JP6736316B2 - Process cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、プロセスカートリッジおよびこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a process cartridge and an image forming apparatus including the process cartridge.
ここでプロセスカートリッジとは、感光ドラムと、この感光ドラム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、画像形成装置の装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。 Here, the process cartridge is a cartridge in which a photosensitive drum and a process unit that acts on the photosensitive drum are integrally formed into a cartridge, and the cartridge is detachably attached to the apparatus main body of the image forming apparatus.
例えば、感光ドラムと、前記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。また、画像形成装置とは、例えば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。 For example, a cartridge in which a photosensitive drum and at least one of a developing means, a charging means, and a cleaning means as the process means are integrated into a cartridge may be used. The image forming apparatus is an apparatus that forms an image on a recording medium using, for example, an electrophotographic image forming method.
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(LEDプリンタ、レーザビームプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。 Examples of the electrophotographic image forming apparatus include, for example, an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (LED printer, laser beam printer, etc.), a facsimile machine, a word processor, and the like.
電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」ともいう。)では、像担持体としての一般にドラム型とされる電子写真感光体、即ち、感光ドラムを一様に帯電させる。次いで、帯電した感光ドラムを選択的に露光することによって、感光ドラム上に静電潜像(静電像)を形成する。次いで、感光ドラム上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーでトナー像として現像する。そして、感光ドラム上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシートなどの記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。 In an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter, also simply referred to as “image forming apparatus”), an electrophotographic photosensitive member which is generally a drum type as an image carrier, that is, a photosensitive drum is uniformly charged. Then, the charged photosensitive drum is selectively exposed to form an electrostatic latent image (electrostatic image) on the photosensitive drum. Next, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum is developed as a toner image with toner as a developer. Then, the toner image formed on the photosensitive drum is transferred to a recording material such as recording paper or a plastic sheet, and heat or pressure is applied to the toner image transferred onto the recording material to form the toner image on the recording material. Image recording is performed by fixing.
このような画像形成装置は、一般に、トナー補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。このトナー補給やメンテナンスを容易にするために、感光ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしたものが実用化されている。 Such an image forming apparatus generally requires toner replenishment and maintenance of various process means. In order to facilitate toner replenishment and maintenance, a photosensitive drum, a charging unit, a developing unit, a cleaning unit, and the like are collectively formed into a cartridge, and a process cartridge that is detachable from the main body of the image forming apparatus is put into practical use. ing.
このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができ、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。そのため、このプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。 According to this process cartridge system, the maintenance of the apparatus can be performed by the user himself, so that the operability can be remarkably improved and the image forming apparatus excellent in usability can be provided. Therefore, this process cartridge system is widely used in image forming apparatuses.
また上述したプロセスカートリッジとしては感光ドラムやクリーニング手段等を保持するクリーニングユニットと、現像剤担持体である現像ローラを保持する現像ユニットとを結合軸にて結合したものが一般的に知られている。この結合軸は感光ドラム軸線方向一端部(以降、駆動側)及び他端部(以降、非駆動側)にそれぞれ設けられており、結合軸を回動の軸として、現像ユニットがクリーニングユニットに対して回動可能に支持されている。また、結合軸により回動可能に支持された現像ユニットは、自重やバネ等の加圧部材によってクリーニングユニット側へ付勢されている。よって、現像ユニット内の現像ローラはクリーニングユニット内の両端部において、一定の加圧力をもって当接することができ、画像形成装置は安定的に画像を形成できる。 As the above-mentioned process cartridge, there is generally known one in which a cleaning unit that holds a photosensitive drum, a cleaning unit, and the like, and a developing unit that holds a developing roller, which is a developer carrying member, are joined by a coupling shaft. .. The coupling shafts are provided at one end portion (hereinafter, drive side) and the other end portion (hereinafter, non-drive side) in the photosensitive drum axial direction, respectively. And is rotatably supported. Further, the developing unit rotatably supported by the coupling shaft is urged toward the cleaning unit by its own weight and a pressing member such as a spring. Therefore, the developing roller in the developing unit can come into contact with both ends of the cleaning unit with a constant pressure, and the image forming apparatus can stably form an image.
ただ、このようなプロセスカートリッジでは、部品の公差等の影響によって、クリーニングユニットと現像ユニットとを結合する結合軸の位置や、結合軸を係合させる穴の位置が、設計時に狙った寸法(以下、基準寸法)からずれてしまう場合がある。結合軸等の位置がずれると、クリーニングユニットと現像ユニットとの結合に影響を及ぼすことになる。これにより、感光ドラムに対する現像ローラの加圧力が駆動側と非駆動側で大きく異なってしまうことがある。 However, in such a process cartridge, the position of the coupling shaft that couples the cleaning unit and the developing unit and the position of the hole that engages the coupling shaft may be different from the dimension ( , Reference dimensions). If the position of the coupling axis or the like shifts, the coupling between the cleaning unit and the developing unit will be affected. As a result, the pressure applied to the photosensitive drum by the developing roller may differ greatly between the driving side and the non-driving side.
