JP6957199B2 - 感光体ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、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の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ための感光体ユニットに関する。
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、感光体ドラムを一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体ドラムを選択的に露光することによって、感光体ドラム上に静電潜像(静電像)を形成する。次いで、感光体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、感光体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。
特許文献1には、付勢部材によって帯電ローラを感光体ドラムに押圧する構成が開示されている。
特開2015−28545
特許文献1のように、感光体に接触するローラの軸受部材を枠体のガイドに移動可能に保持した場合、枠体のガイドと軸受部材の受け部との摺動性を保つために隙間が設けられる場合がある。軸受部材はこの隙間の許容する範囲内で移動可能であるため、画像形成中に、隙間の許容する範囲内で軸受部材が振動し、ローラが振動することで画像弊害をもたらす可能性があった。
そこで本発明は、感光体と接触するローラの振動を抑制し、画像弊害の発生を抑制させることを目的とする。
本発明の感光体ユニットは、回転可能な感光体と、ガイド部と座面とを有し、前記感光体を回転可能に支持するフレームと、前記感光体の回転軸線方向の一端側に設けられ、前記感光体が回転した状態において前記感光体に生じる回転駆動力を伝達する駆動伝達部材と、前記感光体と接触し前記感光体の回転と共に回転するローラと、前記ローラを回転可能に支持し、前記回転軸線方向の前記一端側に配置され、前記ガイド部に案内されて前記ローラの回転軸と直交する方向に移動可能に構成された軸受部材と、前記ローラが前記感光体に当接するように前記軸受部材を付勢する弾性部材であって、前記弾性部材の一端が前記軸受部材に支持され、前記弾性部材の前記一端とは反対側の他端が前記座面に支持されている弾性部材と、を有し、前記弾性部材は、前記軸受部材に作用する前記ローラの回転軸回りの前記弾性部材からの第1の力によって発生する第1の回転モーメントの方向と、前記ローラが回転した状態で前記軸受部材に作用する前記ローラの回転軸回りの前記ローラからの第2の力によって発生する第2の回転モーメントの方向とが同じになるように、前記軸受部材および前記座面によって支持されており、前記座面は前記弾性部材がそれぞれ接触する第1座面と第2座面を備え、前記感光体の回転方向に関して前記第1座面は前記第2座面よりも上流に配置され、前記弾性部材の付勢方向に関して、前記第2座面の方が、前記第1座面よりも前記ローラと前記感光体との接触点に近くに配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、感光体と接触するローラの振動を抑制し、画像弊害の発生を抑制させることができる。
プロセスカートリッジのクリーニングユニットの断面図。 画像形成装置の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図。 プロセスカートリッジの断面図。 画像形成装置の開閉扉を開いた状態の画像形成装置本体の斜視図。 画像形成装置の開閉扉を開き、トレイを引き出した状態の画像形成装置本体の斜視図。 画像形成装置の開閉扉を開き、トレイを引き出した状態で、トレイにプロセスカートリッジを着脱する際の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの斜視図。 画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着された状態の、プロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の駆動側位置決め部の斜視図。 電子写真画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着された状態の、プロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の非駆動側位置決め部の斜視図。 プロセスカートリッジのクリーニング容器内部の断面図。 プロセスカートリッジの分解図。 プロセスカートリッジの分解図。 プロセスカートリッジの分解図。 プロセスカートリッジの分解図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットの斜視図。 プロセスカートリッジの軸受部材の斜視図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットと画像形成装置本体の斜視図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットの断面図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットの断面図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットの断面図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットの断面図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットと画像形成装置本体の斜視図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットの断面図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットの断面図。 プロセスカートリッジのクリーニングユニットの断面図。
