JPH09222840A - プロセスカートリッジ及びその製造方法 - Google Patents
プロセスカートリッジ及びその製造方法Info
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Abstract
体内に設けられたマグネットロール部材の支持部材に対
する組付け精度を向上して、良好な画像形成を可能にす
ること。 【解決手段】 少なくとも現像剤担持体と、現像剤担持
体内部に固定されたマグネットロール部材(902)
と、該マグネットロール部材を支持するマグネットロー
ル支持部材(901)を有する構成において、マグネッ
トロール部材の主現像磁極位置をマグネットロール支持
部材に対して回転調整後に、この回転位置を保持した状
態で溶着手段(900)等によりマグネットロール支持
部材の一部を溶融してマグネットロール部材を固定し
た。
Description
ビームプリンタ等の画像形成装置に着脱可能なプロセス
カートリッジ及び該プロセスカートリッジの構成部材の
固定方法に関する。
像形成装置において、感光体ドラムと他のプロセス手
段、例えばクリーニングユニットや現像ユニットを一体
化してプロセスカートリッジを構成し、該プロセスカー
トリッジを着脱自在に画像形成装置本体に着脱すること
により、メンテナンスフリーを実現したものが知られて
いる。
能要素の相互の位置を精度よく維持する必要があるが、
従来はこの精度維持の方法としてはもっぱら構成部品単
体の精度を上げることにより解決してきた。その結果と
して、組立工程における調査、検査等の労力が省ける反
面、各部品に対しては過度の精度が要求されることとな
り、その割には誤差の累積により組立精度が期待した程
向上しない状況に陥った。
化、高画質化が進む中で、近年、画像形成装置内の機能
要素の組立精度に関するさらなる精度向上の要求が高ま
っている。
精度を向上するよりも、むしろ組立時に調整を行って最
終的な品質を維持する方法をとる方が労力が少なくかつ
高品質となることが明らかなものがある。
て、現像ユニット内のマグネット(Mg)ロール部材が
ある。これは画像形成上、現像プロセスにおいて現像ス
リーブと感光ドラム表面間に静磁場を形成するための機
能部材であり、現像ユニット匡体に対してマグネットロ
ール部材自身が有する磁極の位相を高精度に位置決めす
る必要がある。従来はこの位相維持の方法としてマグネ
ットロール部材とマグネットロール支持部材、各々に凹
凸部を設け、これらの迎合又は係合により位置決めを行
う方法がとられてきた。
品での形状誤差管理の限界、組立時の誤差の累積から、
近年の高画質化に対する組立後の最終精度要求に対応で
きなくなってきた。
度よく位置決めするために組立時にマグネットロール部
材の磁極位置をセンシングし、これを現像ユニットに対
して所定の位置へ調整する方法が考えられた。
その調整後、これらマグネットロール部材とマグネット
ロール支持部材を固定する方法において、固定カラー、
セットビス固定による固定方法を用いるものが殆どであ
り、固定時のずれ、振動等によるネジのゆるみが発生し
信頼性が低かった。
置を調整(割り出し)後、これを現像器ユニットへ固定
するための、より簡易で、信頼性の高い方法を提供し、
プロセスカートリッジの高精度組立を実現することで画
像形成装置における高速度化、高画質化に寄与すること
を目的とするものである。
に本発明は、概略的にはマグネットロール部材と現像器
ユニットに固定されたマグネットロール支持部材とを別
途用意された調整手段により、任意の角度に割り出され
たマグネットロール部材の角度位置において、これらを
結合する簡易かつ信頼性の高い方法を提供し、マグネッ
トロール部材の磁極位置の高精度維持をはかる。請求項
に対応すると次のとおりである。
像剤担持体と、現像剤担持体内部に固定されたマグネッ
トロール部材と、該マグネットロール部材を支持するマ
グネットロール支持部材を有するプロセスカートリッジ