そのため、従来のプロセスカートリッジでは、特許文献1または特許文献2に開示されているように、結合軸を係合させる現像ユニットの非駆動側の穴を長穴とする対策が取られている。これにより、結合部材等の位置が基準寸法からずれた場合であっても、結合部材が長穴と係合する際に、長穴と結合部材の係合位置が移動することで、生じた位置のずれを吸収することができる。その結果、感光ドラムに対する現像ローラの加圧力が両端部で安定することになる。 Therefore, in the conventional process cartridge, as disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, a measure is taken in which the hole on the non-driving side of the developing unit with which the coupling shaft is engaged is elongated. As a result, even if the position of the coupling member or the like deviates from the reference dimension, when the coupling member engages the elongated hole, the engagement position between the elongated hole and the coupling member moves It is possible to absorb the deviation. As a result, the pressure applied to the photosensitive drum by the developing roller becomes stable at both ends.
近年、さらなる大容量のプロセスカートリッジを実現することが望まれている。しかし、これを実現するためにはトナー量を増やすことになり、現像ユニットの重量が重くなることになる。ここで、図16に従来のプロセスカートリッジRの非駆動側から見た断面図を示す。現像ユニット90はクリーニングユニット92に固定された結合軸93により回転可能に支持されている。図16に示すように、初期(トナー量満タン)の現像ユニット90の重量をM1、耐久後半(トナー量空)の現像ユニット90の重量をM2とする。このとき、M1>>M2であり、またM1・M2それぞれの重心位置もL1からL2へと変化することになる。これにより、トナー量満タン時の長穴91(図16(b))と、トナー量空時の長穴91(図16(c))とで、それぞれの最適な長穴角度が大きく異なることになる。
In recent years, it has been desired to realize a process cartridge having a larger capacity. However, in order to realize this, the amount of toner is increased and the weight of the developing unit is increased. Here, FIG. 16 shows a sectional view of the conventional process cartridge R as viewed from the non-driving side. The developing
そこで、本発明の目的は、大容量のプロセスカートリッジにおいても感光ドラムなどの像担持体に対する現像ローラなどの現像剤担持体の加圧力が両端部で安定したプロセスカートリッジを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a process cartridge in which the pressing force of a developer carrier such as a developing roller against an image carrier such as a photosensitive drum is stable at both ends even in a large capacity process cartridge.
上記目的を達成するため、本発明は、画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、像担持体を回転可能に支持する第一枠体と、前記像担持体に対向する現像剤担持体を回転可能に支持する第二枠体と、前記第一枠体に固定され、前記第一枠体と前記第二枠体とを回動可能に結合するための結合軸と、前記現像剤担持体を前記像担持体に付勢する付勢部材と、を有し、前記第二枠体は、前記像担持体の軸線方向における一方の端部で前記結合軸に嵌合し、回動可能に位置決めされる第1支持穴と、前記像担持体の軸線方向における他方の端部で前記結合軸に間隙をもって回動可能に支持され円形状を有する第2支持穴と、を有し、前記第2支持穴の前記結合軸との間の間隙は、前記結合軸の径方向において、前記第1支持穴の前記結合軸との間の間隙よりも大きく、使用時の姿勢において、前記像担持体の回転軸から見た場合、前記像担持体は、前記結合軸に対して水平方向に並ぶように位置し、前記現像剤担持体は、前記像担持体の下方に位置し、かつ、前記結合軸に対して水平方向に並ぶように位置し、前記現像剤担持体の回転中心は、前記結合軸の軸心より下方に位置し、かつ、前記像担持体の回転中心より下方に位置し、前記結合軸の前記軸心は、前記像担持体の前記回転中心より上方に位置する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a process cartridge that is attachable to and detachable from an apparatus body of an image forming apparatus, and includes a first frame body that rotatably supports an image carrier and a developing unit that faces the image carrier. A second frame body that rotatably supports the agent carrier, a coupling shaft that is fixed to the first frame body, and that rotatably couples the first frame body and the second frame body, A biasing member that biases the developer bearing member to the image bearing member, and the second frame member is fitted to the coupling shaft at one end in the axial direction of the image bearing member, a first support hole is rotatably positioned with a gap to the coupling shaft at the other end is rotatably supported in the axial direction of said image bearing member and the second support hole that having a circular shape, has, the gap between the coupling shaft of the second support hole in the radial direction of the coupling shaft, the much larger than the gap between the coupling shaft of the first support hole, in use In the posture, when viewed from the rotation axis of the image carrier, the image carrier is positioned so as to be aligned in the horizontal direction with respect to the coupling axis, and the developer carrier is located below the image carrier. Are located in a line in the horizontal direction with respect to the coupling axis, the rotation center of the developer carrier is located below the axis of the coupling axis, and the image carrier is rotated. It is characterized in that it is located below the center and the axis of the coupling shaft is located above the center of rotation of the image carrier .
本発明によれば、大容量のプロセスカートリッジにおいても像担持体に対する現像剤担持体の加圧力が両端部で安定したプロセスカートリッジを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a process cartridge in which the pressing force of the developer carrying member against the image carrying member is stable at both ends even in a large capacity process cartridge.
以下、図面を参照して、本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、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments should be appropriately changed depending on the configuration of the device to which the present invention is applied and various conditions. Therefore, unless otherwise specified, the scope of the present invention is not intended to be limited thereto.