[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、本実施例に記載されている構成部品の機能、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、感光体の回転軸線方向は感光体の長手方向と一致する。また、感光体の長手方向において、画像形成装置本体から感光体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。
図2および図3を用いて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。
<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の電子写真感光体ドラム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。
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。
<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、電子写真感光体としてのドラム62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。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。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。
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。トナーTは、マグネットローラ34(固定磁石)の磁力により、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へ転移され、トナー像として可視像化される。
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。シート材Pはドラム62からトナー像を転写される被転写体である。
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。
一方、図3に示すように、転写後のドラム62は、クリーニングブレード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。
上記において、帯電ローラ66、現像ローラ32、転写ローラ7、クリーニングブレード77がドラム62に作用するプロセス手段である。
<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4、図5、図6を用いて説明する。図4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5は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開きカートリッジトレイ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6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を取り出した状態の斜視図である。
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。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が備えられており、トレイ18を所定の位置まで引き出すと、カートリッジBがトレイ18に対して着脱方向ADに沿って着脱可能となる。そして、カートリッジBはトレイ18に載せられた状態で図5の矢印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。
<カートリッジ支持>
次に、装置本体AのカートリッジBの支持構成について、図1、図4、図7、図8を用いて説明する。図4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。また、図7、図8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。また、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。
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。
<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9、図10、図11、図12、図13を用いて説明する。図3、図9はカートリッジBの断面図、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。
