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技術 帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 有光健森岡昌也
出願日 2003年11月21日 (15年9ヶ月経過) 出願番号 2003-391699
公開日 2005年6月16日 (14年3ヶ月経過) 公開番号 2005-156654
状態 未査定
技術分野 電子写真における帯電・転写・分離
主要キーワード 内方端縁 離隔部材 円柱中心軸 中間継手 回転軸対称形状 組立工具 規定面 歯車駆動装置
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

駆動時の帯電ローラスラスト位置の安定。軸と溝からなる駆動伝達部(継手ギヤ中間継手継手)において連結部の軸先端側に負荷がかかって強度上不利になることの防止。

解決手段

・帯電ローラは感光ドラムカウンター方向に回転する ・帯電ローラと感光ドラムの軸線方向は交差する位置関係にあり、帯電ローラは駆動入力側に付勢される。 ・帯電ローラ駆動入力手段として、帯電ローラとほぼ同軸の位置に設けられた継手、中間継手、継手ギヤは、連結部の溝および突起が軸線方向に対して互いに引き込む方向に傾きを持っている。

概要

背景

従来、電子写真画像形成装置において、電子写真感光体静電記録誘電体等の像担持体被帯電体として所要極性電位になるように一様に帯電処理除電処理含む)する帯電装置しては、コロナ帯電器コロナ放電器)が用いられてきた。

コロナ帯電器はワイヤ電極等の放電電極と該放電電極を囲むシールド電極とを有し、放電開口部を被帯電体である像担持体側に対向させて非接触に配設される。放電電極とシールド電極に高圧印加することによって生じる放電電流に像担持体表面を曝すことにより、像担持体表面は所定の電位に帯電される。

近年では、コロナ帯電に比べて低オゾン・低電力という利点を持つ接触帯電装置が提案・実用化されている。

接触帯電装置は像担持体等の被帯電体に帯電部材を接触させ、この帯電部材にバイアスを印加することにより被帯電体表面を所定の電位・極性に帯電させる。帯電体には、ローラ型ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等がある。

接触帯電は、帯電部材と被帯電体の接触部近傍で放電を行う放電機構と、直接注入帯電機構に大別される。直接注入帯電機構では、接触帯電部材と被帯電体の接触部から直接電荷注入されて被帯電体表面が帯電され、直接帯電注入帯電電荷注入帯電等と称される。この場合、放電を介さないため、接触帯電部材への印加電圧放電閾値以下であっても被帯電体表面を印加電圧相当の電位に帯電することができ、放電生成物による弊害も生じない。

直接注入帯電機構を用いた接触帯電装置としては、接触帯電部材として導電性弾性帯ローラを用い、被帯電体と帯電ローラとの接触面に帯電促進のための導電性微粉体帯電促進粒子)を介在させる構成(例えば、特許文献1、2)、帯電ローラと被帯電体が相対速度差を保ちながら回転駆動する装置構成(例えば、特許文献3、4)が記載されている。
特開平11−109719号公報
特開平11−149196号公報
特開2001−166562号公報
特開2002−123062号公報

概要

駆動時の帯電ローラスラスト位置の安定。軸と溝からなる駆動伝達部(継手ギヤ中間継手継手)において連結部の軸先端側に負荷がかかって強度上不利になることの防止。 ・帯電ローラは感光ドラムカウンター方向に回転する ・帯電ローラと感光ドラムの軸線方向は交差する位置関係にあり、帯電ローラは駆動入力側に付勢される。 ・帯電ローラ駆動入力手段として、帯電ローラとほぼ同軸の位置に設けられた継手、中間継手、継手ギヤは、連結部の溝および突起が軸線方向に対して互いに引き込む方向に傾きを持っている。

目的

本発明は、被帯電体に対する接触帯電部材として回転駆動される弾性帯電ローラを用いた接触帯電装置、該接触帯電装置を用いたプロセスカートリッジ、及び前記帯電装置もしくはプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置において、帯電ローラの芯ずれを吸収して帯電ローラと被帯電体の接触状態を一定に保ちつつ、帯電ローラの長手位置を安定して保つ帯電ローラの支持構成駆動構成を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

