアス電圧が印加されており、中間転写ベルト5a上のトナー像は、搬送されてきた記録媒体の表面に一括して二次転写される。
【0039】
このようにしてトナー像が二次転写された記録媒体は、搬送ベルトユニット12を経由して定着装置8に搬送され、ここで、複数色のトナー像の定着が行われる。
【0040】
トナー像が定着された記録媒体は、排出ローラ対13によって排紙ガイド15に沿って搬送され、排出ローラ対9によってカラー画像形成装置A上部の排出部10に排出され、画像形成を完了する。
【0041】
一方、クリーニング帯電ローラ5fは、二次転写終了後に中間転写ベルト5aに圧接され、中間転写ベルト5a上に残った残留トナーは所定のバイアス電圧が印加され残留電荷が除電される。
【0042】
除電された残留トナーは、1次転写ニップ部を介して中間転写ベルト5aから感光ドラム1へ静電気的に再転写され、中間転写ベルト5a表面がクリーニングされる。
【0043】
なお、感光ドラム1に再転写された2次転写残の残留トナーは、感光ドラム1用のクリーニングブレード6によって除去しクリーニング容器20に回収される。
【0044】
回収された残留トナーは、廃トナーとして搬送する搬送経路(不図示)をたどり、廃トナーボックス16に回収され蓄積される。
【0045】
(現像カートリッジの構成)
次に図2、図3を参照して現像カートリッジの概略構成について説明する。図2は現像カートリッジ4Y(4M、4C、4Bkについては概略構成が同一なため説明を省略する)の概略縦断面図、図3はその斜視図である。
【0046】
現像装置4は、感光ドラム1上の静電潜像を可視像化するためのものであり、本実施の形態ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像を可能とする4個の現像カートリッジ4Y,4M,4C,4Bkから構成される。
【0047】
なお、本実施の形態では画像形成装置に着脱自在なカートリッジ方式の現像ユニットである現像カートリッジについて詳述するが、もちろんこの構成に限られるものではなく、画像形成装置に固定される固定現像ユニットにも本発明は好適に適用できる。
【0048】
現像カートリッジ4Yは、図2、図3に示す様に画像形成装置本体に挿入されていない状態における現像ローラの保護などを目的として、現像カートリッジ4Yに着脱自在な保護カバー360を有している。
【0049】
現像カートリッジ4Y,4M,4C,4Bkは、図1に示すように、軸を中心として回転するロータリーユニット301に形成された装着手段にそれぞれ着脱可能に保持され、画像形成に際しては、各現像カートリッジがロータリーユニット301に保持された状態で軸を中心に回転移動し、所定の現像カートリッジが感光ドラム1に対向した位置に止り、さらに後述する現像ローラ305が感光ドラム1に対し接触するように位置決めされた後、感光ドラム1の静電潜像に対応して可視像を形成する。
【0050】
カラー画像形成時には、中間転写ベルト5aの1回転毎にロータリーユニット301が回転し、イエロー現像カートリッジ4Y、マゼンタ現像カートリッジ4M、シアン現像カートリッジ4C、次いでブラック現像カートリッジ4Bkの順で現像工程がなされる。
【0051】
現像カートリッジ4Yは、図2に示すように、現像枠体を構成する現像容器302内のトナーをトナー攪拌部材303によってトナー供給ローラ304へ送り込み、図示時計方向に回転するトナー供給ローラ304、及び現像ローラ305の外周に圧接された現像ブレード332によって図示時計方向に回転する現像ローラ305の外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与(摩擦帯電)する。
【0052】
そして潜像が形成された感光ドラム1と対向した現像ローラ305に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光ドラム1上にトナー現像を行う。マゼンタ現像カートリッジ4M、シアン現像カートリッジ4C、ブラック現像カートリッジ4Bkについても上記同様なメカニズムでトナー現像が行われる。
【0053】
また各現像カートリッジの各現像ローラ305は、各現像カートリッジが現像位置に回転移動されたときプリンタ本体に設けられた各色現像用高圧電源及び駆動(図示せず)と接続されており、各色現像毎に順次選択的に電圧が印加され駆動装置が接続される。
【0054】
ここで、本実施の形態に係る現像カートリッジは、感光ドラム1と現像ローラ305が接触して現像を行う接触現像方式である。感光ドラム1はステンレスや銅やアルミニウム合金等の金属円筒に感光層を設けたものであり、これに接触する現像ローラ305は金属棒等の軸に弾性体ローラを成形したものである。
【0055】