図3に示すように本実施例のカートリッジBは、記録媒体に画像形成を行うための画像形成ユニットであり、現像剤を搬送する現像剤搬送ユニットとしてのクリーニングユニット60と、現像ユニット20とを有する。本実施例では、クリーニングユニット60と現像ユニット20が結合したプロセスカートリッジについて説明している。しかし、これに限定されず、クリーニングユニット60が単体のクリーニング装置や現像ユニット20が単体の搬送装置であってもよい。
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。
本実施例のクリーニング部材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。本実施例はクリーングブレードを用いてクリーニング部材を説明しているが、これに限定されるものではなく、ローラ状のクリーニング部材なども用いることが可能である。
図9(a)は、クリーニングユニット60の断面図である。図3、図9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現像剤(以下、廃トナー)は、搬送部材により搬送される。搬送部材は、軸とトナーを搬送する搬送部を少なくとも有する。
本実施例では、搬送部材がスクリューの場合について説明する。図9に示すように、クリーニングユニット60は、第1スクリュー86、第2スクリュー87、第3スクリュー88、クリーニング枠体71、スクリュー蓋74、蓋部材72を有する。現像剤収容容器としての廃トナー収容容器75は、クリーニング枠体71とスクリュー蓋74、蓋部材72を結合したものであり、廃トナーを収容する。
第1搬送部材として第1スクリュー86があり矢印X方向にトナーを搬送した後、第2搬送部材としての第2スクリュー87によって更にトナーを矢印Y方向に搬送する。その後、クリーニング枠体71と蓋部材74によって形成された廃トナー室71bの内部に設けられた第3搬送部材としての第3スクリュー88によって、トナーを廃トナー室71bに溜める。本実施では、第1スクリュー86と第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。ただし、このような配置関係にならなくても、駆動力を伝達できトナーを搬送することができればよい。例えば、第1スクリューの軸線と第2スクリューの軸線は交差していればよく、第2スクリューの回転軸線がカートリッジBの長手方向端部から内側に傾いている構成でもよい。また、第1スクリューの軸線と第3スクリューの軸線も平行でなく交差する方向でもよい。
搬送部材であるスクリューには、トナーを搬送する現像剤搬送部が設けられている。現像剤搬送部は、廃トナーを搬送できればよく、らせん状の突起部を設けたものや複数のねじれた羽根形状を設けたものでもよい。また、スクリューに限定したものではなく、廃トナーを搬送部材の軸方向に搬送できる構成であれば良く、例えばコイルなどで廃トナーを搬送しても良い。
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ドラム当接シート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。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。
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はその中心軸がドラム62の回転軸線と同方向になるように配置される。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現像ローラ当接シート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、現像剤収容容器は現像容器23と底部材22によって構成され、内部にトナー室29を持つ。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。
トナー室29とトナー供給室28の間には開口部29a(破線で示す部位)が設けられており、この開口部29aはカートリッジBが使用されるまではシール部材45によって封止されている。シール部材45はポリエチレンなどの材料からなるシート状の部材で、一端側が開口部29aの周囲において現像容器23に溶着されており、他端側は第1搬送部材43に固定されている。そして、カートリッジBが最初に使用されるときに第1搬送部材43が回転すると、シート部材45は現像容器23との溶着部分が剥がされながら第1搬送部材43に巻き取られ、開口部29aが開放される。
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。クリーニングユニット60には、クリーニング枠体71、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の駆動側端部に固定さ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。駆動側ドラムフランジ63はカップリング(駆動力受け部)70を備え、カップリング70が装置本体Aの駆動軸14(図7参照)と係合し、駆動力を伝達され、カップリング70、ドラムフランジ63、及びドラム62が一体的に回転する。一方、図11に示すように、ドラム62の非駆動側端部に固定された非駆動側ドラムフランジ64の穴部(不図示)が、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、により回転可能に支持されする構成となっている。