被帯電体帯電ローラを接触させて帯電を行う帯電装置において、帯電ローラは軸部材と該軸部材の周り弾性部材とからなり、前記帯電ローラは、回転軸線方向一端側に被駆動伝達部を有して回転駆動され、前記弾性部材は、帯電ローラと相対運動する被帯電体である第二の部材に接触しており、前記帯電ローラは前記第二の部材との接触部において帯電ローラの回転軸線方向に第一の力を受け、前記帯電ローラは前記非駆動伝達部において軸線方向に駆動伝達によって生じる第二の力を受け、前記第一の力と前記第二の力の方向が同じであることを特徴とする帯電装置。

請求項2

請求項1記載の帯電装置において、前記第一の力と前記第二の力は、前記帯電ローラの回転軸線方向一端側に設けられた被駆動伝達部側を向いていることを特徴とする。

請求項3

請求項1記載の帯電装置において、前記第二の部材の表面の前記帯電ローラとの接触部における移動方向は前記帯電ローラの回転軸線方向と直交しないことを特徴とする。

請求項4

請求項1記載の帯電装置において、前記帯電ローラの駆動伝達構成として、前記帯電ローラと一体的に回動可能であって前記帯電ローラと軸方向に一体的に移動可能である被駆動伝達部材と、前記帯電ローラに駆動伝達するために前記帯電ローラ回転軸とほぼ同軸に配置された駆動伝達部材と、前記被駆動伝達部材と前記駆動伝達部材との間に配置された中間駆動伝達部材とを有し、前記被駆動伝達部材、前記中間駆動伝達部材および前記駆動伝達部材とは係合部により駆動伝達し、互いに引込む方向に力を生じることを特徴とする。

請求項5

請求項1記載の帯電装置において、前記被駆動伝達部材と前記中間駆動伝達部材との第一係合部と、前記中間駆動伝達部材と前記駆動伝達部材との第二係合部とは、それぞれ前記帯電ローラの軸線を中心とした径方向ガタを持っていて互いに移動可能であり、前記第一係合部と前記第二係合部におけるガタの方向は略直交していることを特徴とする。

請求項6

請求項1記載の帯電装置において、前記第2の部材と前記帯電ローラとの接触部には導電性微粉体が介在することを特徴とする。

請求項7

少なくとも像担持体と、前記像担持体を帯電するための帯電装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記帯電装置が請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の帯電装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。

請求項8

プロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置本体であって、前記プロセスカートリッジは少なくとも像担持体と、前記像担持体を帯電するための帯電装置を有し、前記帯電装置が請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。

請求項9

少なくとも像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを実行可能な画像形成装置であって、前記像担持体を帯電する帯電装置が請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は被帯電体帯電ローラを接触させて帯電を行う帯電装置、および該帯電装置を用いたプロセスカートリッジ、該帯電装置を用いた画像形成装置に関するものである。

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(例えばレーザープリンタLEDプリンタ等)、ファクシミリ装置ワードプロセッサ及びこれらの複合機マルチファンクションプリンタ等)が含まれる。

0003

また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段およびクリーニング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。また、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも1つ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。

背景技術

0004

従来、電子写真画像形成装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体を被帯電体として所要極性電位になるように一様に帯電処理除電処理含む)する帯電装置しては、コロナ帯電器コロナ放電器)が用いられてきた。

0005

コロナ帯電器はワイヤ電極等の放電電極と該放電電極を囲むシールド電極とを有し、放電開口部を被帯電体である像担持体側に対向させて非接触に配設される。放電電極とシールド電極に高圧印加することによって生じる放電電流に像担持体表面を曝すことにより、像担持体表面は所定の電位に帯電される。

0006

近年では、コロナ帯電に比べて低オゾン・低電力という利点を持つ接触帯電装置が提案・実用化されている。

0007

接触帯電装置は像担持体等の被帯電体に帯電部材を接触させ、この帯電部材にバイアスを印加することにより被帯電体表面を所定の電位・極性に帯電させる。帯電体には、ローラ型ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等がある。