この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。また、現像ローラ305に圧接させる事で現像ローラ305の外周にトナーを薄層形成させ、且つトナーへ電荷を付与(摩擦帯電)する現像ブレード332は、リン青銅やステンレス材などのばね性を有する金属薄板、または前記金属表面に樹脂をコートしたものであり、現像ローラ305へ所定の圧力を保持した状態で当接する。
【0056】
【実施例】
本発明の実施例について図4乃至図8を参照して概略説明する。図4及び図5は本実施例の保護部材を挿入した状態の現像カートリッジの断面図、図6は、保護部材を挿入していない状態の現像カートリッジの断面図である。
【0057】
保護部材333は、図4に示すように、現像ブレード332の現像ローラ305に対する当接圧を分散させる作用を有する圧力分散材333aが当接している。また、圧力分散材333aと一体に接合された補助部材333bの一端は現像ブレード332に接触し、圧力分散材333aと共に現像ローラ305と現像ブレード332との間に挟持されている。また、補助部材333bの他端は保護カバー360に接合層333cの領域において両面テープ等で接合される。
【0058】
そのため、現像カートリッジの製造時からユーザの使用開始に至るまでの間、現像ブレード332の現像ローラ305への当接圧の分散が可能になり、現像ローラ305の変形を抑制できる。また、前記プロセスカートリッジの初期使用時に保護カバー360を外すことで前記保護部材333も一緒に抜き取られ、前記プロセスカートリッジ使用時の保護部材333の抜き忘れを防止することも可能な構成となる。
【0059】
次に本発明の具体的な実施例の詳細を説明する。
【0060】
(圧力分散のメカニズム)
まず圧力分散のメカニズムについて説明する。図7に示す様に現像ブレード332が現像ローラ305に、例えば、線圧約1.96N/m(20gf/cm)で当接させた場合、実験的に現像ローラ305と現像ブレードとの当接幅は約1mmになる、その結果現像ローラ305が受ける面圧としては、約19.6×103N/m2(2gf/mm2)圧力を受けることになる。
【0061】
そこで、図8に示す如く圧力分散材333aを現像ローラ305と現像ブレード332の間に介在させることで圧力分散材333aが圧縮変形され、実験的に当接幅が約3〜5mmに拡大され、現像ブレード332の現像ローラ305への面圧が実質低下することとなり、現像ローラ305の変形抑制が可能となる。
【0062】
(圧力分散材)
次に本実施例に好適に用いることができる圧力分散材333aの詳細について説明する。現像ローラ305と現像ブレード332の間に挟む圧力分散材333aとしては、圧力分散作用の他に以下の機能が備えられていることが好ましい。
【0063】
(1)経時保管において、その他の構成部品にケミカルアタックしないこと。
【0064】
(2)輸送等の振動によるケバなどの発生がないこと。
【0065】
(3)操作性に優れること。
【0066】
等の条件を満たすものであり、実験的に以下に示す2種類の構成が好適に採用することが明らかとなった。
【0067】
まず、図5に示す様に厚み0.5mm〜2mm程度のウレタンフォームが圧力分散性はもとより、経時のケミカルアタック、ケバの発生、操作性等において、望ましい特性を得られることが分かった。
【0068】
同じウレタンフォームでも厚みが2mm以上になると、抜き差し性が著しく悪化し、逆に厚み0.5mm以下の場合、実験的に抜き差し性は向上するが、圧力分散効果が充分に得られないことがわかった。また、毛足1.2mm程度の木綿パイル等の繊維部材は実験的に圧力分散性は確保できるもののケバ問題の解決には至らなかった。
【0069】
また、実験的に効果がなかったものとしては、紙、ポリエチレンテレフタレートシート等でいずれも圧力分散作用を実質的に有していないものであった。従って、前記圧力分散性を有し、かつ経時保管において他の構成部品にケミカルアタックしないこと、ケバなどの発生がないこと及び操作性に優れる圧力分散材333aとして厚み0.5〜2mmのウレタンフォームが望ましい。
【0070】
また、前記ウレタンフォームと同等の圧力分散手段を有する構成としては、図6に示す様に、圧力分散材333aを例えばポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂による一体成形品とした。
【0071】
この場合圧力分散材333aの現像ローラ側の断面形状の曲率半径R2は、現像ローラの曲率半径をR1とすると、図6に示すように、わずかにR2>R1である構成が実験的に圧力分散効果を有することを確認できた。
【0072】
これは前記ウレタンフォームが現像ブレード332の当接により圧縮変形することで現像ローラ305の外径形状に追従し圧力分散効果を得るのに対し、あらかじめ現像ローラ305の略外径形状に成形した例えばポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂とすることで同様の圧力分散効果を得るものである。
