以下、図面を参照して、参考例とともに、本発明の好ましい実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の機能、材質、形状、機能、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本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。
《第1の参考例》
(画像形成装置の全体構成)
図4(a)、(b)は、夫々本参考例に係る現像装置用ユニットを搭載した画像形成装置本体1(以下、装置本体と記載する)、プロセスカートリッジ2(以下、カートリッジと記載する)の断面図である。以下、図4(a)(b)に沿って、本参考例に係る画像形成装置の全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
ここで、本発明において、カートリッジ(プロセスカートリッジ)とは、電子写真感光体と、この電子写真感光体に作用するプロセス手段とを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置本体に対して取り外し可能(着脱可能)に装着されるものである。例えば、電子写真感光体と、プロセス手段としての現像手段、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。
そこで、例えば、電子写真感光体と、プロセス手段としての帯電手段、クリーニング手段を一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。また、例えば、電子写真感光体と、プロセス手段としての現像手段を一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。
また、電子写真画像形成装置とは、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。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、電子写真プリンター(LEDプリンター、レーザービームプリンター等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
また、電子写真画像形成装置の装置本体とは、プロセスカートリッジを除いた電子写真画像形成装置部分である。
本参考例に係る画像形成装置は、カートリッジ2を装置本体1に着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザービームプリンターである。図4(a)で、カートリッジ2が装置本体1に装着されたとき、カートリッジ2の上側には露光装置(レーザースキャナユニット)3が配置される。また、カートリッジ2の下側には画像形成対象となる記録媒体(シート材)Pを収容したシートトレイ4が配置されている。
更に、装置本体1には、シート材Pの搬送方向に沿って、ピックアップローラー5a、給送ローラー5b、搬送ローラー対5c、転写ガイド6、転写用帯電ローラー7、搬送ガイド8、定着装置9、排出ローラー対10、排出トレイ11等が配置されている。
(画像形成プロセス)
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、電子写真感光体ドラム(以下、ドラムと記載する)20は矢印R1方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。ドラム20の外周面には、バイアス電圧が印加された帯電ローラー12が接触していて、この帯電ローラー12によってドラム20の外周面は、一様均一に帯電される。
露光装置3からは、画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Lが出力される。そのレーザー光Lが、カートリッジ2の上面の露光窓部53からカートリッジ2の内部に入光して、ドラム20の外周面を走査露光する。これにより、ドラム20の外周面には、画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像枠体ユニット30(図4(b))の現像剤T(以下、トナーと記載する)によって可視化されトナー像として現像される。
さらに説明すると、帯電ローラー12はドラム20に接触して設けられており、ドラム20に帯電を行う。この帯電ローラー12は、ドラム20に従動回転する。また、現像枠体ユニット30は、ドラム20の現像領域へトナーを供給して、ドラム20に形成された潜像を現像する。
上述した現像枠体ユニット30(図4(b))は、トナー室45内のトナーTを攪拌部材43の回転によってトナー供給室44に送り出す。そして、固定磁石(以下、マグネットローラーと記載する)41aを内蔵した現像剤担持体である現像ローラー41を回転させるとともに、現像ブレード42によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラー41の表面に形成する。そして、そのトナーを潜像に応じてドラム20へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。現像ブレード42は、現像ローラー41の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するものである。
一方、レーザー光Lの出力するタイミングと合わせて、図4(a)に示すピックアップローラー5a、給送るローラー5b、搬送ローラー対5cによって、装置本体1の下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から給紙される。そして、そのシート材Pが、転写ガイド6を経由してドラム20と転写用帯電ローラー7との間の転写位置へタイミング供給される。この転写位置において、トナー像はドラム20からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材Pは、ドラム20から分離されて搬送ガイド8に沿って定着装置9に搬送される。そして、シート材Pは、定着装置9を構成する定着ローラー9aと加圧ローラー9bとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われて、トナー像はシート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Pは、排紙ローラー対10まで搬送され、排紙トレイ11に排紙される。