において、マグネットロール部材の主現像磁極位置をマ
グネットロール支持部材に対して回転調整後に、この回
転位置を保持した状態で固定したことを特徴とする。
カートリッジにおいて、マグネットロール部材の中心軸
の周囲にマグネットロール支持部材の一部を溶かし込む
ことにより、マグネットロール部材とマグネットロール
支持部材間を溶着固定したことを特徴とする請求項1記
載のプロセスカートリッジ。
カートリッジにおいて、マグネットロール部材の中心軸
の端部に、カット面、ネジ形状部又は軸芯方向の複数の
溝部を有し、マグネットロール支持部材は、前記マグネ
ットロール部材の中心軸の挿通穴を有し、マグネットロ
ール中心軸は、挿通穴に挿入位置され、マグネットロー
ル支持部材の溶融部分の一部が前記マグネットロール部
材の中心軸軸端のカット面、ネジ形状部又は軸芯方向の
複数の溝部に流入しマグネットロール部材を固着したこ
とを特徴とする。
カートリッジにおいて、マグネットロール支持部材に現
像バイアス電流給電用の金属板が固定され、該金属板に
よりマグネットロール部材を固定したことを特徴とす
る。
リッジの製造方法は、少なくとも現像剤担持体と、現像
剤担持体内部に固定されたマグネットロール部材と、該
マグネットロール部材を支持し現像ユニットに組立固定
されたマグネットロール支持部材を有するプロセスカー
トリッジにおいて、マグネットロール部材の主現像磁極
位置をマグネットロール支持部材に対して回転調整後
に、この回転位置を保持したままマグネットロール部材
の中心軸の周囲にマグネットロール支持部材の一部を溶
かし込むことにより溶着固定することを特徴とする。
において、溶着用のエネルギー発生源として超音波振動
溶着を用いることを特徴とする。
において、溶着用のエネルギー発生源として加熱溶着を
用いることを特徴とする。
ネットロール支持部材及び現像器ユニットに高精度に位
置決め組立てを行うことにより得られる効果を以下に述
べる。
が感光ドラム軸心方向へ高精度に固定される結果、 (1)濃度むら、スリーブゴーストの低減 (2)トナー消費量の低減 (3)耐環境性における画質の安定化 がはかられる。
固定の目的で新たな部品を用いないため、低コスト及び
省資源での品質向上が可能となる。
カートリッジ及びプロセスカートリッジを用いる画像形
成装置について、図面を参照して説明する。
た画像形成装置の全体説明}まず、画像形成装置の全体
構成について説明する。尚、図1は画像形成装置の一態
様であるプロセスカートリッジを装填したレーザープリ
ンタの断面構成説明図、図2はプロセスカートリッジの
断面構成説明図、図3はその外観説明図である。
光学系1から画像情報に基づいた光像を照射して像担持
体である感光ドラム7に現像剤(以下トナー)像を形成
する。そして前記トナー像の形成と同期して被記録材2
を搬送手段3によって搬送し、かつプロセスカートリッ
ジBとしてカートリッジ化された画像形成部に於いて前
記感光ドラムに形成したトナー像を転写手段4によって
被記録材2に転写し、その被記録材2を定着手段5に搬
送し、転写トナー像を定着して排出部6へ排出するよう
に構成している。
リッジBは、図2に示すように、像担持体である感光ド
ラム7を回転してその表面を帯電手段8によって一様に
帯電し、前記光学系1からの光像を露光部9を介して感
光ドラム7に露光して潜像を形成し、現像手段10で前
記潜像に応じたトナー像を形成することにより可視像化
する。そして前記転写手段4でトナー像を被記録材2に
転写した後は、クリーニング手段11によって感光ドラ
ム7に残留したトナーを除去するように構成している。
溜め等を有する第一枠体であるトナー枠体12と、現像
スリーブ等を有する第二枠体である現像枠体13と、感
光ドラム7やクリーニング手段11等を有する第三枠体
であるクリーニング枠体14とによって構成している。
るプロセスカートリッジBの各部の構成について詳細に
説明する。
の各部の構成について説明する。