【0073】
(補助部材)
実際の組立時の挟み込み作業、及びユーザの抜き取り作業において前記ウレタンフォーム等の発泡剤を使用した圧力分散材333aは、現像ローラ305あるいは現像ブレード332との摩擦抵抗が大きいことと充分な強度を有していない。そのため、圧力分散材333a単体では、差し込みにくい及び引き抜きにくい等、実際の作業性が著しく劣る。
【0074】
また、成形樹脂の場合は、圧力分散材333aの差し込み時や抜き取り時に現像ローラ305に触ってしまう恐れ、及び抜き忘れの恐れがある。
【0075】
従って、図4、図5に示す如く補助部材333bを一体的に形成させたものとしている。補助部材333bとしては、現像ブレード332がリン青銅やステンレス材などのばね性を有する金属薄板で表面に樹脂コーティングがされていない場合、実験的に厚み150μm程度のポリエチレンテレフタレートシートが好ましい。
【0076】
また前記現像ブレード332の表面に樹脂コーティングした場合、実験的に保護部材333の抜き差し時に補助部材333bが現像ブレード332の表面を傷つける場合があることがわかっている。その場合は補助部材333bの現像ブレード332との接触面にテフロン(登録商標)やシリコンコート等の潤滑作用を持たせると良く、実験的に剥離紙が好ましいことがわかった。
【0077】
また、いずれの場合においても補助部材333bは現像ローラ305側より現像ブレード332側に設定することが抜き差し性において良好なことが実験的に分かった。
【0078】
(保護カバーとの一体化)
次に、ユーザが前記保護部材333を引き抜く際のユーザビリティ確保を目的に、保護部材333の現像ブレード332と現像ローラ305との挟み込み部とは反対の他端を、保護カバー360と一体にすることで、ユーザに特別な意識を必要とせず保護部材333の確実なとりはずしが可能となる。
【0079】
(保護部材の構成(各部材の接合))
保護部材333は以上説明した如く、圧力分散材333a及び補助部材333bを基本とし、圧力分散材333aが現像ローラ305に、補助部材333bが現像ブレード332に接する方向で差し込み、且つ他端を保護カバー360に一体化する構成である。
【0080】
圧力分散材333aと補助部材333b、及び補助部材333bと保護カバー360の接合の手段としては本実施例においては、接合層333cの接合手段として両面テープを使用したがホットメルト、接着材等の手段でも経時に現像ローラや感光ドラム等の構成部品にケミカルアタックせず、かつ充分な接合強度を得られる材質であれば問題ない。また、接合領域については、剥離しないことを条件に特に限定されるものではない。
【0081】
以上、本発明をなす具体的実施例を示したが、本発明は前述カラー画像形成装置や前述実施例に限定されるものではなく、少なくとも現像ローラ305への現像ブレード332の当接圧の分散作用を有する保護部材333を現像ブレード332と現像ローラ305の間に挟み込む構成に適用できるのはいうまでもない。、シール材としての機能を有していないことは明白である。
【0082】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プロセスカートリッジ、または現像カートリッジの製造時からユーザの初期使用に至るまでに、現像剤規制部材が現像ローラに接触することによって生じる現像ローラの変形を、圧力分散材によって抑制することでき、良好な画像を得ることができる。さらに圧力分散材を支持する補助部材を現像剤規制部材に接触する側に設定することにより、現像ローラと現像剤規制部材との間での保護部材の抜き差しを良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る画像形成装置の縦断面図である。
【図2】本実施の形態に係る現像カートリッジの概略縦断面図である。
【図3】本実施の形態に係る現像カートリッジの全体斜視図である。
【図4】本実施の形態に係る保護部材挿入状態の現像カートリッジの断面図である。
【図5】本実施例の保護部材(圧力分散材:ウレタンフォーム)の詳細断面図である。
【図6】本実施例の保護部材(圧力分散材:柔らかい樹脂)の詳細断面図である。
【図7】保護部材がない場合のブレード当接状態を示す詳細断面図である。
【図8】保護部材がある場合のブレード当接状態を示す詳細断面図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム
2 帯電装置
3 露光手段
4 現像装置
4Y,4M,4C,4Bk 現像カートリッジ(現像ユニット)
5f クリーニング帯電ローラ
5a 中間転写ベルト(中間転写体)
6 クリーニングブレード
7 レジストローラ対
8 定着装置
9 排出ローラ対
10 排出部
