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発明の名称 プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−161134
公開日 平成11年(1999)6月18日
出願番号 特願平9−345862
出願日 平成9年(1997)12月1日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
発明者 寺田 一郎 / 佐藤 実 / 野田 晋弥 / 馬鳥 至之
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 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潜像を現像するための現像回転体と、前記電子写真感光体及び現像回転体を所定の間隔を保つように任意の位置に圧接する複数の加圧部材と、を有し、前記複数の加圧部材は少なくともその一つに加圧力を調整するための圧力可変部材を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項2】 前記電子写真感光体を含む第一のカートリッジユニットと、前記現像回転体を含む第二のカートリッジユニットとを有し、前記第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットは回動可能に結合されて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、前記加圧部材は第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとの結合部位で現像回転体及び電子写真感光体の駆動側と非駆動側に配置されており、前記圧力可変部材は現像回転体及び電子写真感光体の非駆動側に配置された加圧部材に備わることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項3】 前記加圧部材はコイルばねであり、前記圧力可変部材は前記第一のカートリッジユニット及び加圧部材としてのコイルばねを貫通して前記第二のカートリッジユニットに螺入された調整ビスであることを特徴とする請求項2に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項4】 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潜像を現像するための現像回転体と、前記電子写真感光体及び現像回転体を所定の間隔を保つように任意の位置に圧接する複数の加圧部材と、を有し、前記複数の加圧部材は少なくともその一つの組み合わせにおいて異なる加圧力が得られる加圧部材保持機構を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項5】 前記電子写真感光体を含む第一のカートリッジユニットと、前記現像回転体を含む第二のカートリッジユニットとを有し、前記第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットは回動可能に結合されて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、前記加圧部材は第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとの結合部位で現像回転体及び電子写真感光体の駆動側と非駆動側に配置されており、前記加圧部材保持機構は現像回転体及び電子写真感光体の駆動側の加圧部材と非駆動側の加圧部材にそれぞれ備えられて駆動側の加圧部材と非駆動側の加圧部材を駆動側の加圧力よりも非駆動側の加圧力が大となるように第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとで保持していることを特徴とする請求項4に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項6】 前記加圧部材はコイルばねであり、前記加圧部材保持機構は現像回転体及び電子写真感光体の非駆動側で加圧部材としてのコイルばねを保持する第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとの対向面間の距離を、現像回転体及び電子写真感光体の駆動側で加圧部材としてのコイルばねを保持する第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとの対向面間の距離よりも小さくしていることを特徴とする請求項5に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項7】 前記プロセスカートリッジは、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、前記電子写真感光体上に残留する現像剤をクリーニングするためのクリーニング手段と、前記電子写真感光体と、前記現像手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能とすることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項8】 前記プロセスカートリッジは、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と前記電子写真感光体上に残留する現像剤をクリーニングするためのクリーニング手段の何れか一つと、前記電子写真感光体と、前記現像手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能とすることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項9】 プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、a.