込んだ画像情報に基づいて光照射することによって感光
ドラム7へ光像を照射するものであり、図1に示すよう
に、装置本体15の光学ユニット12aに図示しないレ
ーザーダイオード、及びポリゴンミラー1b、スキャナ
ーモーター1c、結像レンズ1d、反射ミラー1eが収
納してある。
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1bに前記画像光として照射する。
このポリゴンミラー1bはスキャナーモーター1cによ
って高速回転し、該ポリゴンミラー1bで反射した画像
光が結像レンズ1d及び反射ミラー1eを介して感光ド
ラム7へ照射し、該感光ドラム7の表面を選択的に露光
するように構成している。
送するための搬送手段3の構成について説明する。本実
施形態に係る被記録材2は手ざしと、カセット給紙の2
種類が可能になっている。手ざしするための構成は、図
1に示すように、給紙トレイ3aに被記録材2をセット
して画像形成を開始すると、ピックアップローラ3bに
よって給紙トレイ3a上の被記録材2を装置内へ送り込
むと共に、分離ローラ対3c1,3c2によって一枚ず
つ分離給送し、被記録材2の先端がレジストローラ対3
d1,3d2に突き当たるように搬送する。そして前記
レジストローラ対3d1,3d2が画像形成動作に応じ
て駆動回転して被記録材2を画像形成部へと搬送する。
更に画像形成後の被記録材2を定着手段5へと搬送し、
かつ中間排出ローラ3e及び排出ローラ対3f1,3f
2によって排出部6へ排出するように構成している。
尚、前記各ローラ間には被記録材2の搬送をガイドする
ためのガイド部材3gが設けてある。
外部材3a2とからなり、非使用時には内部材3a1と
外部材3a2内に収納され、外部材3a1が装置本体1
5の外装を形成するように構成されている。
1に示すように、装置本体15の内底部にカセット3h
の装填部を有し、被記録材2が手ざし給送されないとき
は前記装填部に装填したカセット3h内の被記録材2を
ピックアップローラ3i及び給送ローラ3jによって上
部から一枚ずつレジストローラ対3d1,3d2へ給送
するように構成している。そしてレジストローラ対3d
1,3d2以降は前記手ざしの場合と同様の部材によっ
て搬送するように構成している。
光ドラム7に形成されたトナー像を被記録材2に転写す
るものであり、本実施形態の転写手段4は図1に示すよ
うに、転写ローラ4によって構成している。即ち、装填
したプロセスカートリッジBの感光ドラム7に転写ロー
ラ4によって被記録材2を押圧するように構成し、該転
写ローラ4に感光ドラム7に形成されたトナー像と逆極
性の電圧を印加することにより、感光ドラム7上のトナ
ーを被記録材2に転写するように構成している。
ーラ4の電圧印加によって被記録材2に転写したトナー
像を定着させるものであり、図1に示すように、駆動回
転する駆動ローラ5aと、内部に発熱部材を有し、前記
駆動ローラ5aと圧接して従動回転する定着ローラ5b
とからなる。即ち、画像形成部でトナー像を転写された
被記録材2を前記駆動ローラ5aと定着ローラ5b間を
通過させる際に、両ローラ5a,5bの押圧によって圧
力を印加し、かつ定着ローラ5bの発熱によって熱を印
加するように構成している。これによって被記録材2に
転写したトナーを定着させるものである。
成装置Aに装填されるプロセスカートリッジBの各部の
構成について説明する。
と、少なくとも1つのプロセス手段を備えたものであ
る。ここでプロセス手段としては、例えば像担持体の表
面を帯電させる帯電手段、像担持体にトナー像を形成す
る現像手段、像担持体表面に残留したトナーをクリーニ
ングするためのクリーニング手段等がある。本実施形態
のプロセスカートリッジBは図2、 図3に示すよう
に、像担持体である電子写真感光ドラム7の周囲に帯電
手段8、露光部9、トナーによる現像を行なう現像手段
10、及びクリーニング手段11を配置し、これらをト