11 二次転写ローラ
12 搬送ベルトユニット
13 排出ローラ対
14 レジ前センサ
15 排紙ガイド
16 廃トナーボックス
18 ピックアップローラ
19 搬送ローラ対
20 クリーニング容器
301 ロータリーユニット
302 現像容器
303 トナー攪拌部材
304 トナー供給ローラ
305 現像ローラ
332 現像ブレード
333 保護部材
333a 圧力分散材
333b 補助部材
333c 接合層
360 保護カバー
A カラー画像形成装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing unit provided in an image forming apparatus, a process cartridge detachably attached to the image forming apparatus, and a protection member thereof.
[0002]
Here, the image forming apparatus forms an image on a recording medium using an electrophotographic image forming system. Examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (laser beam printer, LED printer, etc.), a facsimile machine, a word processor, and the like.
[0003]
The process cartridge refers to a unit having at least developing means that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body, or a unit having a photosensitive drum and developing means.
[0004]
The developing unit means a developing unit for developing a latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum and a member associated therewith.
[0005]
[Prior art]
Conventionally, the following configuration is known as an image forming apparatus that forms an image on a recording medium by an electrophotographic method. That is, a latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum is made to face a developing unit containing a developer so that the latent image is visualized and transferred to a recording medium. In the multicolor image forming apparatus, these development and transfer operations are performed for each color to obtain a multicolor image on a recording medium.
[0006]
Further, as the developing method, a contact developing method in which a developing roller is brought into contact with a photosensitive drum, a jumping developing method in which a constant interval is provided between the developing roller and the photosensitive drum, and the like are known. There is also known a process cartridge configuration in which the developing unit can be attached to and detached from the image forming apparatus main body so as to reduce the maintenance work of the user.