電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像回転体と、前記電子写真感光体及び現像回転体を所定の間隔を保つように任意の位置に圧接する複数の加圧部材と、を有し、前記複数の加圧部材は少なくともその一つに加圧力を調整するための圧力可変部材を有するプロセスカートリッジを、取り外し可能に装着する装着手段と、b.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する電子写真画像形成装置。
【請求項10】 プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、a.電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像回転体と、前記電子写真感光体及び現像回転体を所定の間隔を保つように任意の位置に圧接する複数の加圧部材と、を有し、前記複数の加圧部材は少なくともその一つの組み合わせにおいて異なる加圧力が得られる加圧部材保持機構を有するプロセスカートリッジを、取り外し可能に装着する装着手段と、b.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する電子写真画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真画像形成装置の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及びこのプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置に関する。
【0002】ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター(例えば、LEDプリンター、レーザービームプリンター等)、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【0003】ここで、プロセスカートリッジは、使用者自身によって電子写真画像形成装置本体に対する着脱を行うことができるから、電子写真画像形成装置本体のメンテナンスを容易に行う事ができる。
【0004】
【従来の技術】従来より、電子写真複写機等の電子写真画像形成装置においては、その使用が長時間に及ぶと、電子写真感光体ドラムの交換、現像器の交換、または現像剤であるトナーの補給、帯電器の清掃、廃トナーが溜まったクリーニング容器の交換、その他電子写真感光体ドラム周りの調整が必要であった。
【0005】そこで、従来、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及びそれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。この方式によれば、電子写真画像形成装置のメンテナンスをユーザー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た。そこで、このプロセスカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【0006】このようなプロセスカートリッジにおいては、電子写真感光体と、この電子写真感光体に形成された潜像を現像剤により顕像化する現像手段の有する現像回転体とを互いに微小な間隔を保ち据え付ける必要があり、その手段としてコイルバネ等の複数の加圧部材により現像回転体と電子写真感光体を任意の位置に圧接する方法がとられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術を更に発展させたものであり、その目的は、画像形成時の動作状態において電子写真感光体と現像回転体の圧接力の不均衡を是正できて良好な画像を形成でき、しかもプロセスカートリッジの組み立て作業性を簡略化できるプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成を特徴とするプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置である。
【0009】〔1〕: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潜像を現像するための現像回転体と、前記電子写真感光体及び現像回転体を所定の間隔を保つように任意の位置に圧接する複数の加圧部材と、を有し、前記複数の加圧部材は少なくともその一つに加圧力を調整するための圧力可変部材を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【0010】〔2〕:前記電子写真感光体を含む第一のカートリッジユニットと、前記現像回転体を含む第二のカートリッジユニットとを有し、前記第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットは回動可能に結合されて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、前記加圧部材は第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとの結合部位で現像回転体及び電子写真感光体の駆動側と非駆動側に配置されており、前記圧力可変部材は現像回転体及び電子写真感光体の非駆動側に配置された加圧部材に備わることを特徴とする〔1〕のプロセスカートリッジ。