一方、図3、図10、図12に示すように、現像ユニット20は、底部材22、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、駆動側に設けられた軸受部材27、非駆動側に設けられた軸受部材37により回転可能に現像容器23に取り付けられている。
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。具体的には、現像ユニット20の長手方向両端部には、現像容器23に現像第1支持穴23a、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、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。第1吊り穴71i、第2吊り穴71jに圧入固定された結合ピン69と現像第1支持穴23a、現像第2支持穴23bが嵌合することにより、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。
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。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。
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は引っ張りバネであり、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。
<帯電ローラ保持構成>
次に、帯電ローラ66保持構成について、図1、図14〜図19を用いて説明する。図1、図17、図18、図19は帯電ローラ保持構成を説明するクリーニングユニット60の断面図である。図14は帯電ローラ保持構成を説明するクリーニング枠体71と帯電ローラ66と帯電ローラ保持構成の斜視図である。なお、図17〜図19においては、説明のため、第1ガイド面91aと第1被ガイド面101aの間の隙間、及び第2ガイド面91bと第2被ガイド面101bの間の隙間を強調して記載している。図15は帯電ローラ軸受67の斜視図である。図16はドラム62と転写ローラ7の構成を説明する斜視図である。
図14に示すように、帯電ローラ66の長手方向に関してクリーニング枠体71の両端部には、帯電ローラ軸受(軸受部材)67と付勢部材としての帯電ローラバネ68を支持するための帯電構成保持部90が設けられている。また、帯電ローラ66は、芯金部66aと芯金部66aの周囲を被覆するゴム部66bから構成される。芯金部66aの両端が2つの帯電ローラ軸受67の軸受部104に挿入され、回転可能に保持されている。帯電ローラ66の長手方向は帯電ローラ66の回転軸線方向と平行である。以下で帯電ローラ軸受67と帯電構成保持部90について説明するが、これらは、帯電ローラ66の長手方向に関してドラム62の非駆動側に対応する一端側、及びドラム62の駆動側に対応する部分に対応する他端側にそれぞれ設けられている。これらの構成は同じであるため、一端側の構成について説明する。
図1に示すように、帯電構成保持部90は、帯電ローラ軸受ガイド面(ガイド部)91、帯電ローラバネ座面92、帯電ローラバネ係合部93により構成される。帯電ローラ軸受ガイド面91は、互い平行で対向する平面である第1ガイド面91aと第2ガイド面91bから構成される。第1ガイド面91aと第2ガイド面91bは実質的に平行であればよく、射出成型等によって帯電構成保持部90を製造する場合は、成形型との離形性を考慮して第1ガイド面91aに対して第2ガイド面91bが僅かに傾斜していても良い。第1ガイド面91aは、ドラム62の回転方向R(矢印R方向)に関して、第2ガイド面91bよりも上流に配置されている。また、帯電ローラバネ座面92は、ドラム62の回転方向Rに関して、第1ガイド面91aと第2ガイド面91bの間に挟まれた面であり、ドラム62に対向する面である。帯電ローラバネ係合部93は帯電ローラバネ座面92に設けられている。帯電ローラバネ座面92は第1座面92aと第2座面92bから形成されており、ドラム62の回転方向Rに関して、第1座面92aは、、第2座面92bよりも上流に配置されている。第1座面92aと第2座面92bはそれぞれ帯電ローラバネ68と接触し、支持する。
図15に示すように、帯電ローラ軸受67には帯電ローラ軸受被ガイド面101と帯電ローラバネ嵌合部102、帯電ローラバネ受け面103、軸受部104が設けられている。軸受部104は4つのリブで構成されている。図1に示すように、帯電ローラ軸受67は、帯電ローラ軸受ガイド面91に係合し、帯電ローラ軸受被ガイド面101が帯電ローラ軸受ガイド面91に規制されることによって、ドラム62に近づく方向Hに移動可能に保持されている。ドラム62に近づく方向Hは、帯電ローラ66とドラム62との接触点CPにおける帯電ローラ66の接線と帯電ローラ66の回転軸線方向とに直交する方向と定義する。本実施例においては方向Hは、第1ガイド面91a及び第2ガイド面91bに平行で、且つ、帯電ローラ66の回転軸線方向に直交する方向である。また、帯電ローラ66とドラム62との接触点CPにおける帯電ローラ66の接線方向に平行で帯電ローラ66の回転軸線方向に直交する方向を方向Iと定義する。方向Iは方向Hと直交する関係となっている。また、ドラム62の回転方向Rに関して、第1被ガイド面101aは第2被ガイド面101bよりも上流に配置される。また、帯電ローラバネ68は、帯電ローラバネ座面92と帯電ローラバネ受け面103の間に配置される。本実施例では、帯電ローラバネ68として、圧縮コイルバネを用いている。帯電ローラバネ68は、片側端部が帯電ローラバネ係合部93に係合され、もう一端部が帯電ローラバネ嵌合部102に嵌合される。帯電ローラバネ68の両端部分はそれぞれは抜け防止のために密着巻きとなっている。