0008

接触帯電は、帯電部材と被帯電体の接触部近傍で放電を行う放電機構と、直接注入帯電機構に大別される。直接注入帯電機構では、接触帯電部材と被帯電体の接触部から直接電荷注入されて被帯電体表面が帯電され、直接帯電注入帯電電荷注入帯電等と称される。この場合、放電を介さないため、接触帯電部材への印加電圧放電閾値以下であっても被帯電体表面を印加電圧相当の電位に帯電することができ、放電生成物による弊害も生じない。

0009

直接注入帯電機構を用いた接触帯電装置としては、接触帯電部材として導電性弾性帯ローラを用い、被帯電体と帯電ローラとの接触面に帯電促進のための導電性微粉体帯電促進粒子)を介在させる構成(例えば、特許文献1、2)、帯電ローラと被帯電体が相対速度差を保ちながら回転駆動する装置構成(例えば、特許文献3、4)が記載されている。
特開平11−109719号公報
特開平11−149196号公報
特開2001−166562号公報
特開2002−123062号公報

発明が解決しようとする課題

0010

本発明は上述の発明をさらに発展させたものである。

0011

本発明は、被帯電体に対する接触帯電部材として回転駆動される弾性帯電ローラを用いた接触帯電装置、該接触帯電装置を用いたプロセスカートリッジ、及び前記帯電装置もしくはプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置において、帯電ローラの芯ずれを吸収して帯電ローラと被帯電体の接触状態を一定に保ちつつ、帯電ローラの長手位置を安定して保つ帯電ローラの支持構成駆動構成を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

上記目的を達成するための第一の発明は、被帯電体に帯電ローラを接触させて帯電を行う帯電装置において、帯電ローラは軸部材と該軸部材の周り弾性部材とからなり、前記帯電ローラは回転軸線方向一端側に被駆動伝達部を有して回転駆動され、前記弾性部材は、帯電ローラと相対運動する被帯電体である第二の部材に接触しており、前記帯電ローラは前記第二の部材との接触部において帯電ローラの回転軸線方向に第一の力を受け、前記帯電ローラは前記非駆動伝達部において軸線方向に駆動伝達によって生じる第二の力を受け、前記第一の力と前記第二の力の方向が同じであることを特徴とする帯電装置である。

0013

上記目的を達成するための第二の発明は、第一の発明の帯電装置において、前記第一の力と前記第二の力は、前記帯電ローラの回転軸線方向一端側に設けられた非駆動伝達部側を向いていることを特徴とする帯電装置である。

0014

上記目的を達成するための第三の発明は、第一の発明の帯電装置において、前記第二の部材の表面の前記帯電ローラとの接触部における移動方向は前記帯電ローラの回転軸線方向と直交しないことを特徴とする帯電装置である。

0015

上記目的を達成するための第四の発明は、第一の発明の帯電装置において前記帯電ローラの駆動伝達構成として、前記帯電ローラと一体的に回動可能な被駆動伝達部材と、前記帯電ローラに駆動伝達するために前記帯電ローラ回転軸とほぼ同軸に配置された駆動伝達部材と、前記被駆動伝達部材と前記駆動伝達部材との間に配置された中間駆動伝達部材とを有し、前記被駆動伝達部材、前記中間駆動伝達部材および前記駆動伝達部材とは係合部により駆動伝達し、互いに引込む方向に力を生じることを特徴とする帯電装置である。

0016

上記目的を達成するための第五の発明は、第一の発明の帯電装置において、前記被駆動伝達部材と前記中間駆動伝達部材との第一係合部と、前記中間駆動伝達部材と前記駆動伝達部材との第二係合部とは、それぞれ前記帯電ローラの軸線を中心とした径方向ガタを持っていて互いに移動可能であり、前記第一係合部と前記第二係合部におけるガタの方向は略直交していることを特徴とする帯電装置である。

0017

上記目的を達成するための第六の発明は、第一の発明の帯電装置において、前記第2の部材と前記帯電ローラとの接触部には導電性微粉体が介在することを特徴とする帯電装置である。