〔実施例1〕
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、像担持体としての電子写真感光ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。
[Example 1]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the direction of the rotation axis of the electrophotographic photosensitive drum as the image carrier is the longitudinal direction. Further, in the longitudinal direction, the side where the electrophotographic photosensitive drum receives the driving force from the image forming apparatus main body is the driving side, and the opposite side is the non-driving side.
図2および図3を用いて、プロセスカートリッジを備えた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。図2は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の画像形成装置本体(以下、装置本体Aと記載する)及びプロセスカートリッジ(以下、カートリッジBと記載する)の断面図である。図3は、カートリッジBの断面図である。ここで、装置本体Aとは、電子写真画像形成装置からカートリッジBを除いた部分である。 The overall configuration of the image forming apparatus including the process cartridge and the image forming process will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a cross-sectional view of an image forming apparatus body (hereinafter, referred to as apparatus body A) and a process cartridge (hereinafter, referred to as cartridge B) of an electrophotographic image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. .. FIG. 3 is a sectional view of the cartridge B. Here, the apparatus main body A is a portion excluding the cartridge B from the electrophotographic image forming apparatus.
<電子写真画像形成装置全体構成>
図2に示す電子写真画像形成装置は、カートリッジBを装置本体Aに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジBが装置本体Aに装着されたとき、カートリッジBの電子写真感光ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置される。また、カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。
<Overall structure of electrophotographic image forming apparatus>
The electrophotographic image forming apparatus shown in FIG. 2 is a laser beam printer using the electrophotographic technique in which the cartridge B is detachably attached to the apparatus main body A. When the cartridge B is attached to the apparatus main body A, the exposure device 3 (laser scanner unit) for forming a latent image on the electrophotographic
更に、装置本体Aには、シート材Pの搬送方向Dに沿って、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5c、転写ガイド6、転写ローラ7、搬送ガイド8、定着装置9、排出ローラ対10、排出トレイ11等が順次配置されている。なお、定着装置9は、加熱ローラ9a及び加圧ローラ9bにより構成されている。
Further, in the main assembly A of the apparatus, along the conveyance direction D of the sheet material P, the
<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、電子写真感光ドラム(以下、ドラム62と記載する)は矢印R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。
<Image forming process>
Next, the outline of the image forming process will be described. Based on the print start signal, the electrophotographic photosensitive drum (hereinafter referred to as drum 62) is rotationally driven in the direction of arrow R at a predetermined peripheral speed (process speed).
バイアス電圧が印加された帯電ローラ66は、ドラム62の外周面に接触し、ドラム62の外周面を一様均一に帯電する。
The charging
露光装置3は、画像情報に応じたレーザ光Lを出力する。そのレーザ光LはカートリッジBのクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71hを通り、ドラム62の外周面を走査露光する。これにより、ドラム62の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
The
一方、図3に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内のトナーTは、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室28に送り出される。
On the other hand, as shown in FIG. 3, in the developing
トナーTは、マグネットローラ34(固定磁石)の磁力により、ドラム62に対向する現像剤担持体としての現像ローラ32の表面に担持される。トナーTは、現像ブレード42によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ32周面上での層厚が規制される。そのトナーTは、静電潜像に応じてドラム62へ現像され、トナー像として可視像化される。
The toner T is carried by the magnetic force of the magnet roller 34 (fixed magnet) on the surface of the developing