ドラム62が組み付けられた状態において、帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67を介して、帯電ローラバネ68の付勢力(弾性力)を受けて方向Hに付勢され、ドラム62に所定の圧で当接している。帯電ローラ軸受67は、帯電ローラバネ68の付勢力に抗して押圧された際、帯電ローラ軸受被ガイド面101が帯電ローラ軸受ガイド面91にガイドされて方向Hの逆方向に移動可能である。そして、帯電ローラ66は、ドラム62が方向Rに回転すると、ゴム部66bとドラム62表面の間の摩擦力により、方向Kに従動回転する。
また、図16に示すように、カートリッジBが装置本体Aに装着された状態では、装置本体Aに設けれられた転写ローラ7が、ドラム62の軸方向と平行に、ドラム62に当接して配置される。転写ローラ7は転写ギア7aと転写部7bと摺動部7cによって構成される。転写ローラ7は摺動部7cが転写軸受部材110に係合し、装置本体Aに回転可能に保持される。非駆動側ドラムフランジ64にはドラムギア(ギア部)64aが設けられており、転写ギア7aとドラムギア64aは係合する。転写ローラ7は、転写ギア7aがドラムギア64aから駆動力を受けることで駆動力を伝達されて回転する。
次にドラム62の停止状態における、帯電ローラ軸受67が帯電ローラ軸受ガイド面91の中でとる姿勢について図17を用いて説明する。帯電ローラ軸受被ガイド面101の幅は、帯電ローラ軸受ガイド面91の幅よりも僅かに小さく、帯電ローラ軸受ガイド面91と帯電ローラ軸受被ガイド面101の間に隙間Fが設けられている。そして、帯電ローラ軸受67は帯電ローラ軸受ガイド面91間で、隙間Fの範囲で僅かに移動可能である。そして、帯電ローラ軸受67の帯電ローラ軸受ガイド面91に対する姿勢は、帯電ローラバネ68の付勢方向等によって決めることができる。図18(a)に、帯電ローラバネ68の中心軸Eが帯電ローラ軸受ガイド面91に平行に取り付けられている場合の帯電ローラ軸受67の姿勢を示す。図18(b)は帯電ローラバネ68の中心軸Eがドラム62回転方向上流側に屈曲している場合の帯電ローラ軸受67の姿勢を示す。図18(c)は帯電ローラバネ68の中心軸Eがドラム62回転方向下流側に屈曲している場合の帯電ローラ軸受67の姿勢を示す。帯電ローラバネ68を方向Hに直交する断面で見た場合、帯電ローラバネ68は円環状の断面を有しており、その円環の中心点を繋いだ線を帯電ローラバネ68の中心軸Eと定義する。図18(b)、図18(c)の場合、帯電ローラ軸受67は、屈曲している帯電ローラバネ68から復元モーメントG2を受けている。帯電ローラバネ68が屈曲する場合として、帯電ローラバネ嵌合部102に対して帯電ローラバネ68が角度を持って組み付けられていることが考えられる。また、帯電ローラバネ座面92と帯電ローラ軸受ガイド面91の角度の製造上のばらつきによっても生じる可能性がある。帯電ローラバネ68がオープンエンドや無研削のクローズドエンドの場合、帯電ローラバネ68の底面が角度をもって帯電ローラバネ座面92と接するため、屈曲する可能性がある。
次に、ドラム62の駆動状態における、帯電ローラ軸受67が帯電ローラ軸受ガイド面91の中でとる姿勢について説明する。図19に示すように、ドラム62の駆動時に、帯電ローラ66は、ドラム62とゴム66b部の間の摩擦による方向Iの力と、軸受部104と帯電ローラ66の芯金部66aの間の摺動による摺動摩擦モーメントG1を受ける。また、前述したように、帯電ローラ軸受67には帯電ローラバネ68から復元モーメントG2が作用する。これらの力の関係で帯電ローラ軸受67の姿勢が決まる。例えば、G1とG2が同じ方向の場合は図18(b)に示すように、第2ガイド面91bと第2被ガイド面101bが点Sで接し、第1ガイド面91aと第1被ガイド面101aが点Qで接するように帯電ローラ軸受67が傾いた姿勢となる。また、G1とG2が互いに逆方向の場合は、G1G2のときは図18(b)の姿勢となり、G1<G2のときは図18(c)に示すように、91bと101bが点Nで接し、91aと101aが点Vで接するように帯電ローラ軸受67が傾いた姿勢となる。
<帯電ローラ回転ムラ発生メカニズム詳細>
次に、帯電ローラ66の回転ムラが発生するメカニズムについて、図1、図18、図20を用いて説明する。図20は帯電ローラ保持構成を説明するクリーニングユニット60の断面図である。なお、図20においては、説明のため、図19と同様に第1ガイド面91aと第1被ガイド面101aの間の隙間、及び第2ガイド面91bと第2被ガイド面101bの間の隙間を強調して記載している。
ドラム62の回転速度は、転写ギア7aやドラムギア64aなどの駆動系のギア精度や負荷変動などの影響により、微小に変化する(微小な回転ムラが発生する)場合がある。ドラム62で駆動中に回転ムラが発生すると、ドラム62とゴム部66bとの摩擦力が変動し、帯電ローラ66の回転ムラや接触状態が変動する可能性がある。その結果、帯電ローラ66によるドラム62への帯電ムラが生じ、それがトナー濃度ムラなどの画像弊害を誘発する要因となる場合があった。
このとき、ドラム62の回転ムラにより、摺動摩擦モーメントG1が変動する場合がある。摺動摩擦モーメントG1と反対方向の復元モーメントG2が作用し、かつ摺動摩擦モーメントG1が復元モーメントG2を超える大きさと超えない大きさの間で変動した場合について説明する。この場合、帯電ローラ軸受67は図18(b)の姿勢と図18(c)の姿勢の間で振れ、帯電ローラ軸受67の振動が大きくなる場合がある。このように帯電ローラ軸受67の振動が大きくなると、帯電ローラ66の回転ムラや接触状態の変動が大きくなる場合があった。特にドラムギア64aが配置されるドラム62の非駆動側部分についてはドラム62の回転速度の変動が発生しやすいので、帯電ローラ軸受67の振動が大きくなる場合がある。