[0007]
Further, in the developing unit or the process cartridge, various auxiliary members have been proposed as means for maintaining quality from manufacture and shipment until the user starts use. For example,
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-7-311536 [Patent Document 2]
JP 2001-290370 A [Patent Document 3]
USP-5749026 specification [Patent Document 4]
USP-6009287 specification.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in the case of a contact development method in which a non-magnetic toner and an elastic developing roller are brought into contact with a photosensitive drum to form a toner image, the developing roller is made of an elastic body in order to avoid scratches or wear due to rubbing against the photosensitive drum. It is preferable to use a roller having the same. As the elastic body, a solid rubber single layer or a solid rubber layer coated with a resin coating in consideration of charge imparting property to the toner is used.
[0010]
Further, a configuration is known in which a toner supply roller such as a sponge roller and a developing blade that regulates a toner layer on the developing roller are pressed against the developing roller.
[0011]
The developing blade presses the developing roller to form a thin layer of toner on the outer periphery of the developing roller, and applies charge (friction charging) to the toner. In particular, a metal plate such as phosphor bronze, stainless steel or carbon steel provided with a pressure contact means, a metal thin plate having spring properties such as phosphor bronze, stainless steel or carbon steel, or a material coated with a resin on the surface of the metal thin plate. Preferably, both have a configuration in which a predetermined contact pressure is secured to the developing roller and is always in contact during use.
[0012]
As described above, in the case where the developing blade is pressed against the developing roller having an elastic body, the developing blade is always in contact with the developing roller at the time of use. A state where the roller is deformed is maintained.
[0013]
Therefore, approximately 1 mm formed at the contact portion between the developing blade and the developing roller due to the influence of various conditions such as the standing time from the time of manufacture to the start of use by the user, vibration, impact, temperature and humidity environment, etc. The width deformation may be difficult to recover.
[0014]
In this case, when the user starts use without the deformation being sufficiently recovered, the developing roller rotates when the deformed portion passes through the developing blade contact portion, so that the contact pressure by the developing blade is increased. Minor fluctuations occur. As a result, the toner coat thickness, toner charging characteristics, and the like of the deformed portion change, and a horizontal streak corresponding to the rotation cycle of the developing roller may appear in the image.
[0015]
The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, it is an object of the developing cartridge which can obtain a good image from the start of use, and, to provide a process cartridge It is in.
[0016]
In order to achieve the above object, in the developing cartridge according to the present invention,
In the developing cartridge detachable from the electrophotographic image forming apparatus main body,
A developing roller for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member, the developing roller having a roller portion made of an elastic body and a shaft portion supporting the roller portion;
A developer regulating member that contacts the roller unit and regulates the amount of developer on the roller unit;
A protective member that is detachably sandwiched between the developing roller and the developer regulating member, and is formed of urethane foam that is compressed and deformed by being sandwiched between the developing roller and the developer regulating member. And an auxiliary member made of a polyethylene terephthalate sheet that supports the pressure dispersion material, and the auxiliary member is disposed between the roller portion and the developer regulating member together with the pressure dispersion material. A protective member in contact with the auxiliary member, the developer regulating member in contact with the pressure dispersion material, and a roller member in contact with the pressure dispersion material;
It is characterized by having.
[0017]
In the process cartridge that can be attached to and detached from the electrophotographic image forming apparatus main body,
An electrophotographic photoreceptor;
A developing roller for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member, the developing roller having a roller portion made of an elastic body, and a shaft portion supporting the roller portion;
A developer regulating member that contacts the roller unit and regulates the amount of developer on the roller unit;
A protective member that is detachably sandwiched between the developing roller and the developer regulating member, and is formed of urethane foam that is compressed and deformed by being sandwiched between the developing roller and the developer regulating member. And an auxiliary member made of a polyethylene terephthalate sheet that supports the pressure dispersion material, and the auxiliary member is disposed between the roller portion and the developer regulating member together with the pressure dispersion material. A protective member in contact with the auxiliary member, the developer regulating member in contact with the pressure dispersion material, and a roller member in contact with the pressure dispersion material;
It is characterized by having.
[0019]
According to the above arrangement, the protective member between the developer regulating member and the developing roller by clamping, to suppress the deformation of the developing roller by enlarging the contact nip reduces the contact pressure, developing A good image can be provided from the start of use of the cartridge or the process cartridge.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent. Further, the materials, shapes, etc. of the members once described in the following description are the same as those in the first description unless otherwise described.