一方、転写後のドラム20は、クリーニングブレード52により外周面上の残留トナーが除去されて、再び帯電から始まる作像に供される。ドラム20から除去された廃トナーは、廃トナー室51eに貯蔵される。
上記において、帯電ローラー12、現像ローラー41、クリーニングブレード52等がドラム20に作用するプロセス手段である。
(プロセスカートリッジの枠体構成)
図4(b)、図5(a)(b)は、カートリッジ2の枠体構成を説明する図である。図4(b)に示すように、ドラム20、帯電ローラー12およびクリーニングブレード52は、ドラム枠体51に取り付けられ、一体的なドラム枠体ユニット50を構成している。一方、現像枠体ユニット30は、第1枠体としてのトナー収納容器31と、第2枠体としてのフタ32により構成される。そして、現像剤収納部としてのトナー室45やトナー供給室44を形成する。トナー収納容器31とフタ32は、溶着等の手段により、一体に結合されている。
このドラム枠体ユニット50と現像枠体ユニット30によってプロセスカートリッジの枠体が構成される。特に、ドラム枠体ユニット50は、プロセスカートリッジの枠体のうちドラム20を支持する部分を構成している。また現像枠体ユニット30は、プロセスカートリッジの枠体のうち、現像ローラー41を支持する部分を構成している。
また、図5(a)、(b)に示すように、ドラム枠体ユニット50の長手方向(ドラム20の軸線方向)端部に、装置本体1からの駆動を伝達し、ドラム20を回転させるためのカップリング部材150が設けられている。また、ドラム20の長手方向端部には、カップリング150が装置本体1から受けた回転力を現像ローラー41に伝達するための、ドラム20と一体的に固定されたドラムギア20aが設けられている。
現像枠体ユニット30の長手方向(現像ローラー41の軸線方向)の両側に一端側端部枠体としてのサイドカバー62と他端側端部枠体としてのサイドカバー61を有する。つまりサイドカバー61,62は現像枠体ユニット30の両端部を構成する部材である。
サイドカバー62には現像ローラー41に電圧を印加するためのカートリッジ側現像接点65が設けられている。更には、サイドカバー61、62は、間隔保証部材200(不図示)を支持しており、間隔保証部材200によって現像ローラー41が回転可能に支持されている。また、間隔保証部材200によって現像ローラー41はドラム20から所定の間隔をもって保持される。なお、間隔保証部材200の詳細な構成については後述する。
サイドカバー61、62に形成したアーム部61a、62aの先端には、現像ローラー41と平行に回動穴61b(丸穴)、62b(長丸穴)が設けてある。アーム部61a、62aをドラム枠体51の所定の位置に挿入すると、ドラム枠体51には回動穴61b、62bの同軸上に結合部材54を嵌入するための嵌入穴51R、51Lが空いている。結合部材54を回動穴61b、62bと嵌入穴51R、51Lに共に挿入することで、ドラム枠体ユニット50と現像枠体ユニット30は、結合部材54を中心に回動可能に結合される。
このとき、アーム部61a、62aの根元に取り付けられた圧縮コイルばね63が、ドラム枠体51に当たり現像枠体ユニット30を付勢している。これにより、現像ローラー41をドラム20方向へ確実に押し付ける。
このような構成により、ドラム枠体ユニット50と現像枠体ユニット30が結合され、一体的なプロセスカートリッジが形成される。
(装置本体のカートリッジ着脱部)
図6(a)、(b)は装置本体の斜視図である。図6(a)、(b)に示すように、装置本体1にはプロセスカートリッジ着脱用ガイドレール130が備えてあり、カートリッジ2は着脱用ガイドレール130に沿って装置本体1内に装着される。この際に、カートリッジ2の装着動作に連動して装置本体1の駆動軸100とカートリッジ2が有する回転力伝達部品であるカップリング部材150(図5(a))とが結合する。これにより、ドラム20は装置本体1から回転力を受けて回転する。
その状態において、カートリッジ側現像接点65(図4)が本体側現像接点102と当接し、装置本体1からの電圧をカートリッジ2に印加することができる。
(間隔保証部材)
図1(a)は、本参考例に係る現像装置用ユニットとしての間隔保証部材と、感光体ドラムとの長手方向に垂直な断面内で互いの中心を結ぶX−X方向の断面図、図1(b)は間隔保証部材の取り付け方法を説明する斜視図である。また、図2(a)乃至(c)は本参考例に係る間隔保証部材を更に説明する図である。更に、図3は本参考例に係る間隔保証部材の取り付け方法を説明する斜視図である。
本参考例の間隔保証部材200は、図2に示すように、ドラム20の外周面(外周部)に当接するドラム接触部としてのドラム当接面200aと、現像ローラー41の外周面に当接するローラー接触部としての現像ローラー当接面200bを備える。また、本参考例の間隔保証部材200は、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決めるための取り付け部としての丸穴部200cと、長丸穴部200dを備える。更に、現像ローラー当接面200bの長手方向内側でドラム20と当接しないための逃げ部である厚さ0.2mm程度の薄肉部200sを備えている。
ここで、本参考例の間隔保証部材200において、現像ローラー当接面200b(第1当接面)は第1形状部200X(図1(a))に設けられ、ドラム当接面200a(第2当接面)は第2形状部200Y(図1(a))に設けられる。そして、現像ローラーの軸線方向に垂直な断面内で、第2形状部は第1形状部よりも周方向の当接角度が小さいように構成されている(図2(b))。なお、図2(b)で、感光体ドラム当接面200aの円弧形状の中心は、現像ローラー41の中心と同一であることが望ましい。