ナー枠体12、現像枠体13、クリーニング枠体14か
らなるハウジングで覆って一体化し、装置本体15に着
脱可能に構成している。
ム7は円筒状のアルミニウムからなるドラム基体7aの
外周面に有機感光層7bを塗布して構成している。そし
て前記感光ドラム7を図1にしめすようにクリーニング
枠体14に回転可能にとりつけ、感光ドラム7の長手方
向一方端部に固着したフランジギア7c(図4参照)に
図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することによ
り、感光ドラム7を画像形成動作に応じて図1の矢印
(a)の方向へ回転させるように構成している。
る現像ユニットの構成を図4に示す。現像ユニットは現
像スリーブユニット10、現像枠体13、及びトナー枠
体12から構成されている。
体である現像スリーブ10cとその内部にこれと同軸に
保持されるマグネットロール部材100を有する。この
マグネットロール部材は通常、現像枠体13に固定され
ている。
ラムの軸直角断面における感光ドラムとマグネットロー
ル部材の位置の関係を示す。ここで100は、スリーブ
10cと同軸上にあり、空間に固定されたマグネットロ
ール部材であり、S1 ,S2 ,N1 ,N2 の4ケの磁極
を有している。この各磁極の磁束密度は例えば500〜
700Gaussであり、この磁極の位置を例えば±3
度に維持することにより、現像主極(S1極)において
は現像状態の安定化、S2極においてはトナー帯電量の
安定をはかることができる。
法)マグネットロール部材の磁極位置を現像枠体に固定
する方法として、従来は、Dカットによる凸凹迎合が多
く用いられてきた(図6)。
プロセスを図7に示す。
ル部材の中心軸100bの軸端部に位置決め用平面部1
00cを形成し、この面を回転方向の基準面として着脱
を行う。一方、マグネットロール支持部材側には予めマ
グネットロール部材の主極方向がドラム中心軸方向へ向
かう様にマグネットロール軸端の平面部を迎合する面が
形成されており、この両者を迎合又は係合することによ
りマグネットロール部材とマグネットロール支持部材の
回転位置を決めていた。
のDカット迎合による位置決めの弱点は、単品の部品の
誤差が累積する点である。主な誤差要因をあげると、軸
端基準平面部100cに対する着脱位置の誤差、マグネ
ットロール支持部材−マグネットロール部材迎合部の誤
差、マグネットロール支持部材−現像枠体の取付誤差等
があげられる。これらの誤差累積の結果、各単部品を例
えば±3°で管理しても、最終的に組立てられた際のマ
グネットロール現像主極の位置は±5°以上に迄拡大し
てしまう。
いてはマグネットロールの磁極位置を組立後に調整する
方法を用いる。
2は、装置等により空間に固定された現像ユニットであ
り、調整時にはマグネットロール100は、現像ユニッ
ト12に対して可回転に保持されている。一方磁極セン
サー200はその先端にホール素子200aを有してお
り、その磁束密度の測定方向が、ドラム中心方向(図の
矢印方向)を向くように、同じ装置上に固定されてい
る。調整時には、この磁気センサーの出力値を計測しな
がらマグネットロール部材を回転し、そのS極出力のピ
ーク値を得る位置で、現像主極方向が正規の位置に決ま
る。
マグネットロール部材の磁極位置を、調整可能とした際
のマグネットロール支持と固定の従来の構成について述
べる。図9(a)に示すようにマグネットロール軸は、
マグネットロール支持部材の穴に迎合しており、セット
ビス701を締め付ける迄は、マグネットロール部材は
支持部材に対して可回転である。この構成においては、
セットビスをゆるめた状態で磁極位置を調整した後、セ
ットビスを締めて固定する。また、図9(b)はマグネ
ットロール軸の外周にカラー702を介して固定する方
法である。この構成においては、カラーとマグネットロ
ール軸の回転止めとして例えばDカット迎合が用いられ
る。
と、(1)セットビス、カラー等の別部材が必要とな