0018

上記目的を達成するための第七の発明は、少なくとも像担持体と、前記像担持体を帯電するための帯電装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記帯電装置が第一の発明から第五の発明のいずれか1つに記載の帯電装置であることを特徴とするプロセスカートリッジである。

0019

上記目的を達成するための第八の発明は、プロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置本体であって、前記プロセスカートリッジは少なくとも像担持体と、前記像担持体を帯電するための帯電装置を有し、前記帯電装置が第一の発明から第五の発明のいずれか1つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置である。

0020

上記目的を達成するための第九の発明は、少なくとも像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを実行可能な画像形成装置であって、前記像担持体を帯電する帯電装置が第一の発明から第五の発明のいずれか1つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置である。

発明の効果

0021

以上説明したように、本発明によれば、
帯電ローラは感光ドラムと当接しながら、ドラムギヤアイドラギヤ継手ギヤ中間継手継手を介して駆動伝達を受け、回転する。この際、帯電ローラと感光ドラムの回転軸線は交差する関係になっている。これにより、帯電ローラには感光ドラムとの摩擦力によりスラスト方向の付勢力が働く。また、帯電ローラと継手とはラジアル方向においてもスラスト方向においても一体で動くような構成としている。さらに、駆動時には、中間継手は継手ギヤ側に引き込まれ、継手および帯電ローラは、中間継手側に引き込まれる。このような構成にすることにより、駆動時に帯電ローラに働くスラスト方向の力は、すべて駆動入力側を向いていることになり、帯電ローラのスラスト方向の位置が駆動時に安定する。さらに、継手ギヤおよび継手には駆動伝達のための円柱状の突起形状が設けられていて、中間継手に設けられた駆動伝達のための溝形状と連結する。このとき、円柱状突起形状の長手方向全域もしくは少なくとも根元側で溝形状と連結することになり、突起形状の先端側のみに負荷がかかることがなく、突起形状根元の強度上有利になる。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、本発明に係るプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を図面に則して説明する。

0023

以下の説明において、プロセスカートリッジの長手方向とは、プロセスカートリッジを装置本体へ着脱する方向と交差する方向(略直交する方向)であり、記録媒体の表面と平行であり、且つ、記録媒体の搬送方向と交差(略直交)する方向である。また、プロセスカートリッジの上面とは、プロセスカートリッジを装置本体へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面(底面)とは下方に位置する面である。またプロセスカートリッジの左右とは、記録媒体を印字面側から見たときの左右と一致する。

0024

図1に本発明を具現化した電子写真画像形成装置の一実施例を示す。本実施例では、電子写真画像形成装置は、図2に示すプロセスカートリッジBが着脱可能とされる。なお、図1はプロセスカートリッジBを装着した電子写真画像形成装置の構成模式説明図、図2はプロセスカートリッジBの構成模式説明図である。

0025

ここでは説明の順序として、まずプロセスカートリッジB及びこれを用いる電子写真画像形成装置の全体構成を説明し、次に、プロセスカートリッジB及びプロセスカートリッジBを電子写真画像形成装置本体に着脱するためのプロセスカートリッジ装着ガイド機構の構成について説明する。

0026

(全体構成)
本実施例にて、レーザービームプリンタとされる電子写真画像形成装置A(以下「画像形成装置」という。)は、図1に示すように、像担持体として、アルミシリンダーの外周面有機光導電体層などとされる感光層を設けたドラム形状の電子写真感光体(以下「感光体ドラム」という。)7を有する。

0027

光学系1から画像情報に基づいた情報光を感光体ドラム7へ照射して感光体ドラム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。

0028

前記トナー像の形成と同期して、記録媒体2は、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を用いて一枚ずつ分離給送すると共に、搬送手段3fで搬送される。

0029

前記感光体ドラム7に形成したトナー像は、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に転写され、その記録媒体2は搬送手段3fによって定着手段5へと搬送される。

0030

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を備え、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3dで搬送し、排出部6へと排出する。

0031

(プロセスカートリッジ)
一方、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がある。

0032

本実施例のプロセスカートリッジBは、図1及び図2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への電圧印加により感光体ドラム7の表面を一様に帯電する。この帯電した感光体ドラム7に対して光学系1からの光像露光開口部9を介して露光することにより潜像を形成し、潜像を現像手段10によって現像化するように構成されている。