【0011】〔3〕:前記加圧部材はコイルばねであり、前記圧力可変部材は前記第一のカートリッジユニット及び加圧部材としてのコイルばねを貫通して前記第二のカートリッジユニットに螺入された調整ビスであることを特徴とする〔2〕のプロセスカートリッジ。
【0012】〔4〕: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潜像を現像するための現像回転体と、前記電子写真感光体及び現像回転体を所定の間隔を保つように任意の位置に圧接する複数の加圧部材と、を有し、前記複数の加圧部材は少なくともその一つの組み合わせにおいて異なる加圧力が得られる加圧部材保持機構を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【0013】〔5〕:前記電子写真感光体を含む第一のカートリッジユニットと、前記現像回転体を含む第二のカートリッジユニットとを有し、前記第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットは回動可能に結合されて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、前記加圧部材は第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとの結合部位で現像回転体及び電子写真感光体の駆動側と非駆動側に配置されており、前記加圧部材保持機構は現像回転体及び電子写真感光体の駆動側の加圧部材と非駆動側の加圧部材にそれぞれ備えられて駆動側の加圧部材と非駆動側の加圧部材を駆動側の加圧力よりも非駆動側の加圧力が大となるように第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとで保持していることを特徴とする〔4〕のプロセスカートリッジ。
【0014】〔6〕:前記加圧部材はコイルばねであり、前記加圧部材保持機構は現像回転体及び電子写真感光体の非駆動側で加圧部材としてのコイルばねを保持する第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとの対向面間の距離を、現像回転体及び電子写真感光体の駆動側で加圧部材としてのコイルばねを保持する第一のカートリッジユニットと第二のカートリッジユニットとの対向面間の距離よりも小さくしていることを特徴とする〔5〕のプロセスカートリッジ。
【0015】〔7〕:前記プロセスカートリッジは、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、前記電子写真感光体上に残留する現像剤をクリーニングするためのクリーニング手段と、前記電子写真感光体と、前記現像手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能とすることを特徴とする〔1〕乃至〔6〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0016】〔8〕:前記プロセスカートリッジは、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と前記電子写真感光体上に残留する現像剤をクリーニングするためのクリーニング手段の何れか一つと、前記電子写真感光体と、前記現像手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能とすることを特徴とする〔1〕乃至〔6〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0017】〔9〕:プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、a.電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像回転体と、前記電子写真感光体及び現像回転体を所定の間隔を保つように任意の位置に圧接する複数の加圧部材と、を有し、前記複数の加圧部材は少なくともその一つに加圧力を調整するための圧力可変部材を有するプロセスカートリッジを、取り外し可能に装着する装着手段と、b.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する電子写真画像形成装置。
【0018】〔10〕:プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、a.電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像回転体と、前記電子写真感光体及び現像回転体を所定の間隔を保つように任意の位置に圧接する複数の加圧部材と、を有し、前記複数の加圧部材は少なくともその一つの組み合わせにおいて異なる加圧力が得られる加圧部材保持機構を有するプロセスカートリッジを、取り外し可能に装着する装着手段と、b.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する電子写真画像形成装置。