る、(2)ネジ締め時のマグネットロール角度変化、及
び長期使用時のネジのゆるみ等固定方法の信頼性の問
題、等があげられる。
決するために、本発明では、従来の固定方法にかわる、
別部材を用いずにかつ、信頼性の高い固定方法を提供す
る。
像主極(S1極)を前記調整手段により位置決めした
後、これをマグネットロール支持部材に結合する方法と
して、溶着による固定方法について説明する。図10は
溶着による結合方法を示す図である。図10において9
02はマグネットロール部材であり、この軸端部には、
回転止め用の平面部902aが形成されている。901
はマグネットロール支持部材であり、材質はマグネット
ロール部材の軸部よりも融点の低いもの、例えば軸部よ
り融点の低い合成樹脂等を用いることが好ましい。この
支持部材の穴部901aは、その内径が、マグネットロ
ール部材軸の外径と適当なはめあいを維持する様に、そ
の内径が管理されている。
ロール部材の軸部をマグネットロール支持部材901の
穴部に挿入し(図10−(b))、溶着装置内でこれら
と同軸上に保持された溶着ホーン900に超音波振動を
かけながら、図の方向へ送る。
余肉部901bが、マグネットロール軸先端の回転止め
平面部に溶け込みマグネットロール部材とマグネットロ
ール支持部材の結合が完了する。
動し易い形状に凹部形状が形成されているため、溶解状
態が安定し、かつ、溶着後の外観をよくする。
した溶着ホーン同軸回りの超音波振動による超音波溶着
の他に、熱エネルギーを利用した熱溶着を用いてもよ
い。
回転止め形状を図11に示す。
02bを形成したものである。この平面取り形状におい
て形成する面の数は1ケ所あるいは複数としてもよい。
トロール部材の軸に対してある角度を持つテーパー面9
02cとした形状である。このテーパー面の数も1ケ所
以上複数としてもよい。
部の外径にネジ902dあるいは複数の溝を形成したも
のであり、前記の2種の軸端形状と同様に、その軸外径
の凹部にマグネットロール支持部材が溶け込むことによ
って、回転方向の固定を実現するものである。又、軸端
形状は、軸芯方向の複数の溝(例えば、ローレットセレ
ーション及びスプライン状の溝)であってもよい。
ール支持部材のマグネットロール部材と迎合する穴部の
形状については、図10に示す。901bの様に、溶解
部分として余肉を設ける外観形状が良好となるが、特に
外観形状が要求されなければ、余肉部を設けなくてもよ
い。
態として、現像スリーブ電極の板金を利用してマグネッ
トロール部材をマグネットロール支持部材に固定する方
法を示す。
の従来の構成例を示す。図において110は現像スリー
ブ電極板であり、現像スリーブ電極板バネ112を介し
て現像スリーブ114に現像バイアス電圧を印加する機
能を有する。
115に結合されており、マグネットロール軸113a
の外径より例えば直径値で0.5〜1mm大きい内径の
穴を有し、この穴の中心をマグネットロール軸が貫通し
ている。
グネットロール軸をマグネットロール支持部材に固定す
る方法を示す。111はマグネットロールを支持部材へ
結合可能な構造を有する電極板である。この電極板のマ
グネットロールが貫通する穴部111aの周囲には多数
のスリットが設けられており、予め、マグネットロール
支持部材側にある角度例えば15°〜30°で折り曲げ
られている。この際の電極板穴部の内径はマグネットロ
ール軸外径より直径で例えば0.2〜0.3mm小さ
く、この穴部へマグネットロール軸外径を圧入した際の
電極板の弾性変形により、マグネットロール軸とマグネ
ットロール支持部材の結合が可能となる。前記実施形態
2の様に、現像スリーブ電極板により、マグネットロー
ル部材を固定した場合の応用例として、例えばマグネッ
トロール部材の軸部113aが導電性の材質である場
合、図12に示す様な現像スリーブ端面に設けられた電
極バネ112からの給電ではなくマグネットロール軸か
らの給電を行ってもよい。この場合、現像ロールの軸方