0033

本実施例にて、現像手段10は、トナー現像枠体10f1及び蓋部材10f2にて形成されるトナー室(トナー収容部)10a内のトナー(一成分磁性現像剤)を回転可能なトナー搬送手段10bでトナー現像枠体10f1の開口部10kを通じて現像室10iへ送り出す。そして、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10d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ものである。

0034

次いで、転写ローラ4に前記トナー像と逆極性電圧を印加してトナー像を記録媒体2に転写する。感光体ドラム7上に残留した転写残トナーは、次工程以降の現像時にかぶり取りバイアス現像装置に印加する直流電圧感光体表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Vback)によって回収するよう構成されている。本実施例では、感光体ドラム7上の転写残トナーを除去するクリーニングブレードのようなクリーニング手段は設けられていない。

0035

プロセスカートリッジBは、詳しくは後述するが、画像形成装置Aの本体部分、即ち、装置本体A0に設けたカートリッジ装着手段に対してカートリッジ両端部に設けられたガイド部分を用いて着脱可能に装着される。

0036

また、プロセスカートリッジBは、カートリッジ枠体を構成するドラム枠体102及びトナー現像枠体10f1を接続して、ドラム枠体ユニットCと現像ユニットDとを一体に組み立てることによって構成される。

0037

(ドラム枠体ユニットC)
図3図7を用いて、ドラム枠体ユニットC、並びに、ドラム枠体ユニットCを構成する感光体ドラム7及び帯電ローラ8などの構成部材について説明する
感光体ドラム7
図5及び図6において、感光体ドラム7の端部にはドラムギヤ7aが固着されている。ドラムギヤ7aには、画像形成装置本体A0から駆動を受けるための被駆動伝達部であるねじり三角柱状の三角カップリング部7a1と、帯電ローラ8へ駆動を伝達するための第一のはす歯ギヤ部7a2と、現像ユニットD側へ駆動を伝達する第二のはす歯ギヤ7a3とが設けられている。一方他端には、図示してはいないが、感光体ドラム7をアースするための電極を一体に固定したフランジが結合されている。

0038

この感光体ドラム7のうち、駆動伝達側はドラム軸受部107bが一体となったサイドホルダー107を介して感光体ドラム7や帯電ローラ8を内包するドラム枠体102に対して回転可能に取付けられている。また他端はドラム支持軸100を介して感光体ドラム7や帯電ローラ8を内包するドラム枠体102に対して回転可能に取付けられている。感光体ドラムの直径はφ20〜40である。

0039

ドラムギヤ7aの第二のはす歯ギヤ7a3は、現像ローラ10dと感光体ドラム7の軸間距離を決めているキャップコロ10mに近い位置にある。この為、第二のはす歯ギヤ7a3と現像ローラギヤ10nのピッチ間距離を精度良く保つことが出来る。

0040

帯電ローラ8
帯電ローラ8は導電性の軸部材8bと、その周りに一体的に形成された弾性体の当接部8aとからなる。前記軸部材8bの軸方向長さは前記当接部8aの軸方向長さよりも長く、当接部8aの両端から露出している軸部8b1、8b2を有している。この帯電ローラ8の直径はφ8〜20である。

0041

感光体ドラム7の外周面と帯電ローラ8の当接部8a間には導電性微粉体を介在させる。この導電性微粉体は、一次粒子径0.1〜0.3μmの酸化亜鉛一次粒子を圧力により造粒して得られた粒子風力分級して得られた、体積平均粒径1.5μm、粒度分布における0.5μm以下が35体積%、5μm以上が0〜数体積%の微粒子酸化亜鉛抵抗1500Ω・cm、透過率35%)を使用した。

0042

帯電ローラ軸受部材103
帯電ローラ8の軸部8b1、8b2には対応する帯電ローラ軸受部材103b、103aが取付けられている。この帯電ローラ軸受部材103a、103bは略C形状の断面を有しており、このC形状の内周面で軸部8b1、8b2と接している。