次に、現像ローラー41とドラム20の長手方向における間隔保証部材200の位置関係について、図1(a)を用いて説明する。図1(a)は、図2(b)の現像ローラー41とドラム20の中心を通るX−X断面図である。ドラム当接面200aと現像ローラー当接面200bは、現像枠体ユニット30内部のトナーTの自重、および圧縮コイルばね63の付勢力によって発生する力を受ける。
ここで、図1(a)に示すように、間隔保証部材200のドラム当接面200aと、現像ローラー41を回転可能に支持する現像ローラー当接面200bとは、現像ローラー41の長手方向(軸線方向)において重なる部分を有する。このとき、間隔保証部材200は、現像ローラー41の長手方向端部に設けられた縮径部としてのフランジ部材41cを支持していない(間隔保証部材200は、フランジ部材41cと当接していない)。
なお、現像ローラー41に内蔵されたマグネットローラー41a、およびフランジ部材41cに取り付けられる後述の圧縮コイルばね接点41bは、理解を助けるために不図示としている。また、理解を助けるために、現像ローラー41と間隔保証部材200の隙間、感光体ドラム96と現像ローラー97の隙間を意図的に大きく示している。
次に、間隔保証部材の取り付け方法について、図1(b)、図3を用いて説明する。図1(b)に示すように、現像ローラー41の一端側の端部には、カートリッジ現像接点に当接して現像ローラーに電圧を印加するための圧縮コイルばね接点41bと、圧縮コイルばね接点41bを保持するフランジ部材41cが取り付けられている。そして、図3に示すように、2つの間隔保証部材200は、現像ローラー41の長手方向両端部にそれぞれ取り付けられ、現像ローラー41を回転可能に支持し、現像ローラーユニット80を形成する。
また、現像ローラーユニット80の他端側の端部には、ドラムギア20aから受けた回転力を現像ローラー41に伝達するための現像ローラーギア46が取り付けられている。そして、サイドカバー61、62に備えられた円筒部61d、61e、62d、62eを、間隔保証部材の丸穴部200c、長丸穴部200dとトナー収納容器31の丸穴部31b、長丸穴部31cに共に挿入する。
これにより、間隔保証部材200はトナー収納容器31、およびサイドカバー61、62と一体となり、ビス等で固定される。丸穴部200c、長丸穴部200d、長丸穴部31cは、サイドカバー61、62に設けられた突起(円筒部61d、61e、62d、62e)と係合する穴(開口)である。
なお、間隔保証部材200に丸穴部200c、長穴部200dを設ける代わりに円筒部61d、61e、62d、62eのような突起を取り付け部として設けてもよい。そして、サイドカバー61,62に丸穴部200c、長穴部200dのような開口を設け、間隔保証部材200に設けた突起をサイドカバー61,62やトナー収納容器31に設けた開口に係合させてもよい。
また、トナー収納容器31は、現像ローラー41の両端部からのトナーの漏出を防止するための端部シール部材90を保持している。ここで、端部シール部材90は、現像ローラーに非接触の磁性シール部材であっても良いし、現像ローラーに接触する不織布やフェルト等の布状シール部材であっても良い。
以上説明したように、本参考例における構成をまとめると、次の通りである。ドラム20を含むドラム枠体ユニット50と現像ローラー41を含む現像枠体ユニット30(図4(b))は、結合部材54(図5(a))を中心にして相対的に移動可能である。そして、サイドカバー61、62に取り付けられた圧縮コイルばね63(図3(a))によって,互いに近づく向きに付勢される。
間隔保証部材200は、トナー収納容器31に対する取り付け部である丸穴部200c、長丸穴部200dと、ドラム接触部としてのドラム当接面200aと、現像ローラー接触部としての現像ローラー当接面200bとを備える。そして、間隔保証部材200のドラム当接面200aと、現像ローラー当接面200bとが、現像ローラー41の長手方向において、重なる部分を有する。
この構成により、画像形成時にドラム20と現像ローラー41の回転によって間隔保証部材200の位置が変化しない取り付けを行うことで、以下に示すようにドラム20と現像ローラー41の間隔が変動するのを防止できる。そして、記録媒体搬送方向の濃度ムラが低減され、良質な画像を提供できる。
即ち、間隔保証部材200は、現像性に関わる現像剤を担持する現像ローラー41の基本径部の外周面と、可視化されたトナー像が形成されるドラム外周面を直接当接させ、1つの部品によって現像ローラー41と感光体ドラム20の間隔を規定する。これにより、現像ローラー41と感光体ドラム20の間隔が変動するのを防止し、記録媒体搬送方向の濃度ムラが低減され、良質な画像を提供できる。
更に本参考例では、間隔保証部材200は2つの取り付け部(丸穴部200c、長丸穴部200d)によってプロセスカートリッジの枠体(つまり現像枠体ユニット30)に取り付けられている。そのため間隔保証部材200は現像ローラー41や感光体ドラム20が回転して両者から摩擦力を受けたときであっても、現像枠体ユニット30に対して大きく動くことがない。
仮に、間隔保証部材200がプロセスカートリッジの枠体に取り付けられていなかったとしたら、現像ローラー41や感光体ドラム20の回転の際にプロセスカートリッジ内で間隔保証部材200が移動してしまう可能性がある。そうすると間隔保証部材200と接する現像ローラー41や感光体ドラム200も間隔保証部材200の移動に伴って動いてしまって、現像ローラー41や感光体ドラム200の間隔が変化する恐れがある。
しかしながら本参考例の構成では、間隔保証部材200に丸穴部200c、長丸穴部200dを設けて、プロセスカートリッジの枠体に取り付けることで、このような問題が生じるのを抑えている。すなわち間隔保証部材200の位置がプロセスカートリッジの内部で移動するのを抑えているから、間隔保証部材200は現像ローラー41と感光体ドラム2の両者の位置を精度よく保つことができる。この結果、間隔保証部材200は、現像ローラー41と感光体ドラム2の間隔を精度よく保つことが可能となるのである。
特に本参考例では間隔保証部材200の取り付け部が丸穴部200c、長丸穴部200dとして複数(2つ)ある。そのため間隔保証部材200の移動はより確実に抑えられている。また、間隔保証部材200のドラム当接面200aと、現像ローラー当接面200bとが現像ローラー41の長手方向において重なる部分を有する。これにより、ドラム当接面200aと現像ローラー当接面200bからの外力によるモーメントを最小限に抑制できるので、間隔保証部材200の変形が緩和され、ドラム20と現像ローラー41の間隔の精度が安定する。