また、図2に示すように、レーザ光Lの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5cによって、装置本体Aの下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から送り出される。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62と転写ローラ7との間の転写位置へ搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材Pに順次転写されていく。
Further, as shown in FIG. 2, the sheet material P stored in the lower portion of the apparatus main body A is moved to the sheet tray by the
トナー像が転写されたシート材Pは、ドラム62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を構成する加熱ローラ9aと加圧ローラ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、排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ11に排出される。
The sheet material P to which the toner image is transferred is separated from the
一方、図3に示すように、転写後のドラム62は、クリーニング部材77により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム62から除去されたトナーはクリーニングユニット60の廃トナー室71bに貯蔵される。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the residual toner on the outer peripheral surface of the
上記において、帯電ローラ(帯電手段)66、現像ローラ(現像手段)32、転写ローラ(転写手段)7、クリーニング部材(クリーニング手段)77がドラム62に作用するプロセス手段である。
In the above, the charging roller (charging means) 66, the developing roller (developing means) 32, the transfer roller (transfer means) 7, and the cleaning member (cleaning means) 77 are process means acting on the
<カートリッジ着脱>
次に、装置本体Aに対するカートリッジBの着脱について、図5、図6を用いて説明する。
<Cartridge attachment/detachment>
Next, attachment/detachment of the cartridge B to/from the apparatus main body A will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
図5は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開いた装置本体Aの斜視図である。図6は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態の装置本体AとカートリッジBの斜視図である。図7は、開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態で、カートリッジBを着脱している際の装置本体A及びカートリッジBの斜視図である。カートリッジBは、トレイ18に対して、着脱方向Eに沿って着脱可能である。
FIG. 5 is a perspective view of the apparatus main body A in which the opening/closing
装置本体Aには開閉扉13が回動可能に取り付けられており、この開閉扉13を開くとカートリッジ挿入口17が設けられている。そしてカートリッジ挿入口17内にはカートリッジBを装置本体Aに装着するためのトレイ18が備えられている。トレイ18は、所定の位置まで引き出すと、カートリッジBの着脱が可能である。カートリッジBはトレイ18に載せられた状態で図中矢印C方向にガイドレール(不図示)に沿って装置本体A内に装着される。
An opening/closing
また、装置本体Aには、カートリッジBに設けられた第1カップリング70および第2カップリング21(図8)に駆動を伝達するための第1駆動軸14および第2駆動軸19が設けられている。第1駆動軸14および第2駆動軸19は装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される。これにより、第1カップリング70と連結しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。また、第2カップリング21から駆動を伝達されて現像ローラ32が回転する。さらに、帯電ローラ66、現像ローラ32は、装置本体Aの給電部(不図示)より給電される。
Further, the apparatus main body A is provided with a
<カートリッジ支持>
図5に示すように、装置本体AにはカートリッジBを支持するための駆動側板15と非駆動側板16が設けられている。図8、図9に示すように、駆動側板15には駆動側第1支持部15a、駆動側第2支持部15b及びカートリッジBの回転支持部15cが設けられている。非駆動側板16には非駆動側第1支持部16a、非駆動側第2支持部16b及び回転支持部16cが設けられている。
<Cartridge support>
As shown in FIG. 5, the apparatus main body A is provided with a driving
一方、カートリッジBの被支持部として、ドラム軸受73の被支持部73b、被支持部73d、クリーニング枠体71の駆動側ボス71a、非駆動側突部71fと非駆動側ボス71gがそれぞれ設けられている。そして、被支持部73bが駆動側第1支持部15a、被支持部73dが駆動側第2支持部15bにより支持され、駆動側ボス71aが回転支持部15cにより支持される。また、非駆動側突部71fが非駆動側第1支持部16aと非駆動側第2支持部16bにより支持され、非駆動側ボス71gが回転支持部16cにより支持されることで、カートリッジBは装置本体A内で位置決めされる。
On the other hand, as supported parts of the cartridge B, a supported part 73b of the drum bearing 73, a supported
<カートリッジ全体の構成>
次にカートリッジBの全体構成について図3、図4、図10、図11、図12、図13を用いて説明する。図3はカートリッジBの断面図である。図10、図11、図12、図13はカートリッジBの構成を説明する斜視図である。図11及び図13は、図10及び図12の点線部内の箇所を、角度を変えて拡大した部分拡大図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
<Structure of entire cartridge>