[0024]
In the following description, “device front” refers to the upstream surface of the recording medium transported from the transfer process to the fixing process (right side in FIG. 1), and “left and right with respect to the device main body and process cartridge” Left or right when viewed from the front of the device. The “longitudinal direction” is a direction parallel to the surface of the recording medium and intersecting (substantially orthogonal) with the conveyance direction of the recording medium.
[0025]
(Overall configuration of color image forming apparatus and image forming process)
First, the overall configuration of the color image forming apparatus will be schematically described with reference to FIG. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a color laser beam printer in which a developing cartridge, a drum cartridge, and an intermediate transfer body unit are loaded in an image forming apparatus main body, which is an embodiment of a color electrophotographic image forming apparatus according to the present embodiment. It is.
[0026]
As shown in FIG. 1, the main body of the color image forming apparatus irradiates an image carrier (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 that rotates counterclockwise by irradiating a light image based on image information from exposure means 3. An electrostatic latent image is formed, and a developer image (hereinafter referred to as “toner image”) is formed at the development position of the developer cartridge. In synchronism with the formation of the toner image, the recording medium is conveyed by a conveying means including a
[0027]
In the case of multicolor development, the four color toner images are superimposed on the
[0028]
Next, the toner image on the
[0029]
The image forming process will be described in more detail.
[0030]
The
[0031]
The exposure means is performed through the following steps. The exposure means 3 irradiates the
[0032]
When an image signal is given from an external device or the like, the laser diode emits light according to the image signal and irradiates the polygon mirror as the image light. The polygon mirror is rotated at a high speed by a scanner motor, and image light reflected by the polygon mirror selectively exposes the surface of the
[0033]
In synchronism with the formation of the electrostatic latent image, the yellow developing cartridge (developing unit) 4Y is rotated to the developing position, and a predetermined bias voltage is applied to cause yellow toner to adhere to the electrostatic latent image for development. Thereafter, a yellow toner image on the
[0034]
When the primary transfer of the yellow toner image is completed as described above, the next developing cartridge (4M) of the developing
[0035]
Meanwhile, the
[0036]
As shown in FIG. 1, the
[0037]
Here, immediately before the
[0038]
A bias voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the
[0039]
The recording medium onto which the toner image has been secondarily transferred in this manner is conveyed to the
[0040]
The recording medium on which the toner image is fixed is conveyed along the
[0041]
On the other hand, the
[0042]
The discharged residual toner is electrostatically retransferred from the
[0043]
The residual toner remaining after the secondary transfer that has been retransferred to the
[0044]
The collected residual toner follows a conveyance path (not shown) for conveying it as waste toner, and is collected and accumulated in the
[0045]
(Developer cartridge configuration)
Next, the schematic configuration of the developing cartridge will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the developing
[0046]
The developing
[0047]
In this embodiment, the developing cartridge, which is a cartridge-type developing unit that is detachable from the image forming apparatus, will be described in detail. Of course, the developing cartridge is not limited to this configuration, but a fixed developing unit fixed to the image forming apparatus. Also, the present invention can be preferably applied.
[0048]
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing
[0049]
As shown in FIG. 1, the developing
[0050]
At the time of color image formation, the
[0051]
As shown in FIG. 2, the developing
[0052]
Then, by applying a developing bias to the developing
[0053]
Further, each developing
[0054]
Here, the developing cartridge according to the present embodiment is a contact developing method in which the
[0055]
As this elastic body, a solid rubber single layer or a solid rubber layer coated with a resin coating in consideration of charge imparting property to toner is used. Further, the developing
[0056]
【Example】
An embodiment of the present invention will be schematically described with reference to FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of the developing cartridge in a state in which the protective member of this embodiment is inserted, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the developing cartridge in a state in which the protective member is not inserted.