また、現像枠体ユニット30内部のトナーTの自重が、現像ローラー41に作用しにくい配置構成となっている。このため、現像枠体ユニット30内部のトナーTが消費されることにより、現像ローラー41をドラム20方向に押し付ける力が変動した場合でも、現像ローラー41のたわみ量が変化しない。そのため、ドラム20と現像ローラー41の間隔が変動するのを防止し、記録媒体搬送方向の濃度ムラが低減され、良質な画像を提供できる。
また、本参考例では間隔保証部材200が現像ローラー41を回転可能に支持している。すなわち間隔保証部材200は、現像ローラー41の軸受を兼ねている。よって、軸受と間隔保証部材200を別の部材で構成するよりもコストが低減されたり、あるいはプロセスカートリッジを小型化したりすることが可能となる。
《第2の参考例》
次に、図7、図8(a)、(b)を参照して、第2の参考例について説明する。本参考例に係る間隔保証部材は、ドラム20の中心と現像ローラー41の中心O2とを結ぶ直線に対して上流側と下流側の2箇所で、ドラム20と当接するドラム当接面を備える。なお、本参考例では前述した参考例とは異なる構成について説明し、同様の構成、機能を備える部材については同一の参照番号を付して先の参考例を援用する。以下、説明する他の参考例および本発明の実施形態についても同様である。
図7は、本参考例に係る間隔保証部材の斜視図、図8(a)(b)は本参考例に係る間隔保証部材周辺を説明する断面図である。本参考例における間隔保証部材200は、ドラム20の中心O1と現像ローラー41の中心O2とを結んだ直線O1O2に対して、上流側と下流側の2箇所で、ドラム20と当接する。即ち、ドラムの回転方向R1の上流側にドラム接触部としての上流側ドラム当接面200eを、下流側にドラム接触部としての下流側ドラム当接面200fを備えている。
間隔保証部材200のそれ以外の構成は、第1の参考例と同様である。即ち、具体的には、現像ローラー41の外周面に当接する現像ローラー当接面200bと、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決める丸穴部200cを備える。また、長丸穴部200dと、ドラム20からの逃げ部である薄肉部200s(不図示)を備えている。
本参考例においては、第1の参考例とは異なり、部品の寸法公差によるずれを吸収するため、図8(b)に示すようにサイドカバー61、62の回動穴61b、62bを共に長丸穴とする。ここで、現像枠体ユニット30は、ドラム20を中心に回動可能とするため、回動穴61bはドラム20を中心とした現像枠体ユニット30の回動方向R3の略垂直方向R4に長い長丸穴であり、現像枠体ユニット30の回転止めとして作用する。
また、回動穴62bは回動穴61bと同じく現像枠体ユニット30の回動方向R3の略垂直方向R4に長い長丸穴であるが、現像枠体ユニット30の回動方向R3の幅が回動穴61bよりも広くなっている。このため、回動穴61bと62bの間の部品の寸法公差を吸収できるようになっている。
また、サイドカバー61、62のアーム部61a、62aの根元に取り付けられた圧縮コイルばね63(図8)が、ドラム枠体51に当たり現像枠体ユニット30を付勢している。これにより、間隔保証部材200はドラム20方向へ確実に押し付けられ、上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fの両方に確実に当接する。
以上説明したように、本参考例における構成としては、間隔保証部材200がドラム20の中心O1と現像ローラー41の中心O2とを結んだ直線O1O2に対して、ドラムの回転方向R1の上流側に上流側ドラム当接面200eを備える。更に、下流側に下流側ドラム当接面200fを備える。
従来技術の構成では、間隔保証部材200は回転方向の自由度があるため、間隔保証部材200はドラム20の外周面にならって当接し、ドラム20の軸線と現像ローラー41の軸線のアライメントがずれてしまうことがある。しかし、本参考例の構成により、間隔保証部材200は現像枠体ユニット30の両端部に固定された間隔保証部材200の4箇所の当接部(200e、200f)でドラム20に確実に当接する。
これにより、現像ローラー41の軸線がドラム20の軸線に対して矯正されて位置決めされ、さらに、部品の寸法公差によるずれは、サイドカバー61、62の回動穴61b、62bで吸収される。そして、長手方向全域に渡ってドラム20と現像ローラー41の間隔を安定して保持し、長手方向の濃度の一様性が向上する。
また、間隔保証部材200のドラム20との当接面が2箇所となることで、間隔保証部材200がドラム20から受ける当接圧を減少でき、ドラム当接面の削れを低減できる。そのため、耐久を通じてドラム20と現像ローラー41の間隔を安定して保持し、耐久を通じて濃度変化を低減できる。
また、間隔保証部材200のドラム20との当接面がドラム20と現像ローラー41の中心同士を結んだ直線上から外れて2箇所に備えられているため、以下の効果を奏する。即ち、間隔保証部材200とドラム20の当接部に異物が挟まった場合に感光体ドラムと現像ローラーの間隔の変動が幾何的に小さくなり、記録媒体搬送方向の瞬間的な濃度薄を低減し、ドラム20と現像ローラー41の間隔を安定して保持できる。以上、本参考例では、ドラム20と現像ローラー41の間隔を安定して保持し、良質な画像を提供できる。
なお、本参考例のサイドカバー62の回動穴62bは、現像枠体ユニット30の回動方向R3の略垂直方向R4に長い長丸穴であり、現像枠体ユニット30の回動方向R3の幅がサイドカバー61の回動穴61bよりも広くなっている例を用いて説明した。しかし、サイドカバー62の回動穴62bは、必ずしも長丸穴を備える必要はなく、例えば回動穴61bと62bの間の部品の寸法公差を吸収できるように少し大きめの丸穴(長丸穴のR4方向の幅と同程度の直径)を備える構成であっても良い。
《第3の参考例》