そこで本実施例では、図1に示すように構成している。つまり、ドラムの回転方向Rに関して第1座面92aよりも下流に配置された第2座面92bが、第1座面92aよりも、第1ガイド面91a及び第2ガイド面91bに平行な方向Hに関して帯電ローラ66とドラム62の接触点CPに近くなるよう配置する。
このとき、帯電ローラバネ受け面103との距離は、第1座面92aが第2座面92bよりも大きくなる。そのため、図20のように、帯電ローラ66とドラム62とが相対的に停止している状態においても、帯電ローラバネ68はドラム62回転方向上流側に屈曲する。この時、方向Hに関して、第2ガイド面91bと第2被ガイド面101bの接触点(第2接触点)Sの方が、第1ガイド面91aと第1被ガイド面101aの接触点(第1接触点)Qよりも帯電ローラ66とドラム62の接触点CPに近い。
ここで、第1座面92aと第2座面92bの高さは、復元モーメントG2が摺動摩擦モーメントG1と同方向になるように、十分に方向Hに関して帯電ローラ66とドラム62の接触点CPに近く設けられることが望ましい。
以上の構成をとることにより、復元モーメントG2が摺動摩擦モーメントG1と同じ方向を向く構成とすることができ、帯電ローラ軸受67の振動を抑制して姿勢を図18(b)、図20の姿勢に安定させることができる。その結果、帯電ムラを抑制させることができ、濃度ムラなどの画像弊害が生じる可能性を小さくさせることができる。
なお、ドラム62の回転速度の変動の発生の仕方によっては、帯電ローラ62の長手方向に関して他端側(ドラム62の駆動側に対応)に配置された帯電ローラ軸受67については上記のような構成となっていなくても良い。つまり、少なくともドラム62の回転速度の変動が発生しやすい帯電ローラ62の長手方向に関して一端側(ドラム62の非駆動側)に配置される帯電ローラ軸受67に関して、上述した構成であれば、帯電ムラを抑制する効果が得られる。
[実施例2]
次に、本発明の実施例2の形態を説明する。なお、以降の実施例においては、実施例1と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例1と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
実施例2における、帯電ローラ66にバイアス電圧を印加させるための導通構成について、図21、図22を用いて説明する。図21は、装置本体Aとクリーニングユニット60の実施例2に関わる部分の斜視図、図22は帯電ローラ保持構成を説明するクリーニングユニット60の断面図である。
実施例2では、図21のように、本体帯電接点130、帯電バイアス電源(不図示)が装置本体Aに、帯電接点120がクリーニング枠体71に設けられる。本体帯電接点130は、帯電バイアス電源に接続される。ここで、本体帯電接点130、帯電ローラバネ68、芯金部66aは、金属などの導電部材で形成される。帯電ローラ軸受67は導電樹脂で形成されている。また、帯電接点120は金属板金で形成される。従って、少なくとも帯電ローラ軸受67、帯電ローラバネ68、及び、帯電接点120は、電気的に接続される。
カートリッジBが本体装置Aに装着された時、本体帯電接点130が帯電接点120の外部に露出した接点部120dと接触し電気的に接続する。画像形成時に、帯電バイアス電源により本体電源接点130、帯電接点120、帯電ローラバネ68、帯電ローラ軸受67、芯金部66aを介して、ゴム部66bに帯電バイアスが印加される。
帯電接点120は一端部が接点部120dとして外部に露出されて配置され、他端部の表面には接点座面120aが設けられる。また、クリーニング枠体71の帯電構成保持部90には、実施例1における帯電ローラバネ座面92の代わりに、非接点座面121bと取り付け面121aが設けられている。接点座面120aは取り付け面121aまで延伸されている。図22に示すように、帯電ローラバネ68は非接点座面121bと、取り付け面121aの上の接点座面120aにまたがって配置される。ここで、接点座面120aは、帯電ローラバネ係合部93に対してドラム62回転方向上流側に配置され、非接点座面121bは下流側に配置される。そして、本実施例の構成では、方向Hに関して、非接点座面121bの方が接点座面120aよりも帯電ローラ66とドラム62の接触点CPに近くなっている。
帯電ローラバネ導通座面121は、非接点座面121bと接点座面120aによって構成される。帯電ローラバネ68は、帯電ローラバネ導通座面121と、帯電ローラバネ受け面103の間に配置される。このとき、帯電ローラバネ68は、接点座面120aと、非接点座面121bの非接点座面角部121cに接触している。
本実施例では、接点座面120aを、ドラム62の回転方向Rに関して非接点座面121bよりも上流に配置し、且つ、方向Hに関して帯電ローラ66とドラム62の接触点CPからの距離が非接点座面121bよりも遠くなるように配置した。これにより、帯電ローラバネ68が接点座面120aに確実に接触させることができる。そのため、実施例1と同様の効果に加え、かつ帯電バイアスを安定して導通させることができる。
なお、ドラム62の回転速度の変動の発生の仕方によっては、帯電ローラ62の長手方向に関して他端側(ドラム62の駆動側に対応)に配置された帯電ローラ軸受67については上記のような構成となっていなくても良い。つまり、少なくともドラム62の回転速度の変動が発生しやすい帯電ローラ62の長手方向に関して一端側(ドラム62の非駆動側)に配置される帯電ローラ軸受67に関して、上述した構成であれば、帯電ムラを抑制する効果が得られる。