【0019】〔作用〕本発明に係る上記〔1〕のプロセスカートリッジは、複数の加圧部材を同一部品で構成して、電子写真感光体と現像回転体を加圧して圧接させる加圧部材の共通化を図っている。これによりプロセスカートリッジの組み立て作業性の簡略化が図れる。また、複数の加圧部材のうち、一つの加圧部材に備わる圧力可変部材により現像回転体及び電子写真感光体の加圧力を調整することにより、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡を是正することができる。これにより電子写真感光体と現像回転体との間隔を常に所定の一定間隔に保つことが可能となって、画像濃度の安定した良好な画像を形成することができる。この場合、現像回転体及び電子写真感光体の非駆動側に圧力可変部材が備わる加圧部材を配し、この加圧部材の圧力可変部材により現像回転体及び電子写真感光体の加圧力を調整すれば、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡をより効果的に是正することができる。
【0020】上記〔4〕のプロセスカートリッジは、複数の加圧部材を同一部品で構成して、電子写真感光体と現像回転体を加圧して圧接させる加圧部材の共通化を図っている。これによりプロセスカートリッジの組み立て作業性の簡略化が図れる。また、複数の加圧部材のうちの少なくともその一つの組み合わせにおいて異なる加圧力が得られる加圧部材保持機構により、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡を是正することができる。これにより電子写真感光体と現像回転体との間隔を常に所定の一定間隔に保つことが可能となって、画像濃度の安定した良好な画像を形成することができる。この場合、現像回転体及び電子写真感光体の駆動側と非駆動側に加圧部材保持機構が備わる加圧部材を配し、駆動側の加圧力よりも非駆動側の加圧力が大となるように加圧部材保持機構により加圧部材の加圧力を設定すれば、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡をより効果的に是正することができる。
【0021】上記〔9〕の電子写真画像形成装置は、前述した〔1〕のプロセスカートリッジを着脱可能とするものであるので、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡を一つの加圧部材に備わる圧力可変部材により是正することができ、よって、記録媒体に良好な画像を形成することができる。
【0022】上記〔10〕の電子写真画像形成装置は、前述した〔4〕のプロセスカートリッジを着脱可能とするものであるので、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡を加圧部材が備える加圧部材保持機構により是正することができ、よって、記録媒体に良好な画像を形成することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。本実施の形態では、電子写真画像形成装置としてレーザービームプリンターについて説明する。以下の説明で各部材についてプロセスカートリッジBを電子写真画像形成装置本体A1へ装着する方向に交差する水平方向を長手方向というものとする。
【0024】I.電子写真画像形成装置の全体構成本実施の形態に係る電子写真画像形成装置(レーザービームプリンター)Aは、図4に示すように、光学系1から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体である感光体ドラム7へ照射して該感光体ドラム7に潜像を形成し、この潜像を現像剤(以下「トナー」という。)で現像して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、記録紙等の記録媒体2を収容した給紙カセット3aからピックアップローラ3b及びこれに圧接する圧接部材3cで一枚ずつ分離給紙すると共に、搬送ローラ対3d、レジストローラ対3eからなる搬送手段3で搬送し、且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前記電子写真感光体としての感光体ドラム7に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ4に電圧印加することによって記録媒体2に転写し、その記録媒体2を搬送ベルト3fによって定着手段5へと搬送する。この定着手段5は駆動ローラ5aと、ヒータ5bを内蔵すると共に支持体5cによって回転可能に支持された筒状シートで構成した定着回転体5dからなり、通過する記録媒体2に熱及び圧力を印加して転写トナー像を定着する。そしてこの記録媒体2を排出ローラ対3g,3hで搬送し、反転搬送経路3kを通して排出部6へと排出する如く構成している。なお、この電子写真画像形成装置Aは、手差しトレイ3i及びローラ3j、によって手差し給紙も可能となっている。