次に、図9、図10を参照して、第3の参考例について説明する。図9は間隔保証部材200の斜視説明図であり、図10は間隔保証部材周辺の断面説明図である。図10では理解を助けるために現像ローラー41と間隔保証部材200の隙間を意図的に大きく示している。
本参考例に係る間隔保証部材は、画像形成時の現像ローラー41にかかる合力Fの方向に対して、上流側と下流側の2箇所(上流側位置および下流側位置)で、現像ローラー41と当接する現像ローラー当接面を備える。即ち、現像ローラー回転方向R2の上流側にローラー接触部としての上流側現像ローラー当接面200gを備える。また、下流側にローラー接触部としての下流側現像ローラー当接面200hを備える。
ここで、画像形成時に現像ローラー41にかかる力とは、図10に示す現像ブレード42による現像ブレード圧F1、ドラムギア20a(図3)と現像ローラーギア46(図3)の噛み合い力F2、現像ローラー41と間隔保証部材200の摩擦力F3等である。
間隔保証部材200のそれ以外の構成は第1から第2の参考例と同様である。具体的には、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決めるための丸穴部200cと、長丸穴部200dを備える。また、ドラム20の外周面に当接する上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fと、ドラム20からの逃げ部である薄肉部200s(不図示)を備える。
本参考例によれば、間隔保証部材200に対して現像ローラー41の当接部が1箇所である場合に比べ、ドラムギア20aと現像ローラーギア46の噛み合い力F2の微小変動によって現像ローラー41の位置が微小に変化することが抑えられる。そのため、現像ローラー41の位置が安定し、ドラム20と現像ローラー41の間隔を安定して保持できる。
また、間隔保証部材200の現像ローラー41との当接面が2箇所となることで、間隔保証部材200が現像ローラー41から受ける当接圧を減少でき、現像ローラー当接面の削れを低減できる。そのため、耐久を通じてドラム20と現像ローラー41の間隔を安定して保持し、耐久を通じて濃度変化を低減できる。従って、ドラム20と現像ローラー41の間隔を安定して保持し、良質な画像を提供できる。
なお、本参考例の間隔保証部材200のドラム当接面は、上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fとで構成されている例を用いて説明したが、必ずしもドラム20の上流側と下流側に当接面を備える必要はない。例えば、図2(a)に示すように1つのドラム当接面200aを備える構成であっても良い。以下、説明する他の参考例、本発明の実施形態についても同様である。
《第4の参考例》
次に、図11乃至図14を参照して、第4の参考例について説明する。本参考例に係る間隔保証部材は、現像ローラー41とドラム20との相対的な位置関係と共に、現像ローラー41と現像ブレード42との相対的な位置関係を決めることができるものである。
図11は間隔保証部材200の斜視説明図であり、図12は間隔保証部材200の取り付けを説明する斜視説明図である。図11で、間隔保証部材200は、トナー収納容器31に対して位置を決める丸穴部200iと、トナー収納容器(現像剤収納容器)31に対して固定する(取付ける)ための固定丸穴部200jを備える。更に、現像ブレード42の一部と当接する現像ブレード当接面200kを備える。
間隔保証部材200のそれ以外の構成は、第1乃至第3の参考例と同様である。具体的には、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決めるための長丸穴部200dを備える。また、ドラム20の外周面に当接する上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fを備える。更に、現像ローラー41の外周面に当接する上流側現像ローラー当接面200gと、下流側現像ローラー当接面200hと、ドラム20からの逃げ部である薄肉部200s(不図示)を備えている。
次に、本参考例に係る間隔保証部材200の取り付け方法について、図12を用いて説明する。現像ブレード42は、トナー収納容器31に取り付けるための固定部42aと、現像ローラー41の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するためのゴム部42bと、固定部とゴム部を接着する不図示の接着部とで構成されている。そして、固定部42aは、トナー収納容器31の円筒部31aと係合する係合穴部42a1を備えている。また、トナー収納容器31は、間隔保証部材200の位置を決めるための円筒部31aと、現像ブレード42の一部と当接する現像ブレード当接面31dとを備えている。
ここで、間隔保証部材200は、現像ローラー41の長手方向両端部に取り付けられ、現像ローラーを回転可能に支持し、現像ローラーユニット80を形成する。次に、現像ブレード42の固定部42aの係合穴部42a1と、間隔保証部材200の丸穴部200iが、トナー収納容器31の円筒部31aに、現像ブレード42、間隔保証部材200の順番で共に挿入される。
そして、トナー収納容器31の当接面31dと現像ブレード固定部42aの一部が当接し、現像ブレード固定部42aの一部と間隔保証部材200の当接面200kが当接する。その後、間隔保証部材200の固定丸穴部200jをビス70等で固定する。最後に、サイドカバー61、62に備えられた円筒部61e、62eを、間隔保証部材200の長丸穴部200dとトナー収納容器31の長丸穴部31cに共に挿入することで、間隔保証部材200はトナー収納容器31とサイドカバー61、62と一体となる。
以上説明したように、本参考例における構成として、間隔保証部材200は現像ブレード42の一部を介してトナー収納容器31に取り付けられる取り付け部を備える。この構成により、1つの部品で現像ローラー41と現像ブレード42の相対的な位置関係を決めることができ、位置精度が向上するため、現像ローラー上のトナーの量と電荷が安定し、良質な画像を提供できる。
(本参考例の変形例)