[実施例3]
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例では図23に示すように、第2ガイド面91bと帯電ローラバネ座面92の間に、帯電ローラバネ68の位置を案内する案内面140を設けている。帯電ローラバネ68のうち、帯電ローラ軸受67と接触する部分(図23における帯電ローラバネ68の上部)を一端部68aとし、帯電ローラバネ座面92と接触する部分(図23における帯電ローラバネ68の下部)を他端部68bとする。帯電ローラバネ68の一端部68aが帯電ローラバネ嵌合部(第1位置規制部)102に嵌合することで、ドラム62の回転方向に関して、帯電ローラバネ68の一端部68aの位置が決まっている。帯電ローラバネ68の他端部68bが案内面(第2位置規制部)140に接触することで、ドラム62の回転方向に関して、帯電ローラバネ68の他端部68bの位置が決まっている。これにより、帯電ローラバネ受け面103と帯電ローラバネ68の中心軸Eの交点をU3とし、帯電ローラバネ座面92と中心軸Eの交点をU4としたときに、U4の方がU3よりもドラム62回転方向上流側となるように構成されている。言い換えると、帯電ローラバネ68の一端部が帯電ローラ軸受67に係合してドラム62の回転方向の位置が規制され、他端部が案内面140によってドラム62の回転方向の位置を規制されつつ、帯電ローラバネ座面92に保持されている。これにより、帯電ローラバネ68の一端部68aが他端部68bよりもドラム62の回転方向に関して下流に配置される。
帯電ローラバネ68の一端部68aのドラム62の回転方向で最も下流側の点68a1と帯電ローラバネ68の他端部68bのドラム62の回転方向で最も下流側の点68b1の位置を比較して説明する。即ち、ドラム62の回転方向に関して、点68a1の方が点68b1よりも下流に配置される。
このような構成にすることによって、屈曲した帯電ローラバネ68の復元モーメントG2の向きを摺動摩擦モーメントG1と同じ方向にすることができる。このため、図20に示すのように帯電ローラ66とドラム62とが相対的に停止している状態において、方向Hに関して、接触点Sの方が接触点Qよりも接触点CPに近くなるように帯電ローラ軸受67が配置される。このような位置に帯電ローラ軸受67を配置することで、帯電ローラ軸受67の振動を抑制し、姿勢を安定させることができる。
なお、ドラム62の回転速度の変動の発生の仕方によっては、帯電ローラ62の長手方向に関して他端側(ドラム62の駆動側に対応)に配置された帯電ローラ軸受67については上記のような構成となっていなくても良い。つまり、少なくともドラム62の回転速度の変動が発生しやすい帯電ローラ62の長手方向に関して一端側(ドラム62の非駆動側)に配置される帯電ローラ軸受67に関して、上述した構成であれば、帯電ムラを抑制する効果が得られる。
[実施例4]
次に、本発明の実施例4について説明する。本実施例の構成は図24に示すように、実施例2と実施例3の構成を組み合わせたものである。すなわち、非接点座面121bが接点座面120aよりもドラム62に近づく方向Hで高くなっており、さらに、帯電ローラバネ導通座面121と中心軸Eの交点U5の方が交点U3よりもドラム62回転方向上流側となるように案内面140が設けられている。このような構成においても、図20に示すように帯電ローラ66とドラム62とが相対的に停止している状態において、方向Hに関して、接触点Sの方が接触点Qよりも接触点CPに近くなるように帯電ローラ軸受67が配置される。このように、前述の各構成を組み合わせても各々の作用を損なうことなく帯電ローラ軸受67の振動を抑制し、姿勢を安定させる効果を得ることができる。
なお、ドラム62の回転速度の変動の発生の仕方によっては、帯電ローラ62の長手方向に関して他端側(ドラム62の駆動側に対応)に配置された帯電ローラ軸受67については上記のような構成となっていなくても良い。つまり、少なくともドラム62の回転速度の変動が発生しやすい帯電ローラ62の長手方向に関して一端側(ドラム62の非駆動側)に配置される帯電ローラ軸受67に関して、上述した構成であれば、帯電ムラを抑制する効果が得られる。
101 帯電ローラ軸受被ガイド面
101a 第1被ガイド面
101b 第2被ガイド面
102 帯電ローラバネ嵌合部
120 帯電接点
120a 接点座面
140 案内面
62 ドラム
66 帯電ローラ
67 帯電ローラ軸受
68 帯電ローラバネ
68a 一端部
68b 他端部
7 転写ローラ
91 ガイド面
91a 第1ガイド面
91b 第2ガイド面
92 帯電ローラバネ座面
92a 第1座面
92b 第2座面
CP 接触点
Q 接触点
S 接触点

Claims (11)

  1. 回転可能な感光体と、
    ガイド部と座面とを有し、前記感光体を回転可能に支持するフレームと、
    前記感光体の回転軸線方向の一端側に設けられ、前記感光体が回転した状態において前記感光体に生じる回転駆動力を伝達する駆動伝達部材と、
    前記感光体と接触し前記感光体の回転と共に回転するローラと、
    前記ローラを回転可能に支持し、前記回転軸線方向の前記一端側に配置され、前記ガイド部に案内されて前記ローラの回転軸と直交する方向に移動可能に構成された軸受部材と、
    前記ローラが前記感光体に当接するように前記軸受部材を付勢する弾性部材であって、前記弾性部材の一端が前記軸受部材に支持され、前記弾性部材の前記一端とは反対側の他端が前記座面に支持されている弾性部材と、を有し、