【0025】II.プロセスカートリッジの構成一方、前記プロセスカートリッジBは、電子写真感光体と、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、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体表面に残留する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。
【0026】本実施の形態のプロセスカートリッジBは、図5に示すように、感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム7を回転し、帯電手段である帯電ローラ8へ電圧印加して前記感光体ドラム7の表面を一様に帯電し、この帯電した感光体ドラム7に対して前記光学系1からの光像を露光開口部9を介して露光して潜像を形成し、該潜像を現像手段10によって現像するように構成している。
【0027】前記現像手段10は、トナー収納枠体10a内のトナーをトナー送り手段である回転可能なトナー送り部材10b2でトナー収納枠体10aの開口部10gへ送り出し、このトナーをトナー現像枠体10fの開口部10hを通じてトナー現像枠体10f内へ送り出す。そしてこのトナーをトナー攪拌部材10b1で攪拌し、固定磁石10cを内蔵した現像回転体である現像ローラ10dを回転させると共に、現像ブレード10e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10の表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム7へ移転させることによってトナー像を形成して可視像化(顕像化)するものである。
【0028】そして、画像形成装置本体A1内の転写ローラ4に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体2に転写した後に、クリーニングブレード11aによって感光体ドラム7に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート11bによってすくい取り、廃トナー収納部11cへ集めるクリーニング手段11によって感光体ドラム7上の残留トナーを除去するように構成している。
【0029】従って、前記感光体ドラム7等の各部材は、トナー送り部材10b2を回転駆動されるように支持するトナー収納枠体10aとトナー攪拌部材10b1、現像ローラ10d、現像ブレード10e等の現像部材を内蔵するトナー現像枠体10f及び蓋部材10iおよびトナー収納枠体10aを溶着して一体化した現像ユニット14と、廃トナー収納部11cを有するクリーニング枠体12に感光体ドラム7、帯電ローラ8、クリーニング手段11の各部材を取り付けたクリーニングユニット枠体13とを結合したハンジングとしてのカートリッジ枠体に収納してカートリッジ化され、画像形成装置本体A1に設けたカートリッジ装着手段としての後述するガイド部に対して着脱可能に装着される。
【0030】尚、現像ユニット14には、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体A1から取り外したときに感光体ドラム7を覆い、これを長時間光に晒される、或いは異物との接触等から保護するシャッターカバー15aがリンク部材15bを介して回動可能に取り付けてある(図5参照)。
【0031】III.画像形成装置本体とプロセスカートリッジの着脱構成次に前記プロセスカートリッジBを画像形成装置本体A1に対して着脱するための構成について説明する。
【0032】プロセスカートリッジBの着脱は図4に示すように、開閉部材60を開いて行う。カートリッジ装着手段は、支点60a(図4参照)を中心にして開閉部材60を開くと、図9及び図10に示すように、画像形成装置本体A1のカートリッジ装着スペースSの左右両側面に前下りであって、下方へ膨出する湾曲形状(本実施の形態では略円弧形状)に形成したガイド部としてのガイドレール61が設けてあり、その上方にはガイド部材62が取り付けてある。更に前記ガイドレール61の入口側にはプロセスカートリッジBのシャッターカバー15aを開閉するために設けたリンク部材15bの突出部15b1(図4参照)が係合する引掛け部として第1傾斜面61aとこれに続いて前記第1傾斜面61aよりも大きな傾斜の第2傾斜面61bが形成してある。
【0033】一方、ガイドレール61に対応してプロセスカートリッジBの長手方向両側(感光体ドラム7の軸心方向)に沿ってガイドされるガイド部が形成してある。このガイド部は、カートリッジ枠体の長手方向両外側面の略左右対象位置から突出するように構成したものであり、図11に示すように、第1ガイド部となるボス71aと、第2ガイド部となるリブ71bを一体化して構成している。及び長手方向反対側面においても図示せざるガイド部が同様にカートリッジ枠体に設けてある。前記ボス71aは感光体ドラム7の回転軸の延長線上に位置し、リブ71abは前記ボス71aから連続してプロセスカートリッジBの挿入方向から見て後方にガイドレール61の形状に合わせて下方へ膨出した湾曲形状(本実施の形態では略円弧形状)で延設している。