[0057]
As shown in FIG. 4, the
[0058]
Therefore, the contact pressure of the developing
[0059]
Next, details of specific embodiments of the present invention will be described.
[0060]
(Mechanism of pressure dispersion)
First, the mechanism of pressure dispersion will be described. As shown in FIG. 7, when the developing
[0061]
Therefore, as shown in FIG. 8, the pressure dispersion material 333a is compressed and deformed by interposing the pressure dispersion material 333a between the developing
[0062]
(Pressure dispersion material)
Next, details of the pressure dispersion material 333a that can be suitably used in the present embodiment will be described. The pressure dispersion member 333a sandwiched between the
[0063]
(1) Do not chemically attack other components during storage over time.
[0064]
(2) There shall be no generation of burns due to vibration during transportation.
[0065]
(3) Excellent operability.
[0066]
It has been found experimentally that the following two types of configurations are preferably employed.
[0067]
First, as shown in FIG. 5, it was found that a urethane foam having a thickness of about 0.5 mm to 2 mm can obtain desirable characteristics in terms of not only pressure dispersibility but also chemical attack with time, generation of fluff, operability, and the like.
[0068]
Even with the same urethane foam, when the thickness is 2 mm or more, the insertion / removability is significantly deteriorated. Conversely, when the thickness is 0.5 mm or less, the insertion / removability is improved experimentally, but the pressure dispersion effect cannot be sufficiently obtained. It was. Further, although fiber members such as cotton piles having a bristle of about 1.2 mm can experimentally ensure pressure dispersibility, they have not solved the problem of fluff.
[0069]
Moreover, as a thing which was not experimentally effective, neither paper nor a polyethylene terephthalate sheet | seat etc. have what has substantially no pressure dispersion effect | action. Therefore, a urethane foam having a thickness of 0.5 to 2 mm as the pressure dispersion material 333a having the above-mentioned pressure dispersibility and not causing chemical attack on other components during storage over time, no generation of injuries, and excellent operability. Is desirable.
[0070]
Moreover, as a structure which has a pressure dispersion means equivalent to the said urethane foam, as shown in FIG. 6, the pressure dispersion material 333a was made into the integrally molded article by resin, such as polyethylene and a polypropylene, for example.
[0071]
In this case, the radius of curvature R2 of the cross-sectional shape of the pressure dispersion member 333a on the developing roller side is experimentally shown in FIG. 6 where the radius of curvature R2 is slightly R2> R1, as shown in FIG. It was confirmed to have an effect.
[0072]
This is because the urethane foam is compressed and deformed by the contact of the developing
[0073]
(Auxiliary member)
The pressure dispersion material 333a using a foaming agent such as urethane foam in the sandwiching operation at the time of actual assembly and the user's extraction operation has a large frictional resistance with the developing
[0074]
In the case of a molded resin, there is a risk of touching the developing
[0075]
Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the auxiliary member 333b is integrally formed. The auxiliary member 333b is preferably a polyethylene terephthalate sheet having a thickness of about 150 μm experimentally when the developing
[0076]
Further, when the surface of the developing
[0077]
In any case, it has been experimentally found that the auxiliary member 333b is set to be closer to the developing
[0078]
(Integrated with protective cover)
Next, for the purpose of ensuring usability when the user pulls out the
[0079]
(Configuration of protective member (joining of each member))
As described above, the
[0080]
In this embodiment, the pressure dispersion material 333a and the auxiliary member 333b, and the auxiliary member 333b and the
[0081]
As described above, the specific embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described color image forming apparatus and the above-described embodiments, and at least the distribution of the contact pressure of the developing
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the deformation of the developing roller caused by the developer regulating member coming into contact with the developing roller from the time of manufacture of the process cartridge or the developing cartridge to the initial use by the user It can be suppressed by the dispersing material, and a good image can be obtained. Further , by setting the auxiliary member that supports the pressure dispersion material on the side in contact with the developer regulating member, it is possible to satisfactorily insert and remove the protective member between the developing roller and the developer regulating member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a developing cartridge according to the present embodiment.