向の運動による接点の接触不良が避けられるため、より
安定した現像バイアス電圧のスリーブへの印加が可能と
なる。又、前記電極板111はCRGの構成によって
は、電極板としての機能を有せず単なるマグネットロー
ルを固定する機能を有するのみの金属板であってもよ
い。
れば、マグネットロール部材のマグネットロール支持部
材に対する信頼性の高い回転方向位置決めが可能とな
り、この方法により現像主極をドラム中心へ正確に位置
決めすることにより現像領域での磁場を安定させ画像形
成プロセススピードの高速化、あるいは環境の変化に対
して安定した高画質現像を実現することが可能となる。
断面図。
図。
図。
感光ドラムとマグネットロール部材の位置の関係を示す
図。
方法を示す図。
図。
法の1例を示す図。
成における従来の固定方法の1例を示す図。
部材とマグネットロール支持部材の溶着による固定方法
を示す図。
部材の軸端部形状を示す図。
ル部材とマグネットロール支持部材を現像スリーブの電
極板を利用して固定する方法を示す図。
ートリッジ 7…感光ドラム 10…現像スリ
ーブユニット 13…現像枠体 100,902
…マグネットロール部材 100b…マグネットロール軸 100a,902a…マグネットロール軸端部 110…現像スリーブ電極板。
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも現像剤担持体と、現像剤担持
体内部に固定されたマグネットロール部材と、該マグネ
ットロール部材を支持するマグネットロール支持部材を
有するプロセスカートリッジにおいて、マグネットロー
ル部材の主現像磁極位置をマグネットロール支持部材に
対して回転調整後に、この回転位置を保持した状態で固
定したことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項2】 マグネットロール部材の中心軸の周囲に
マグネットロール支持部材の一部を溶かし込むことによ
り、マグネットロール部材とマグネットロール支持部材
間を溶着固定したことを特徴とする請求項1記載のプロ
セスカートリッジ。 - 【請求項3】 マグネットロール部材の中心軸の端部
に、カット面、ネジ形状部又は軸芯方向の複数の溝部を
有し、マグネットロール支持部材は、前記マグネットロ
ール部材の中心軸の挿通穴を有し、マグネットロール部
材の中心軸は、挿通穴に挿入位置され、マグネットロー
ル支持部材の溶融部分の一部が前記マグネットロール部
材の中心軸軸端のカット面、ネジ形状部又は軸芯方向の
複数の溝部に流入しマグネットロール部材を固着したこ
とを特徴とする請求項2記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項4】 マグネットロール支持部材に現像バイア
ス電流給電用の金属板が固定され、該金属板によりマグ
ネットロール部材を固定したことを特徴とする請求項1
記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項5】 少なくとも現像剤担持体と、現像剤担持
体内部に固定されたマグネットロール部材と、該マグネ
ットロール部材を支持するマグネットロール支持部材を
有するプロセスカートリッジにおいて、マグネットロー
ル部材の主現像磁極位置をマグネットロール支持部材に
対して回転調整後に、この回転位置を保持したままマグ
ネットロール部材の中心軸の周囲にマグネットロール支
持部材の一部を溶かし込むことにより溶着固定すること
を特徴とするプロセスカートリッジの製造方法。 - 【請求項6】 溶着用のエネルギー発生源として超音波
振動溶着を用いることを特徴とする請求項5記載のプロ
セスカートリッジの製造方法。 - 【請求項7】 溶着用のエネルギー発生源として加熱溶
着を用いることを特徴とする請求項5記載のプロセスカ
ートリッジの製造方法。
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