Next, the overall configuration of the cartridge B will be described with reference to FIGS. 3, 4, 10, 11, 12, and 13. FIG. 3 is a sectional view of the cartridge B. 10, 11, 12, and 13 are perspective views for explaining the configuration of the cartridge B. 11 and 13 are partially enlarged views in which portions within the dotted line portions of FIGS. 10 and 12 are enlarged at different angles. In the present embodiment, description will be made while omitting screws for connecting the respective parts.
カートリッジBは、クリーニングユニット60と、現像ユニット20を有する。尚、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つ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の本体に対して着脱可能としたものである。本発明においては、プロセスカートリッジは、本発明に従うクリーニングユニット60を少なくとも有する。
The cartridge B has a
図3に示すように、クリーニングユニット60は、ドラム62と、帯電ローラ66と、クリーニング部材77と、これらを支持するクリーニング枠体71と、クリーニング枠体71に溶着等で固定された蓋部材72を有する。クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
As shown in FIG. 3, the
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
The cleaning
図4は、クリーニング枠体71の断面図である。図3、図4に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、廃トナー搬送部材(搬送部材)としての第1スクリュー86、第2スクリュー87、第3スクリュー88によって搬送される。そして、クリーニング枠体71と蓋部材72によって形成された廃トナー室71bに溜められる。また、第1スクリュー86は(不図示の)ギアによって、図13中に示すカップリング21から駆動を伝達されて回転する。そして、第2スクリュー87は第1スクリュー86から、第3スクリュー88は第2スクリュー87からそれぞれ駆動力を受けて回転する。第1スクリュー86はドラム62の近傍に、第2スクリュー87はクリーニング枠体71の長手方向端部に、第3スクリュー88は廃トナー室71bに、それぞれ配置されている。ここで、第1スクリュー86、第3スクリュー88の回転軸線はドラム62の回転軸線と平行であり、第2スクリュー87の回転軸線はドラム62の回転軸線と直交している。
FIG. 4 is a sectional view of the
また、図3に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。
Further, as shown in FIG. 3, a
ドラム62は、駆動源である本体駆動モータ(不図示)から駆動力を受けることにより、画像形成動作に応じて、図中矢印R方向に回転駆動される。
The
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向(ドラム62の回転軸線方向と略平行)の両端部において、帯電ローラ軸受67を介し、クリーニングユニット60に回転可能に取り付けられている。帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67が付勢部材68によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
The charging
図3に示すように、現像ユニット20は、現像ローラ32と、現像ローラ32を支持する現像容器23と、現像ブレード42等を有する。現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられている。また現像ユニット20において、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。図10、図12に示すように、現像ローラ32には間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部に取り付けられており、間隔保持部材38とドラム62が当接することで、現像ローラ32は対向するドラム62と微少隙間をもって保持される。また、図3に示すように、現像ユニット20からトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するように底部材22の縁部に設けられている。更に、現像容器23と底部材22によって形成されたトナー室29には、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50が設けられている。第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50は、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。
As shown in FIG. 3, the developing
図10、図12に示すように、カートリッジBはクリーニングユニット60と現像ユニット20を合体して構成される。
As shown in FIGS. 10 and 12, the cartridge B is configured by combining the
クリーニングユニット60には、第一枠体としてのクリーニング枠体71、蓋部材72、ドラム62、ドラム62を回転支持するためのドラム軸受73及びドラム軸78が設けられている。図13に示すように、駆動側においては、ドラム62は、駆動側に設けられた駆動側ドラムフランジ63がドラム軸受73の穴部73aにより回転可能に支持される。一方、図11に示すように、非駆動側は、クリーニング枠体71に設けられた穴部71cに圧入されたドラム軸78が、非駆動側ドラムフランジ64の穴部(不図示)を回転可能に支持する構成となっている。このように、ドラム62は、第一枠体としてのクリーニング枠体71とドラム軸受73に回転可能に支持されている。
The
図3、図10、図12に示すように、一方、現像ユニット20は、底部材22、第二枠体としての現像容器23、駆動側現像サイド部材26、現像ブレード42、現像ローラ32等からなる。また現像ローラ32は、両端に設けられた軸受部材27、37により回転可能に第二枠体としての現像容器23に取り付けられている。
As shown in FIGS. 3, 10, and 12, on the other hand, the developing
そして、図11、図13に示すように、クリーニングユニット60と現像ユニット20を結合軸としての結合ピン69で互いに回動可能に結合することによってカートリッジBを構成する。
Then, as shown in FIGS. 11 and 13, the cartridge B is configured by rotatably connecting the
具体的には、現像ユニット20の長手方向両端部には、第二枠体としての現像容器23に被位置決め穴としての現像第1支持穴23a、ガタあり穴としての現像第2支持穴23bが設けられている。また、クリーニングユニット60の長手方向両端部には、第一枠体としてのクリーニング枠体71に第1吊り穴71i、第2吊り穴71jが設けられている。カートリッジBは、ドラム62の軸線方向における一方の端部で、第1吊り穴71iに圧入固定された結合軸としての結合ピン69と現像第1支持穴23aが嵌合されている。またカートリッジBは、ドラム62の軸線方向における他方の端部で、第2吊り穴71jに圧入固定された結合軸としての結合ピン69と現像第2支持穴23bが係合している。これにより、クリーニングユニット60と現像ユニット20は互いに回動可能に連結される。