なお、本参考例の間隔保証部材200の長丸穴部200dは、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決める構成を例に説明したが、必ずしもトナー収納容器31とサイドカバー61、62で位置を決める必要はない。図13、図14に示すように、トナー収納容器31に直接ビス70や以下に示すトナー収納容器用当接部200mで固定する構成であっても良い。
以下、本参考例の変形例を、図13、図14で更に詳細に説明する。本変形例に係る間隔保証部材200は、図13に示すように、トナー収納容器31に対して固定するための固定丸穴部200lと、トナー収納容器31の一部と当接するトナー収納容器当接部200mとを備えている。
間隔保証部材200のそれ以外の構成は、図1(b)で示した構成と同様である。具体的には、トナー収納容器31に対して位置を決める丸穴部200iと、トナー収納容器31に対して固定するための固定丸穴部200jを備える。また、現像ブレード42の一部と当接する現像ブレード当接面200kを備える。更に、ドラム20の外周面に当接する上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fを備える。また、現像ローラー41の外周面に当接する上流側現像ローラー当接面200gと、下流側現像ローラー当接面200hと、ドラム20からの逃げ部である薄肉部200s(不図示)を備える。
次に、間隔保証部材200の取り付け方法について、図14を用いて説明する。図14に示すように、トナー収納容器31は間隔保証部材200の一部と当接する間隔保証部材当接部31eを備えている。それ以外のトナー収納容器31、現像ブレード42の構成は図12と同じである。
具体的には、現像ブレード42の固定部42aの係合穴部42a1と、間隔保証部材200の丸穴部200iが、トナー収納容器31の円筒部31aに、現像ブレード42、間隔保証部材200の順番で共に挿入される。そして、トナー収納容器31の当接面31dと現像ブレード固定部42aの一部が当接し、現像ブレード固定部42aの一部と間隔保証部材200の当接面200kが当接する。また、トナー収納容器31の当接部31eと間隔保証部材200の当接部200mが当接する。そして、間隔保証部材200の固定丸穴部200j、200lをビス70等で固定する。
本変形例では、上述した構成により、図11、図12に示す構成と同様の効果が得られる。なお、本変形例の間隔保証部材200の現像ローラー当接面は上流側現像ローラー当接面200gと、下流側現像ローラー当接面200hとで構成されている例を用いて説明した。しかし、現像ローラー20の上流側と下流側に当接面を備える必要は必ずしもなく、例えば図2に示すように1つの現像ローラー当接面200bを備える構成であっても良い。以下、説明する他の参考例、本発明の実施形態についても同様である。
《第5の参考例》
次に、図15、図16を参照して、第5の参考例について説明する。本参考例に係る間隔保証部材は、現像ローラー41とドラム20との相対的な位置関係と共に、現像ローラー41とマグネットローラ41aとの相対的な位置関係を決めることができるものである。図15は間隔保証部材200の斜視説明図であり、図16は間隔保証部材200の取り付けを説明する斜視説明図である。
本参考例における間隔保証部材200は、現像ローラー41に内蔵された固定磁石としてのマグネットローラー41aを保持するための磁石位置決め部であるD形穴部200nを備える。また、カートリッジ側現像接点66を取り付けるためのカートリッジ側現像接点取り付け穴200oを備える。
間隔保証部材200のそれ以外の構成は、第1乃至第4の参考例と同様である。具体的には、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決めるための長丸穴部200dを備える。また、ドラム20の外周面に当接する上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fと、現像ローラー41の外周面に当接する上流側現像ローラー当接面200gと、下流側現像ローラー当接面200hを備える。
また、トナー収納容器31に対して位置を決める丸穴部200iと、トナー収納容器31に対して固定するための固定丸穴部200jと、現像ブレード42の一部と当接する現像ブレード当接面200kと、ドラム20からの逃げ部である薄肉部200sを備える。
次に、間隔保証部材200の取り付け方法について、図16を用いて説明する。カートリッジ側現像接点66は、圧縮コイルばね接点41bと当接する圧縮コイルばね当接面66aと、本体側現像接点102と当接する本体側現像接点当接面66bを備えている。このカートリッジ側現像接点66は、間隔保証部材200のカートリッジ側現像接点取り付け穴200oを通して間隔保証部材200に取り付けられる。
ここで、間隔保証部材200は、現像ローラー41の長手方向両端部に取り付けられ、現像ローラーを回転可能に支持する。このとき、現像ローラー41には、現像ローラー41の周面に現像剤を担持するための固定磁石としてのマグネットローラー41aが内蔵され、マグネットローラー41aのD形の筒部41a1は間隔保証部材に備えられたD形の穴部200nに回転不可能に係合する。
以上説明したように、本参考例における構成としては、間隔保証部材200はマグネットローラー41aの位置を決める磁石位置決め部としてのD形の穴部200nを備える。この構成により、1つの部品で現像ローラー41とマグネットローラー41aの相対的な位置関係を決めることができ、位置精度が向上するため、現像ローラー41の周面に取り込むトナーの量が安定し、良質な画像を提供できる。
また、1つの部品で、ドラム20とマグネットローラー41aの相対的な位置関係を決めることができ、位置精度が向上するため、現像ローラー41からドラム20に飛翔するトナーの量が安定し、良質な画像を提供できる。
《第1の実施形態》
次に、図17、図18を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態に係る間隔保証部材は、現像ローラー41とドラム20との相対的な位置関係と共に、現像ローラー41と現像剤封止部材としての端部シール部材90との相対的な位置関係を決めることができるものである。図17は間隔保証部材200の斜視説明図であり、図18は間隔保証部材200の取り付けを説明する斜視説明図である。