    前記弾性部材は、前記軸受部材に作用する前記ローラの回転軸回りの前記弾性部材からの第1の力によって発生する第1の回転モーメントの方向と、前記ローラが回転した状態で前記軸受部材に作用する前記ローラの回転軸回りの前記ローラからの第2の力によって発生する第2の回転モーメントの方向とが同じになるように、前記軸受部材および前記座面によって支持されており、
    前記座面は前記弾性部材がそれぞれ接触する第1座面と第2座面を備え、前記感光体の回転方向に関して前記第1座面は前記第2座面よりも上流に配置され、
    前記弾性部材の付勢方向に関して、前記第2座面の方が、前記第1座面よりも前記ローラと前記感光体との接触点に近くに配置されていることを特徴とする感光体ユニット。
  2. 前記第1座面は、前記弾性部材と電気的に接続される接点の表面であることを特徴とする請求項に記載の感光体ユニット。
  3. 前記弾性部材の一端部は、前記軸受部材と接触し、前記軸受部材に設けられた第1位置規制部によって前記感光体の回転方向の位置が規制され、
    前記弾性部材の他端部は、前記座面と接触し、前記座面に設けられた第2位置規制部によって前記感光体の回転方向の位置が規制され、
    前記感光体の回転方向に関して、前記弾性部材の一端部は前記弾性部材の他端部よりも下流に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の感光体ユニット。
  4. 回転可能な感光体と、
    ガイド部と座面とを有し、前記感光体を回転可能に支持するフレームと、
    前記感光体の回転軸線方向の一端側に設けられ、前記感光体が回転した状態において前記感光体に生じる回転駆動力を伝達する駆動伝達部材と、
    前記感光体と接触し前記感光体の回転と共に回転するローラと、
    前記ローラを回転可能に支持し、前記回転軸線方向の前記一端側に配置され、前記ガイド部に案内されて前記ローラの回転軸と直交する方向に移動可能に構成された軸受部材と、
    前記ローラが前記感光体に当接するように前記軸受部材を付勢するコイルばねであって、前記コイルばねの一端が前記軸受部材に支持され、前記コイルばねの前記一端とは反対側の他端が前記座面に支持されているコイルばねと、を有し、
    前記コイルばねの軸線が前記感光体の回転方向の上流側が凸状に屈曲するように、前記コイルばねは前記軸受部材と前記座面によって支持されていることを特徴とする感光体ユニット。
  5. 前記座面は前記コイルばねがそれぞれ接触する第1座面と第2座面を備え、前記感光体の回転方向に関して前記第1座面は前記第2座面よりも上流に配置され、
    前記コイルばねの付勢方向に関して、前記第2座面の方が、前記第1座面よりも前記ローラと前記感光体との接触点に近くに配置されていることを特徴とする請求項に記載の感光体ユニット。
  6. 回転可能な感光体と、
    ガイド部と座面とを有し、前記感光体を回転可能に支持するフレームと、
    前記感光体の回転軸線方向の一端側に設けられ、前記感光体が回転した状態において前記感光体に生じる回転駆動力を伝達する駆動伝達部材と、
    前記感光体と接触し前記感光体の回転と共に回転するローラと、
    前記ローラを回転可能に支持し、前記回転軸線方向の前記一端側に配置され、前記ガイド部に案内されて前記ローラの回転軸と直交する方向に移動可能に構成された軸受部材と、
    前記ローラが前記感光体に当接するように前記軸受部材を付勢するコイルばねであって、前記コイルばねの一端が前記軸受部材に支持され、前記コイルばねの前記一端とは反対側の他端が前記座面に支持されているコイルばねと、を有し、
    前記座面は、前記コイルばねがそれぞれ接触する第1座面と第2座面を備え、前記感光体の回転方向に関して、前記第1座面は前記第2座面よりも上流に配置され、前記コイルばねの付勢方向に関して、前記第2座面の方が、前記第1座面よりも前記ローラと前記感光体との接触点の近くに配置されていることを特徴とする感光体ユニット。
  7. 前記第1座面は、前記コイルばねと電気的に接続される接点の表面であることを特徴とする請求項またはに記載の感光体ユニット。
  8. 前記コイルばねの一端部は、前記軸受部材と接触し、前記軸受部材に設けられた第1位置規制部によって前記感光体の回転方向の位置が規制され、
    前記コイルばねの他端部は、前記座面と接触し、前記座面に設けられた第2位置規制部によって前記感光体の回転方向の位置が規制され、
    前記感光体の回転方向に関して、前記コイルばねの一端部は前記コイルばねの他端部よりも下流に配置されていることを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載の感光体ユニット。
  9. 前記ローラは、前記感光体の回転に従動して回転することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の感光体ユニット。
  10. 前記感光体は、前記ローラの回転軸線方向に関して他端側に前記感光体を駆動するための駆動力を受ける駆動力受け部を備えることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の感光体ユニット。
  11. 前記ローラは電圧を印加され、前記感光体を帯電する帯電ローラであることを特徴とする請求項1乃至1のいずれか一項に記載の感光体ユニット。
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