Specifically, at both ends of the developing
また、駆動側付勢部材46Rの第1穴部46Raはドラム軸受73のボス73cに掛けられ、第2穴部46Rbが駆動側現像サイド部材26のボス26aに掛けられている。
Further, the first hole portion 46Ra of the driving
また非駆動側付勢部材46Fの第1穴部46Faはクリーニング枠体71のボス71kに掛けられ、第2穴部46Fbが軸受部材37のボス37aに掛けられている。
The first hole portion 46Fa of the non-driving
本実施例においては駆動側付勢部材46R、非駆動側付勢部材46Fは引っ張りバネで形成されている。このバネの付勢力により現像ユニット20をクリーニングユニット60に付勢させることで現像ローラ32をドラム62の方向へ確実に押し付けるよう構成する。そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38によって、現像ローラ32はドラム62から所定の間隔をもって保持される。
In this embodiment, the driving
<感光ドラムに対する現像ローラの加圧構成>
感光ドラムに対する現像ローラの加圧構成について図1、図14を用いて詳細に述べる。図1(a)は非駆動側端部のプロセスカートリッジの断面図(図9のA2−A2断面図)であり、図1(b)〜(d)は図1(a)記載の結合ピン69と現像第2支持穴23bとを示す部分拡大図である。図14(a)は駆動側端部のプロセスカートリッジの断面図(図8のA1−A1断面図)であり、図14(b)は図14(a)記載の結合ピン69と現像第1支持穴23aとを示す部分拡大図である。
<Structure of pressing developing roller against photosensitive drum>
The structure for pressing the developing roller against the photosensitive drum will be described in detail with reference to FIGS. 1A is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 9) of the process cartridge at the non-driving side end portion, and FIGS. 1B to 1D are coupling
まず、図14(a)、(b)より駆動側の構成を説明する。前述したように、駆動側においては、第1吊り穴71iに圧入固定された結合ピン69と現像第1支持穴23aが嵌合されており、クリーニングユニット60に対して現像ユニット20が位置決めされた状態となっている。このとき、現像ユニット重量G1によるモーメントM1と駆動側付勢部材46R(図14中不図示、図8参照)による付勢力F1により、現像ローラ32をドラム62の方向へ押しつけ、加圧力P1がかかることになる。ここで、図14(b)は結合ピン69と現像第1支持穴23aとを示す部分拡大図であり、結合ピン69と現像第1支持穴23aとの嵌合量をt1とする。ここで、嵌合量t1とは、結合ピン69の径方向において、駆動側における現像第1支持穴23aの結合ピン(結合軸)69との間の間隙のことである(図14(b)参照)。
First, the configuration on the drive side will be described with reference to FIGS. As described above, on the drive side, the connecting
次に、図1(a)〜(d)より非駆動側の構成を説明する。非駆動側においては、結合ピン69の径r1より現像第2支持穴23bの径r2が大きくなるように形成され、クリーニングユニット60に対して現像ユニット20はガタ量t2(=r2−r1)がある状態で支持される。このとき、駆動側と同様に現像ユニット重量G2によるモーメントM2と非駆動側付勢部材46F(図1中不図示、図9参照)による付勢力F2により、現像ローラ32をドラム62の方向へ押しつけ、加圧力P2がかかることになる。
Next, the configuration on the non-driving side will be described with reference to FIGS. On the non-driving side, the diameter r2 of the second developing
ここで、現像ユニット20内のトナー量が満タンのときは、現像ユニット20はその重量により図1(c)中矢印N1方向に移動し、結合ピン69と現像第2支持穴23bは図1(c)中の点c1で当接する。一方、現像ユニット20内のトナー量が空のときは、現像ユニット20は図1(d)中矢印N2方向に移動し、結合ピン69と現像第2支持穴23bは図1(d)中の点d1で当接することになる。このとき、現像ユニット20が物流時やユーザ操作により移動したとしても、結合ピン69と現像第2支持穴23bでガタ量t2が設けられているため、所定の位置(c1、d1)に戻ることができる。
Here, when the amount of toner in the developing
ここで、図1(a)を用いて、カートリッジBが装置本体Aに装着された状態での、前記結合ピン69と、ドラム62、現像ローラ32、第3スクリュー88との各位置関係について説明する。図1(a)及び図2に示す状態が、カートリッジBが装置本体Aに装着された状態である。
Here, the positional relationship between the
図1(a)に示すように、ドラム62は、結合ピン69に対して水平方向に並ぶように位置する。現像ローラ32は、ドラム62の下方に位置し、かつ結合ピン69に対して水平方向に並ぶように位置する。また現像ローラ32の中心32cは、結合ピン69の中心69cより下方に位置し、かつドラム62の中心62cより下方に位置する。また結合ピン69の中心69cは、ドラム62の中心62cより上方に位置し、第3スクリュー88の中心88cより下方に位置する。本カートリッジBは、装置本体Aに装着された状態で、前記結合ピン69と、ドラム62、現像ローラ32、第3スクリュー88との各位置関係が、以上のような位置関係となるプロセスカートリッジである。
As shown in FIG. 1A, the
次に、非駆動側におけるクリーニングユニット60に対する現像ユニット20のガタ量t2について詳細に説明する。ここで、ガタ量t2とは、結合ピン69の径方向において、非駆動側における現像第2支持穴23bの結合ピン(結合軸)69との間の間隙のことである(図1(b)参照)。更に詳しくは、この現像第2支持穴23bの結合ピン69との間の間隙t2は、図1(b)に示すように、現像第2支持穴23bの中心と結合ピン69の中心とを重ねて見た場合の、現像第2支持穴23bの半径r2と結合ピン69の半径r1との差分である。
Next, the play amount t2 of the developing
まず、クリーニングユニット60は第1吊り穴71i(図13参照)に結合ピン69(図14(a)参照)が圧入固定されており、これを基準とする。この基準に対して、第2吊り穴71j(図11参照)に圧入固定された結合ピン69(図1(a)参照)は各部品の寸法公差によりa3=a1+a2(図1(a)、図14(a)中矢印X方向)の位置ずれを生じることがある。以降、駆動側である第1吊り穴71iに圧入固定された結合ピン69を駆動側結合ピン、非駆動側である第2吊り穴71jに圧入固定された結合ピン69を非駆動側結合ピンという。ここで、a1(図14(a)参照)は駆動側結合ピン69からドラム62までの各部品の寸法公差(図14(a)中矢印X方向)である。また、a2(図1(a)参照)は非駆動側結合ピン69からドラム62までの各部品の寸法公差(図1(a)中矢印X方向)である。
First, in the