本実施形態における間隔保証部材200は、図17に示すように、現像剤封止部材としての端部シール部材90を保持するための、端部シール部材位置決め部(封止部材位置決め部)としての丸穴部200p、長丸穴部200qを備えている。ここで、端部シール部材90は現像ローラー41に非接触の磁性シール部材90aである。
間隔保証部材200のそれ以外の構成は、第1乃至第5の参考例と同様である。具体的には、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決めるための長丸穴部200dを備える。また、ドラム20の外周面に当接する上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fと、現像ローラー41の外周面に当接する上流側現像ローラー当接面200gと、下流側現像ローラー当接面200hを備える。
また、トナー収納容器31に対して位置を決める丸穴部200iと、トナー収納容器31に対して固定するための固定丸穴部200jと、現像ブレード42の一部と当接する現像ブレード当接面200kを備える。また、現像ローラー41に内蔵されたマグネットローラー41aを保持するためのD形穴部200nと、カートリッジ側現像接点66を取り付けるためのカートリッジ側現像接点取り付け穴200oを備える。更に、ドラム20からの逃げ部である薄肉部200s(不図示)を備えている。
次に、本実施形態に係る間隔保証部材200の取り付け方法について、図18を用いて説明する。図18に示すように、磁性シール部材90aは、間隔保証部材200と係合する円筒部90a1、90a2を備えている。間隔保証部材200は、丸穴部200p、長丸穴部200qで磁性シール部材90aの円筒部90a1、90a2と係合する。そして、間隔保証部材200は、現像ローラー41の長手方向両端部に取り付けられ、現像ローラーを回転可能に支持する。
以上説明したように、本実施形態における構成としては、間隔保証部材200で現像ローラー41の端部からのトナー漏れ(現像剤漏れ)を防止するための端部シール部材90である磁性シール部材90aを位置決めする。この構成により、現像ローラー41と磁性シール部材90aの間隔のばらつきが小さくなるため、磁性シール部材90aの磁力を下げることができ、製造コストを低減できる。
(本実施形態の変形例)
なお、本実施形態では、間隔保証部材200に取り付ける端部シール部材90は磁性シール部材90aである構成で説明したが、端部シール部材90は必ずしも磁性シール部材90aである必要はなく、不織布やフェルト等の布状シール部材90bであっても良い。
以下、説明する他の実施形態についても同様である。
本実施形態の変形例の図として、図19は間隔保証部材200と布状シール部材90bの斜視説明図である。本変形例における間隔保証部材200は、図19に示すように、現像剤封止部材としての端部シール部材90を保持するための、封止部材位置決め部としての取り付け面200sを備えている。
間隔保証部材200のそれ以外の構成は、図20で示した構成と同様である。具体的には、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決めるための長丸穴部200dを備える。また、ドラム20の外周面に当接する上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fと、現像ローラー41の外周面に当接する上流側現像ローラー当接面200gと、下流側現像ローラー当接面200hを備える。
また、トナー収納容器31に対して位置を決める丸穴部200iと、トナー収納容器31に対して固定するための固定丸穴部200jと、現像ブレード42の一部と当接する現像ブレード当接面200kを備える。また、現像ローラー41に内蔵されたマグネットローラー41aを保持するためのD形穴部200nと、カートリッジ側現像接点66を取り付けるためのカートリッジ側現像接点取り付け穴200oを備える。更に、ドラム20からの逃げ部である薄肉部200s(不図示)を備えている。
本変形例で、端部シール部材90は、現像ローラー41に接触する不織布やフェルト等の布状シール部材90bである。布状シール部材90bの一部の面には、間隔保証部材200に取り付けるための接着層90b1を備えている。間隔保証部材200は、取り付け面200sで布状シール部材90bの接着層90b1と結合する。
以上説明したように、本変形例では、間隔保証部材200で現像ローラー41の端部からのトナー漏れを防止するための端部シール部材90である布状シール部材90bを位置決めする。この構成により、現像ローラー41と布状シール部材90bの間隔のばらつきが小さくなるため、布状シール部材90bの現像ローラー41への当接圧を下げることができ、現像ローラー41の軸トルクを低減できる。
《第2の実施形態》
次に、図20を参照して、本発明を適用した第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る間隔保証部材は、現像ローラー41とドラム20との相対的な位置関係と共に、現像ローラー41と現像ブレード42との相対的な位置関係を決めることができるものである。また、本実施形態に係る間隔保証部材は、現像ローラー41とドラム20との相対的な位置関係と共に、現像ローラー41とマグネットローラ41aとの相対的な位置関係を決めることができるものである。
更に、本実施形態に係る間隔保証部材は、現像ローラー41とドラム20との相対的な位置関係と共に、現像ローラー41と現像剤封止部材としての端部シール部材90との相対的な位置関係を決めることができるものである。
本実施形態における間隔保証部材200は、図20に示すように、ドラム20の中心O1と現像ローラー41の中心O2とを結んだ線O1O2上(図8)に切欠き形状200rを備えている。
間隔保証部材200のそれ以外の構成は、第1乃至第5の参考例、第1の実施形態と同様である。具体的には、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決めるための長丸穴部200dを備える。また、ドラム20の外周面に当接する上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fと、現像ローラー41の外周面に当接する上流側現像ローラー当接面200gと、下流側現像ローラー当接面200hを備える。