【0034】上記構成において、プロセスカートリッジBを装着する場合には、図11に示すボス71a及びリブ71bをガイドレール61に沿わせてプロセスカートリッジBの先端を画像形成装置本体A1の光学系1の下に潜り込ませるように挿入する。ガイドレール61は略円弧状に形成してあると共に、その上方にあるガイド部材62もこれに倣った形状をしており、且つプロセスカートリッジBのリブ71bも同様な略円弧状であるため、挿入するに従ってプロセスカートリッジBは略水平となる。更にプロセスカートリッジBを押し込むと、画像形成装置本体A1に設けた突当部材(図示せず)がクリーニング枠体13の先端の両端部近傍に設けた当接面(図示せず)に当接し、次にプロセスカートリッジBのボス71aがガイドレール61の終端に形成した図10に示す受け凹部61cに落ち込む。これにより、感光体ドラム7の側端に固着したドラムギア(図示せず)に一体に設けた図8に示す駆動伝達部材であるカップリング凸軸21aと画像形成装置本体A1側の図8に示す駆動伝達手段である駆動ギア22のカップリング凹部22aとが連結する。尚、プロセスカートリッジBが上記のように装着されると同時に、シャッターカバー15aを支持するリンク部材15bの突出部15b1が第1、第2の傾斜面61a,61bに進入を制限されてシャッターカバー15aが開く。
【0035】このようにして画像形成装置本体A1に装着されたプロセスカートリッジBは、画像形成装置本体A1側のメインモータ(図示せず)の駆動が駆動ギア22を介してカップリング凸軸21aに伝達されて感光体ドラム7が回転し、該感光体ドラム7の回転をギア列を内蔵する現像部駆動伝達ユニット(図示せず)が受けて現像ローラー10d、トナー送り部材10b2、トナー攪拌部材10b1等が回転する。
【0036】IV.プロセスカートリッジの加圧部材の構成前記プロセスカートリッジBは大きく2つに分類される。図6に示すように、1つは感光体ドラム7を含む前記クリーニングユニット(第一のカートリッジユニット)13、もう一方は現像ローラー10dを含む前記現像ユニット(第二のカートリッジユニット)14である。前記現像ローラー10dは両端部にその外径部10d1を当接コロ43の内径部43aに挿入されて(図7参照)、現像ユニット14のトナー現像枠体10fに据え付けられており、現像ローラー10dの外径部10d1と当接コロ43の内径部43aは微小な間隔を持ち挿入されている為、各々の面で摺動されうる関係にある。
【0037】クリーニングユニット13と現像ユニット14は丸いピンの軸部材44を回動支点として回動するように結合されており、回動支点44を中心にした円周方向のみに限られた自由度を有する。そして加圧部材(本実施の形態ではコイルばね)45がクリーニングユニット13と現像ユニット14をプロセスカートリッジBの上下方向において矢印46、矢印47の方向に加圧するようにクリーニングユニット13と現像ユニット14との間に据え付けられている。詳しくは、加圧部材45は、クリーニングユニット13のクリーニング枠体12の外側上板部12aと、この外側上板部12aと対向する現像ユニット14のトナー現像枠体10fの内側上板部10f1との間に据え付けられており、クリーニングユニット13と現像ユニット14を矢印46、矢印47の方向に加圧している。
【0038】IV.加圧部材の作用ここで上記のように加圧手段45は前記矢印46、矢印47の方向に加圧するため、クリーニングユニット13と現像ユニット14を回動支点44を中心にして各々接近方向、即ち矢印48、矢印49の方向に変位させる。
【0039】よってクリーニングユニット13に含まれる感光体ドラム7と現像ユニット14に含まれる現像ローラー10dはこの加圧部材45の加圧力によって各々圧接されるのである。
【0040】しかしながら図7に示すように現像ローラー10dは当接コロ43に挿入されてトナー現像枠体10fに据え付けられている為、実際には当接コロ43と感光体ドラム7が直接圧接され、当接コロ43の肉厚相当の間隔を保ちながら現像ローラー10dは感光体ドラム7に対して位置付けられているのである。
【0041】V.駆動時のプロセスカートリッジの挙動図8に画像形成装置本体A1及びプロセスカートリッジBの駆動伝達系の概略構成図を示す。図8より感光体ドラム7の端部に据え付けられているドラムギア21と現像ローラー10dの端部に据え付けられている現像ローラーギア50が上記の様に感光体ドラム7と現像ローラー10dの圧接時に互いに噛み合っている状態に有る。ドラムギア21はその側端に固着した捩じり3角柱形状のカップリング凸軸21aを先端に持ち、画像形成装置本体A1側の駆動ギア22は前記カップリング凸軸21aが嵌合する捩じり3角柱の空間に形成したカップリング凹部22aを持つ。前述したように画像形成装置本体A1にプロセスカートリッジBを装着した時、ドラムギア21のカップリング凸軸21aと駆動ギア22のカップリング凹部22aが噛み合い、プロセスカートリッジBへ駆動力が伝達される。そして駆動ギア22より与えられた駆動力により感光体ドラム7が回転し、その回転力が現像ローラーギア50に伝達され、現像ローラー10dが回転する。この時ドラムギア21と現像ローラギア50との間に回転トルクが発生し、加圧部材45で感光体ドラム7と現像ローラー10dに加圧力が付与されているにもかかわらず駆動側の圧接力が増加しプロセスカートリッジ左右(軸心方向の左右)の圧接力に不均衡が生ずる一つの原因となっている。
【0042】このように現像ローラー10d及び感光体ドラム7は、加圧部材45により圧接されて静止状態では均等な圧接力により均一に所定の微小な間隔が保たれているが、動作状態(駆動状態)において感光体ドラム7と現像ローラー10dの駆動トルク等による加圧部材45以外の外力により圧接力の不均衡が発生し所定の間隔が保たれず、画像濃度不良等の問題が発生することが懸念される。