現像ユニット20も同様に、現像第1支持穴23aを基準(図14(a)参照)としたとき、現像第2支持穴23b(図1(a)参照)は各部品の寸法公差によりb3=b1+b2(図1(a)、図14(a)中矢印X方向)の位置ずれを生じることがある。ここで、b1(図14(a)参照)は現像第1支持穴23aから現像ローラ32までの各部品の寸法公差(図14(a)中矢印X方向)である。また、b2(図1(a)参照)は現像第2支持穴23bから現像ローラ32までの寸法公差(図1(a)中矢印X方向)である。
Similarly, in the developing
このとき、位置ずれa3,b3に対してt2=a3+b3とすることにより、それぞれの位置ずれを吸収することができる。つまり、位置ずれa3・b3が生じても安定した加圧力P1・P2を実現できる。尚、ここでは、X方向の位置ずれのみで説明したが、位置ずれa3・b3は全方向で生じる可能性がある。しかし、図1(b)に示すように、結合ピン69に対して現像第2支持穴23bは全方向にガタ量t2が設けられていることで、どの方向に位置ずれが生じても、安定した加圧力P1・P2を実現できることになる。
At this time, by setting t2=a3+b3 for the positional deviations a3 and b3, the respective positional deviations can be absorbed. That is, even if the positional displacements a3 and b3 occur, stable pressures P1 and P2 can be realized. It should be noted that here, only the positional deviation in the X direction has been described, but the positional deviations a3 and b3 may occur in all directions. However, as shown in FIG. 1B, since the developing
ここで、例えば結合ピン69に対する現像第2支持穴23bのガタ量t2が、結合ピン69と現像第1支持穴23aとの嵌合量t1と等しいとする(t2=t1)。このとき、非駆動側結合ピン69と現像第2支持穴23bの位置ずれを回避するため、現像ユニット20は図1(a)中矢印Q1、Q2方向にねじれることになる。この現像ユニット20のねじれQ1、Q2により、加圧力P2に増減が生じる。これにより、加圧力P1・P2の差(P1>>P2、P1<<P2)が大きくなることになる。一方で、結合ピン69に対する現像第2支持穴23bのガタ量t2を駆動側及び非駆動側の位置ずれa3+b3より大きいとする(t2>a3+b3)。このときは、位置ずれを吸収できる量が多くなるものの、物流時やユーザの操作で現像ユニット20が移動できる量が多くなる。そのため、操作性が低下することが懸念される。以上により、ガタ量t2はt2=a3+b3とし、それぞれの位置ずれを吸収できる最低限の量とすることが望ましい。
Here, it is assumed that, for example, the play amount t2 of the developing second supporting
以上述べてきたように、本実施例においては、非駆動側結合ピン69の径r1より現像第2支持穴23bの径r2を大きくし、ガタ量t2を設けた構成とする。これにより、大容量のプロセスカートリッジにおいても感光ドラムに対する現像ローラの加圧力が両端部で安定したプロセスカートリッジを提供できる。
As described above, in this embodiment, the diameter r2 of the second developing
〔他の実施例〕
尚、前述した実施例では、現像第2支持穴23bが円形形状となる構成で説明してきたが、異形状の穴でも同様の効果が得られる。
[Other Examples]
In the above-described embodiment, the second developing
図15は異形状の現像第2支持穴の構成を示す部分拡大図である。図15(a)は現像第2支持穴81が正方形の穴であり、図15(b)では現像第2支持穴82が扇形の穴となっている。それぞれの穴で非駆動側結合ピン69に対してガタ量t3〜t6が設けられている。ここで、t3〜t6=t2とすることで、異形状の穴でも円形形状の穴と同様の効果を得ることが可能となる。なお、図15(a)及び図15(b)に示す現像第2支持穴81,82の非駆動側結合ピン69に対するガタ量t3〜t6も、穴の形状は異なるものの前述した実施例1と同様である。すなわち、図15(a)に示す現像第2支持穴81の結合ピン69との間の間隙t3は、現像第2支持穴81の中心と結合ピン69の中心とを重ねて見た場合の、現像第2支持穴81の辺81aの中央までの長さr3と結合ピン69の半径r1との差分である。また、図15(a)に示す現像第2支持穴81の結合ピン69との間の間隙t4は、現像第2支持穴81の中心と結合ピン69の中心とを重ねて見た場合の、現像第2支持穴81の辺81bの中央までの長さr4と結合ピン69の半径r1との差分である。また、図15(b)に示す現像第2支持穴82の結合ピン69との間の間隙t5は、現像第2支持穴82の中心と結合ピン69の中心とを重ねて見た場合の、現像第2支持穴82の辺82aの中央までの長さr5と結合ピン69の半径r1との差分である。また、図15(b)に示す現像第2支持穴82の結合ピン69との間の間隙t6は、現像第2支持穴82の中心と結合ピン69の中心とを重ねて見た場合の、現像第2支持穴82の辺82bの中央までの長さr6と結合ピン69の半径r1との差分である。なお、ここで現像第2支持穴81の中心とは、正方形の対角線の交点である。また現像第2支持穴82の中心とは、各円弧(辺82a)をつなぐ両側の直線(辺82b)の中央からの垂線の交点である。
FIG. 15 is a partially enlarged view showing the configuration of the developing second supporting hole having a different shape. In FIG. 15A, the developing second supporting
また、非駆動側結合ピン69と現像第2支持穴23bで形成されたガタに弾性部材を設けた構成でも同様の効果が得られる。
Further, the same effect can be obtained by a structure in which an elastic member is provided in the play formed by the non-driving
また前述した実施例では、像担持体を回転可能に支持する第一枠体として、クリーニングユニットを構成するクリーニング枠体を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、クリーニング部材を有しないドラムユニットを構成する枠体など、像担持体を回転可能に支持する枠体であれば、他の枠体であっても良い。 Further, in the above-described embodiment, the cleaning frame that constitutes the cleaning unit is illustrated as the first frame that rotatably supports the image carrier, but the present invention is not limited to this. For example, another frame body may be used as long as it is a frame body that rotatably supports the image carrier, such as a frame body that forms a drum unit that does not have a cleaning member.