0043

さらに、帯電ローラ軸受部材103a、103bは、ドラム枠体102の一部と係合する係合部(不図示)を有し、帯電ローラ8と帯電ローラ軸受部材103の組立体を感光体ドラム7に対して移動可能にする構成となっている。ここで前記組立体の移動方向は、感光体ドラム7と帯電ローラ8の中心間を結んだ直線方向である。前記係合部によって規制される前記組立体の移動方向は、感光体ドラム7の回転中心方向で、かつ、軸部8b1側と軸部8b2側とで相対角度を持っている。帯電ローラ8の回転軸線S8と感光体ドラム7の回転軸線S7は交差する位置関係となる。これにより、帯電ローラ8は感光体ドラム7との当接部において生じる摩擦力により、常に所定のスラスト方向に付勢される。本実施例の場合、駆動入力側すなわち軸部8b1側の移動方向は、非駆動入力側すなわち軸部8b2側の移動方向に対して感光体ドラム7の回転方向に対して下流側になっている。これにより、帯電ローラ8は駆動入力側に付勢される。移動方向の相対角度は約2°である。

0044

圧縮コイルばね104
ドラム枠体102と帯電ローラ軸受部材103a、103bbの間には弾性部材である圧縮コイルばね104が取付けてある。この圧縮コイルばね104の両端は帯電ローラ軸受103a、103bとドラム枠体102の取付け部に外嵌されている。この圧縮コイルばね104によって帯電ローラ8を感光体ドラム7に対して押圧し、接触させている。このとき、前述したように帯電ローラ8の当接部8aは弾性体であるため、圧縮コイルばね104による荷重を受けて所定量圧縮される。図32に示す当接部8aの圧縮量を侵入量dとし、圧縮された当接部8aと感光体ドラム7の接触領域を接触ニップ部(帯電ニップ部)nとする。

0045

具体的には帯電ローラ8の侵入量を0.2mmに保つために作動荷重が340gfの圧縮コイルばね104を左右計2個使用した。この圧縮コイルばね104は圧縮量が3mm程度のばね定数である。

0046

本発明において、帯電ローラ8の侵入量管理は圧縮コイルばね104の加圧力のみで管理する方法を採用した。

0047

帯電ローラの駆動構成については後述する。

0048

(現像ローラ10d、転写ローラ4、トナー搬送部材10bの駆動構成)
後述するように、ドラムギヤ7aは、アイドラギヤ111、継手ギヤ110を介して帯電ローラ8を駆動するが、更に、図10に示すように、現像ローラ10d、転写ローラ4、トナー搬送部材)10bをも駆動する。

0049

第一のはす歯ギヤ部7a2は、アイドラギヤ111、継手ギヤ110、継手を介して帯電ローラ8に回転駆動力を伝達する。同時に、第一のはす歯ギヤ部7a2は、転写ローラ4の軸端に配置されたギヤ4aと噛み合い、転写ローラ4に回転駆動力を伝達する。

0050

又、ドラムギヤ7aの第二のはす歯ギヤ部7a3は、現像ローラ10dの軸端に配置された歯車10nに噛み合い、現像ローラ10dを回転駆動する。また、現像ローラ10dの歯車10nは、それぞれ2段歯車としたアイドラギヤ10t及びアイドラギヤ10uを介してトナー搬送部材10bの軸端に配置されたギア10vに噛み合い、トナー搬送部材10bに回転駆動力を伝達する。

0051

本実施例では、図11に矢印で示すように、位置決め精度を向上させるため、ドラムギヤ7aの第一のはす歯ギヤ部7a2のねじれ方向は現像ローラ10dに長手外方向力を与える。また、第二のはす歯ギヤ部7a3のねじれ方向は、帯電ローラ8及び転写ローラ4に長手内方力を与える方向とした。