FIG. 3 is an overall perspective view of the developing cartridge according to the exemplary embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the developing cartridge in a state where a protective member is inserted according to the present embodiment.
FIG. 5 is a detailed sectional view of a protective member (pressure dispersion material: urethane foam) according to the present embodiment.
FIG. 6 is a detailed cross-sectional view of a protective member (pressure dispersion material: soft resin) of this example.
FIG. 7 is a detailed cross-sectional view showing a blade contact state when there is no protective member.
FIG. 8 is a detailed cross-sectional view showing a blade contact state when there is a protective member.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
5f
6
Claims (2)
電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラであって、弾性体からなるローラ部と、前記ローラ部を支持する軸部とを有する現像ローラと、
前記ローラ部と接触して、前記ローラ部上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
前記現像ローラと前記現像剤規制部材との間に取り外し可能にはさまれた保護部材であって、前記現像ローラと前記現像剤規制部材との間にはさまれることで圧縮変形するウレタンフォームからなる圧力分散材と、前記圧力分散材を支持するポリエチレンテレフタレートシートからなる補助部材と、を有し、前記補助部材は、前記圧力分散材と共に前記ローラ部と前記現像剤規制部材との間にはさまれており、前記補助部材には前記現像剤規制部材が接触し、前記圧力分散材には前記ローラ部が接触する保護部材と、
を有する現像カートリッジ。In the developing cartridge detachable from the electrophotographic image forming apparatus main body,
A developing roller for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member, the developing roller having a roller portion made of an elastic body and a shaft portion supporting the roller portion;
A developer regulating member that contacts the roller unit and regulates the amount of developer on the roller unit;
A protective member that is detachably sandwiched between the developing roller and the developer regulating member, and is formed of urethane foam that is compressed and deformed by being sandwiched between the developing roller and the developer regulating member. And an auxiliary member made of a polyethylene terephthalate sheet that supports the pressure dispersion material, and the auxiliary member is disposed between the roller portion and the developer regulating member together with the pressure dispersion material. A protective member in contact with the auxiliary member, the developer regulating member in contact with the pressure dispersion material, and a roller member in contact with the pressure dispersion material;
A developing cartridge.
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラであって、弾性体からなるローラ部と、前記ローラ部を支持する軸部とを有する現像ローラと、
前記ローラ部と接触して、前記ローラ部上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
前記現像ローラと前記現像剤規制部材との間に取り外し可能にはさまれた保護部材であって、前記現像ローラと前記現像剤規制部材との間にはさまれることで圧縮変形するウレタンフォームからなる圧力分散材と、前記圧力分散材を支持するポリエチレンテレフタレートシートからなる補助部材と、を有し、前記補助部材は、前記圧力分散材と共に前記ローラ部と前記現像剤規制部材との間にはさまれており、前記補助部材には前記現像剤規制部材が接触し、前記圧力分散材には前記ローラ部が接触する保護部材と、
を有するプロセスカートリッジ。In a process cartridge that can be attached to and detached from the electrophotographic image forming apparatus main body,
An electrophotographic photoreceptor;
A developing roller for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member, the developing roller having a roller portion made of an elastic body, and a shaft portion supporting the roller portion;
A developer regulating member that contacts the roller unit and regulates the amount of developer on the roller unit;
A protective member that is detachably sandwiched between the developing roller and the developer regulating member, and is formed of urethane foam that is compressed and deformed by being sandwiched between the developing roller and the developer regulating member. And an auxiliary member made of a polyethylene terephthalate sheet that supports the pressure dispersion material, and the auxiliary member is disposed between the roller portion and the developer regulating member together with the pressure dispersion material. A protective member in contact with the auxiliary member, the developer regulating member in contact with the pressure dispersion material, and a roller member in contact with the pressure dispersion material;
A process cartridge.
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