また前述した実施例では、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジが1つである構成を例示しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which one process cartridge is attachable to and detachable from the apparatus body of the image forming apparatus is illustrated, but the number of the cartridges used is not limited and may be appropriately changed as necessary. Just set it.
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また、記録媒体担持体を使用し、該記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。或いは、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録媒体に一括して転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に装備されたプロセスカートリッジに本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the printer is exemplified as the image forming apparatus, but the present invention is not limited to this, and other image forming apparatuses such as a copying machine and a facsimile machine, or a combination of these functions. It may be another image forming apparatus such as a multifunction peripheral. Further, it may be an image forming apparatus which uses a recording medium carrier and sequentially transfers the toner images of the respective colors onto the recording medium carried by the recording medium carrier. Alternatively, it is an image forming apparatus that uses an intermediate transfer member, sequentially transfers the toner images of the respective colors onto the intermediate transfer member, and collectively transfers the toner images carried on the intermediate transfer member to a recording medium. Is also good. The same effect can be obtained by applying the present invention to the process cartridges equipped in these image forming apparatuses.
A …装置本体
B …カートリッジ
P …シート材
T …トナー
a3,b3 …位置ずれ
r1,r2 …半径
r3,r4,r5,r6 …長さ
t1 …嵌合量(間隙)
t2,t3,t4,t5,t6 …ガタ量(間隙)
20 …現像ユニット〔第二枠体)
23a …現像第1支持穴
23b …現像第2支持穴
32 …現像ローラ(現像剤担持体)
46F,46R …付勢部材
60 …クリーニングユニット(第一枠体)
62 …ドラム(像担持体)
69 …結合ピン(結合軸)
71 …クリーニング枠体
71i …第1吊り穴
71j …第2吊り穴
77 …クリーニング部材
78 …ドラム軸
86 …第1スクリュー
87 …第2スクリュー
88 …第3スクリュー
A... Device body B... Cartridge P... Sheet material T... Toner a3, b3... Positional deviation r1, r2... Radius r3, r4, r5, r6... Length t1... Fitting amount (gap)
t2, t3, t4, t5, t6... Play (gap)
20... Developing unit (second frame)
23a... 1st
46F, 46R... Energizing
62... Drum (image carrier)
69... Coupling pin (coupling shaft)
71...
Claims (7)
像担持体を回転可能に支持する第一枠体と、
前記像担持体に対向する現像剤担持体を回転可能に支持する第二枠体と、
前記第一枠体に固定され、前記第一枠体と前記第二枠体とを回動可能に結合するための結合軸と、
前記現像剤担持体を前記像担持体に付勢する付勢部材と、
を有し
前記第二枠体は、前記像担持体の軸線方向における一方の端部で前記結合軸に嵌合し、回動可能に位置決めされる第1支持穴と、前記像担持体の軸線方向における他方の端部で前記結合軸に間隙をもって回動可能に支持され円形状を有する第2支持穴と、を有し、
前記第2支持穴の前記結合軸との間の間隙は、前記結合軸の径方向において、前記第1支持穴の前記結合軸との間の間隙よりも大きく、
使用時の姿勢において、前記像担持体の回転軸から見た場合、
前記像担持体は、前記結合軸に対して水平方向に並ぶように位置し、前記現像剤担持体は、前記像担持体の下方に位置し、かつ、前記結合軸に対して水平方向に並ぶように位置し、前記現像剤担持体の回転中心は、前記結合軸の軸心より下方に位置し、かつ、前記像担持体の回転中心より下方に位置し、前記結合軸の前記軸心は、前記像担持体の前記回転中心より上方に位置する、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge removable from the main body of the image forming apparatus,
A first frame member that rotatably supports the image carrier,
A second frame member that rotatably supports the developer carrier facing the image carrier;
A coupling shaft that is fixed to the first frame body and rotatably couples the first frame body and the second frame body,
An urging member for urging the developer carrier to the image carrier,
The second frame has a first support hole that is fitted to the coupling shaft at one end in the axial direction of the image carrier and is rotatably positioned, and an axis line of the image carrier. and a second support hole that having a pivotally supported by a circular shape with a gap in the coupling shaft at the other end in the direction,
Gap between the coupling axis of the second support hole in the radial direction of the coupling shaft, much larger than the gap between the coupling shaft of the first support hole,
When viewed from the rotation axis of the image carrier in the posture during use,
The image bearing member is positioned so as to be aligned in the horizontal direction with respect to the bonding axis, and the developer bearing member is positioned below the image bearing member and is aligned with the bonding axis in the horizontal direction. The rotation center of the developer carrying body is located below the axis of the coupling shaft, and the rotation center of the image carrying body is located below the rotation center of the image bearing body. A process cartridge, wherein the process cartridge is positioned above the center of rotation of the image carrier .
画像形成装置の装置本体に装着された状態で、前記結合軸の中心が、前記像担持体の中心より上方に位置し、前記搬送部材の中心より下方に位置することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。 The first frame further has a cleaning member that removes the developer from the image carrier, and a transport member that transports the developer removed by the cleaning member,
The center of the coupling shaft is located above the center of the image carrier and below the center of the conveying member when mounted on the apparatus body of the image forming apparatus. 6. The process cartridge according to any one of items 5 to 5 .
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