0052

また、本実施例では、歯車駆動装置の構成上、ドラムギヤ7aの歯幅は、第二のはす歯ギヤ部7a3の方が第一のはす歯ギヤ部7a2より狭くした。

0053

また、本実施例では、ドラムギヤ7aのピッチ円直径は、第二のはす歯ギヤ部7a3の方が第一のはす歯ギヤ部7a2より大とした。

0054

なお、本実施例で、感光体ドラム7の直径は24mm、帯電ローラ8の直径は18mm、現像ローラ10dの直径は12mmとした。

0055

また、本実施例で、現像ローラ8の周速は感光体ドラム7に対して約118%の周速差を持ち、帯電ローラの周速は感光体ドラム7に対し約80%の周速差を持つとした。

0056

また、本実施例にて、感光体ドラム7に対して、帯電ローラ8の当接部(外周面)は逆方向に、現像ローラ10d近接部(外周面)は順方向に回転する構成とした。すなわち図1においてそれぞれ矢印で示すように、感光体ドラム7及び帯電ローラ8は時計方向に回転し、現像ローラ10dは反時計方向に、又、搬送ローラ10bは、時計方向に回転する構成とした。

0057

図13図15駆動歯車列の他の実施例を示す。

0058

図10図12に示す駆動歯車列では、上述のように、ドラムギヤ7aは、シリンダー7の長手方向において、外側に位置する第一のはす歯ギヤ部7a2と内側に位置する第二のはす歯ギヤ部7a3を有しているが、図13図15に示す駆動歯車列によると、この第一のはす歯ギヤ部7a2と第二のはす歯ギヤ部7a3を1つのはす歯ギヤ(はす歯ギヤ部7a2)で兼ねている。

0059

図13図15に示す実施例の場合にも、ドラムギヤ7aは、軸方向長手外側でアイドラギヤ111及び歯車4aと噛み合っており、軸方向長手内側で歯車10nと噛み合っている。

0060

図10図12に示す駆動歯車列と、図13図15に示す駆動歯車列とは、ドラムギヤ7aの構造を異にする以外は、同じ構成とされるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、再度の説明は省略する。

0061

なお、以降の帯電ローラ8、転写ローラ4、現像ローラ10dなどの駆動歯車列の構成としては、図10図12に示す駆動歯車列を参照して説明する。

0062

(サイドホルダーの構成)
図5図7を用いてサイドホルダー107の構成を説明する。

0063

サイドホルダー107は、前述したようにアイドラギヤ111の支持軸102cの先端部と嵌合して補強するための穴107aと、感光体ドラム7を回転可能に支持するための軸受部107bを持ち、さらに、ドラム枠体102に位置決めするための二つの軸部107g、107hが形成されている。

0064

さらに、サイドホルダー107には、組立工程でドラムギヤ7aとアイドラギヤ111を噛み合わせる際の歯面合わせ用の組立工具が挿入してくる貫通穴107c(図5参照)が形成されている。

0065

(プロセスカートリッジの組立
(ドラム枠体ユニットCの組立方法
再度図5を参照して、ドラム枠体ユニットCの組立について説明する。

0066

帯電ローラ8にバイアスを給電するための接点部材113及びドラム端部の清掃部材114(114a、114b)をドラム枠体102に組み込む。清掃部材114については、後で詳述する。

0067

帯電ローラ8の軸部8b1、8b2は、上述したように、両端部の軸受部材103a、103bにて回転自在に支持される。前記接点部材113側の軸部8b2は導電性プラスチック成形された軸受103aと、帯電ローラ8を感光体ドラム7に加圧するばね104を結合して、ドラム枠体102に組み込む。他方の非接点部材側の軸部8b1は、プラスチックで成形された軸受103bと帯電ローラ8を感光体ドラム7に加圧するばね104を結合して、ドラム枠体102に組み込む。

0068

帯電ローラ8の軸部8b1の一端に後で詳述する継手109、中間継手112の順にはめ込み、帯電ローラ8の軸部8b1を接点部側、8b2を非接点部側として軸受部材103a、103bにはめ込む