また、トナー収納容器31に対して位置を決める丸穴部200iと、トナー収納容器31に対して固定するための固定丸穴部200jと、現像ブレード42の一部と当接する現像ブレード当接面200kを備える。また、現像ローラー41に内蔵されたマグネットローラー41aを保持するためのD形穴部200nと、カートリッジ側現像接点66を取り付けるためのカートリッジ側現像接点取り付け穴200oを備える。更に、端部シール部材90である現像ローラー41に非接触の磁性シール部材90aを保持するための、上述した端部シール部材位置決め部(封止部材位置決め部)としての丸穴部丸穴部200p、長丸穴部200qを備えている。
以上説明したように、本実施形態における構成としては、間隔保証部材200がドラム20の中心O1と現像ローラー41の中心O2とを結んだ線O1O2上に切欠き形状を備えている。第1乃至第5の参考例、第1の実施形態に対し、本実施形態では、間隔保証部材200の最も薄くなる部分(0.2mm程度)を無くすことで、成型条件、材料の選択が広がり、間隔保証部材200の生産性が向上する。
以上説明したように、本実施形態における構成をまとめると、次の通りである。間隔保証部材200は、トナー収納容器31とサイドカバー61、62に対して位置を決めるための長丸穴部200dを備える。また、ドラム20の外周面に当接する上流側ドラム当接面200eと、下流側ドラム当接面200fと、現像ローラー41の外周面に当接する上流側現像ローラー当接面200gと、下流側現像ローラー当接面200hを備える。
また、トナー収納容器31に対して位置を決める丸穴部200iと、トナー収納容器31に対して固定するための固定丸穴部200jと、現像ブレード42の一部と当接する現像ブレード当接面200kを備える。また、現像ローラー41に内蔵されたマグネットローラー41aを保持するためのD形穴部200nと、カートリッジ側現像接点66を取り付けるためのカートリッジ側現像接点取り付け穴200oを備える。
また、端部シール部材90である現像ローラー41に非接触の磁性シール部材90aを保持するための丸穴部200p、長丸穴部200qと、ドラム20の中心O1と現像ローラー41の中心O2とを結んだ線O1O2上に切欠き形状200rを備えている。
この構成により、間隔保証部材200は、1つの部品でドラム20、現像ローラー41、現像ブレード42、マグネットローラー41a、端部シール部材90の位置を相対的に決めることができる。これにより、マグネットローラー41aによってトナー供給室44から現像ローラー41の周面に取り込むトナーの量が安定し、さらには現像ブレード42によって摩擦帯電電荷を付与されるトナー層のトナーの量と電荷が安定する。
そして、このトナーがドラム20の潜像に飛翔する際には、現像ローラー41の周面でトナーの量と電荷が安定し、さらにドラム20と現像ローラー41の間隔が安定して保持されているため、現像ローラー41からドラム20に飛翔するトナーの量が安定する。
このように、現像プロセスにおけるトナーの挙動が安定することで、良質な画像を提供できる。
さらに、現像ローラー41端部からのトナー漏れを防止するための端部シール部材90の取り付けのばらつきを少なくできるため、シール性の向上が実現可能となる。このようにシール性が向上することで、製造コストの低減や、現像ローラー41の軸トルクの低減により、画質の向上につながる。
(変形例)
以上、本発明の好ましい実施形態について述べたが、本発明はこれに限らず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。以下に具体的に示すものの他、例えば各実施形態で述べた特有の構成を該実施形態と異なる実施形態に適用可能である。
(変形例1)
上述した実施形態においては、現像ローラーとして基本径部の端部側に基本径部より径が小さい縮径部(フランジ部材41cに相当)を備える現像ローラーに対する現像装置用ユニットを示したが、本発明はこれに限られない。即ち、基本径部のみで縮径部を備えない現像ローラーに対しても、本発明は同様に適用できるものである。
(変形例2)
上述した実施形態において、プロセスカートリッジは単色画像を形成する場合を例示したが、本発明はこれに限らない。本発明は、現像手段を複数設け、複数色の画像(例えば2色画像、3色画像あるいはフルカラー等)を形成するプロセスカートリッジにも適用することができる。
また、電子写真感光体としては、感光体ドラムを使用する場合を例示したがこれに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。先ず、感光体としては光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体(OPC)等が含まれる。
また、感光体を搭載する形状としては例えばドラム状またはベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダ上に光導電体を蒸着或いは塗工を行ったものである。
また、現像方法としても、公知の2成分磁気ブラシ現像法等の現像法を用いることが可能である。
また、帯電手段の構成も、前述した実施の形態では所謂接触帯電方法を用いたが、ローラー型以外にも、ブレード(帯電ブレード)、パッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
また、感光体ドラムに残存するトナーのクリーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシなどを用いてクリーニング手段を構成しても良い。
さらに、上述した実施形態では、電子写真画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定ない。例えば、電子写真複写機、LEDプリンタ等の電子写真プリンタ、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、あるいはこれらの複合機(マルチファンクションプリンタ等)等の電子写真画像形成装置に使用することも当然可能である。