【0043】VI.駆動状態での加圧部材による圧接力の不均衡是正対策図1は本実施の形態による圧接力の不均衡是正対策を説明するプロセスカートリッジの長手方向断面図、図2は圧接力の不均衡是正対策を説明するプロセスカートリッジの非駆動側の断面図である。
【0044】図1及び図2において、ドラムギア21と現像ローラーギア50が噛合う側を駆動側Eとし、もう一方を非駆動側Fとする。図1よりクリーニングユニット13と現像ユニット14の間に同一の加圧部材45が感光体ドラム7の駆動側Eと非駆動側Fに各々据え付けられている。詳しくは、加圧部材45は、クリーニングユニット13のクリーニング枠体12の外側上板部12aと、これに対向する現像ユニット14のトナー現像枠体10fの内側上板部10f1との間で感光体ドラム7の駆動側Eと非駆動側Fに各々据え付けられている。非駆動側Fの加圧部材45には圧力可変部材としての調整ビス51が嵌挿されている。前記調整ビス51は非駆動側Fでクリーニング枠体12の外側上板部12aを貫通してトナー現像枠体10fの内側上板部10f1に設けたタップ部Gに螺入されて固定されている。この調整ビス51は感光体ドラム7の非駆動側Fにおいてクリーニング枠体12の外側上板部12aと加圧部材45を貫通して、トナー現像枠体10fの内側上板部10f1に螺入されているので、トナー現像枠体10fの内側上板部10f1に対し締めつけてクリーニング枠体12の外側上板部12aとトナー現像枠体10fの内側上板部10f1との間隔Hを狭めることにより現像ローラー10d及び感光体ドラム7の非駆動側Fの圧接力が増し、逆にトナー現像枠体10fの内側上板部10f1に対し緩めてクリーニング枠体12の外側上板部12aとトナー現像枠体10fの内側上板部10f1との間隔Hを広げることにより現像ローラー10d及び感光体ドラム7の非駆動側Fの圧接力を低減させることができる。
【0045】このように感光体ドラム7と現像ローラー10dの非駆動側Fで調整ビス51を締めたり、緩めたりして上記間隔Hを調整することによって、プロセスカートリッジBの動作状態(駆動状態)における感光体ドラム7と現像ローラー10dの駆動トルク等による加圧部材45以外の外力により現像ローラー10d及び感光体ドラム7の圧接力の不均衡を是正することができ、これにより感光体ドラム7と現像ローラー10dとの間隔を常に所定の一定間隔に保つことが可能となって、画像濃度の安定した良好な画像を形成することができる。また調整ビス51は、感光体ドラム7と現像ローラー10dとの圧接力を調整する調整機能だけでなく、加圧部材45の外れ止めの役割も同時に果たしている。更にまた加圧部材45は同一部品で構成されて共通化されているので、プロセスカートリッジBのクリーニングユニット13と現像ユニット14の組み立て作業性を簡略化できる。
【0046】VII.駆動状態での加圧部材による圧接力の他の不均衡是正対策図3は本実施の形態による圧接力の他の不均衡是正対策を説明するプロセスカートリッジの長手方向断面図である。
【0047】図3において、ドラムギア21と現像ローラーギア50が噛合う側を駆動側Eとし、もう一方を非駆動側Fとする。図3よりクリーニングユニット13と現像ユニット14の間に同一の加圧部材45が感光体ドラム7の駆動側Eと非駆動側Fに各々据え付けられている。そして駆動側Eと非駆動側Fの双方に配した両加圧部材45の組み合わせにおいて異なる加圧力が得られる加圧部材保持機構M1,M2をクリーニングユニット13のクリーニング枠体12と現像ユニット14のトナー現像枠体10fとで構成している。詳しくは、駆動側Eのクリーニング枠体12とトナー現像枠体10fとの間隔H1が、非駆動側Fのクリーニング枠体12とトナー現像枠体10fとの間隔H2より小となるようにクリーニング枠体12の外側上板部12aとこれに対向するトナー現像枠体10fの内側上板部10f1を形成している。この間隔H1と間隔H2は各々非駆動側Fと駆動側Eの加圧部材45の加圧距離を表している。非駆動側Fの間隔H1と駆動側Eの間隔H2は常にH1<H2の関係が保たれている。つまりこのことにより静止状態において常に現像ローラー10d及び感光体ドラム7の駆動側Eに比べ非駆動側Fに高い加圧力がかかる。プロセスカートリッジBの動作状態(駆動状態)において非駆動側Fと駆動側Eとで現像ローラー10d及び感光体ドラム7の圧接力差があらかじめ認識されていれば、その圧力差に応じて間隔H1と間隔H2を設定することで現像ローラー10d及び感光体ドラム7の圧接力の不均衡を是正することができる。
【0048】このように感光体ドラム7と現像ローラー10dの駆動側Eと非駆動側Fとで加圧部材45の加圧距離を変えることによって、プロセスカートリッジBの動作状態(駆動状態)における感光体ドラム7と現像ローラー10dの駆動トルク等による加圧部材45以外の外力により現像ローラー10d及び感光体ドラム7の圧接力の不均衡を是正することができ、これにより感光体ドラム7と現像ローラー10dとの間隔を常に所定の一定間隔に保つことが可能となって、画像濃度の安定した良好な画像を形成することができる。また加圧部材45は同一部品で構成されて共通化されているので、プロセスカートリッジBのクリーニングユニット13と現像ユニット14の組み立て作業性を簡略化できる。
【0049】VIII.他の実施の形態前述した実施の形態で示したプロセスカートリッジBは単色画像を形成する場合を例示したが、本発明に係るプロセスカートリッジ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画像等)を形成するカートリッジにも好適に適用することができる。
【0050】また、電子写真感光体としては、前記感光体ドラム7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。また前記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等を行ったものである。
【0051】また現像手段は上記実施の形態に限定されるものでなく、電子写真感光体と微小な間隔を保ち現像剤を該電子写真感光体に転移させる構成のものであれば、どのような構成のものであってもよい。
【0052】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、他の構成として従来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワイヤーに高電圧を印加することによって生じた正または負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然である。
【0053】なお、前記帯電手段としては前記ローラ型以外にも、ブレード(帯電ブレード)、バッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【0054】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、磁気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【0055】また、前述したプロセスカートリッジとは、例えば電子写真感光体及び現像手段と、少なくともプロセス手段の1つを備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施の形態のもの以外にも、例えば電子写真感光体及び現像手段と帯電手段とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体と現像手段とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体と現像手段とクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能にするもの等がある。
【0056】即ち、前述したプロセスカートリッジとは、帯電手段と現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及びクリーニング手段と現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に着脱可能とするものである。
【0057】更に、前述した実施の形態では、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する必要はなく、例えば、電子写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ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。
【0058】また、本実施の形態では、記録媒体として記録紙を示したがOHPシート等のプラスチックシートあるいは布などを用いることができる。
【0059】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るプロセスカートリッジによれば、複数の加圧部材のうち、一つの加圧部材の有する圧力可変部材により現像回転体及び電子写真感光体の加圧力を調整するように構成したので、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡を是正することができて、良好な画像を形成することができる。
【0060】また、複数の加圧部材のうちの少なくともその一つの組み合わせにおいて異なる加圧力が得られる加圧部材保持機構を有する構成としたので、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡を是正することができて、良好な画像を形成することができる。
【0061】さらに加圧部材を同一部材に構成して共通化を図ったので、プロセスカートリッジの組み立て作業性の簡略化を図ることができる。
【0062】また、本発明に係る電子写真画像形成装置によれば、複数の加圧部材のうち、一つの加圧部材の有する圧力可変部材により現像回転体及び電子写真感光体の加圧力を調整するように構成したプロセスカートリッジを着脱可能に装着するものであるので、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡を一つの加圧部材に備わる圧力可変部材により是正することができ、よって、記録媒体に良好な画像を形成することができる。
【0063】また、複数の加圧部材のうちの少なくともその一つの組み合わせにおいて異なる加圧力が得られる加圧部材保持機構を有する構成としたプロセスカートリッジを着脱可能に装着するものであるので、電子写真感光体と現像回転体との駆動トルク等による加圧部材以外の外力によって生じる圧接力の不均衡を一つの加圧部材に備わる圧力可変部材により是正することができ、よって、記録媒体に良好な画像を形成することができる。




 

 


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