0069

帯電ローラ8には前述した導電性微粉体を予め塗布しておく。

0070

中間継手112の長穴に継手ギヤ110の連結部の位相を合わせて、継手ギヤ110をドラム枠体102の穴108に組付ける。

0071

アイドラギヤ111を、継手ギヤ110と噛み合わせながらドラム枠体102の支持軸102cにはめ込む。

0072

感光体ドラム7を工具を用いてドラム枠体102に対しの所定の位置に置き、反ドラムギヤ側はドラム支持軸100をドラム枠体102に固定しつつ感光体ドラム7のフランジに嵌合させる。他方ドラムギヤ7a側はサイドホルダー107をドラムギヤ7aの支持・摺動穴107bに嵌合しつつドラム枠体102に位置決めする。その際に、第一のドラムはす歯ギヤ部7a2とアイドラギヤ111の噛み合いを合わせながら組み込み、ビス締結する。

0073

以上の工程によりドラム枠体ユニットCは完成される。

0074

(現像手段10及び現像ユニットDの組立方法)
次に、プロセスカートリッジBを構成する現像ユニットD及び現像手段10について、図2図16図20を用いて詳細に説明する。

0075

現像手段10は、図2及び図17に示すように、トナー現像枠体10f1と蓋部材10f2とを結合してトナー室(トナー収容部)10a及び現像室10iを構成している。

0076

また、トナー現像枠体10f1には、トナー室10aに収納されているトナーが現像ローラ10dに供給される際に通過するトナー通過開口10kが設けられている。

0077

図16に示すように、トナーシール部材27は複数層からなり、トナー現像枠体10f1のトナー通過開口10kを塞ぐことを目的としている。前記トナーシール部材27のシール取付け部には引き裂き可能なカバーフィルム部27bが加熱溶着されている。このカバーフィルム部27bにはトナーシール部材27を固定するための熱溶着可能な接着層31が設けられている。トナーシール部材についてのより詳しい構造は、当業者には周知であり、例えば、特開平11−102105号公報などに記載されており、より詳しくは、該公報などを参照されたい。

0078

上記トナーシール部材27は、図18に示すように、前記トナー通過開口10kの4辺の縁に沿ったシール取付け部10hに貼り付けられている。このトナーシール部材27には、トナー通過開口10kを開封するためにレーザーによるハーフカット処理がなされている(特開平11−102105号公報)。

0079

また、トナー現像枠体10f1の長手方向における一端部には、トナー室10aにトナーを充填するためのトナー充填口(不図示)が設けられ、トナー充填キャップ部材10j(図19参照)で封止される。

0080

次に、図18図19を用いて、現像ユニットDの組立工程を説明する。

0081

現像手段10は、現像ローラ10dの両端部からのトナー漏れを防止する端部シール10r、現像ブレード10eの両端部のトナー漏れを防ぐシール部材10s、現像ローラ10dの下部の隙間からトナーの飛散を防止するシート部材10tが、両面テープ等によりトナー現像枠体10f1及び蓋部材10f2に取付けられる。

0082

現像ブレード10eは、板金部10e1の両端においてトナー現像枠体10f1にビスにより固定される。

0083

現像手段10の長手両側に配置された一方の(図19にて左側の)端部部材ホルダー部材)10gは、感光体ドラム7の端部に固定したドラムギヤ7a2(図5参照)に噛み合っている現像ローラ10dの端部に固定した現像ローラギヤ10n(図10図11参照)と、現像ローラギヤ10nからトナー送り部材10bの搬送ギヤ(不図示)に駆動を伝達するための2つアイドラギヤ10u、10tとを備えたギヤトレインを覆っている。

0084

トナーシール部材27の引き出し部27a(図16参照)は、トナー通過開口10kの長手方向一端10p(図18参照)側で折り返され、トナー現像枠体10f1の穴10f11(図19参照)を通って外部へ引き出される。

0085

このトナーシール部材27の引き出し部27aの外部に引き出された端部27a1は、更に端部部材10gの穴10g6を通って外部へ引き出される(図19参照)。

0086

以上により、図20に示すように現像ユニットDが完成する。

0087

また、図19に示すように、端部部材10gにはドラム枠体102へ向かってアーム部10g7が突出しており、該アーム10g7の先端に設けた長手方向の結合穴10g8とドラム枠体102に設けた不図示の結合穴に嵌入するピン(不図示)によりドラム枠体102と端部部材10gは回動可能に結合することができる。そして、アーム部10g7の上のバネ止め10g9に内径が嵌入する圧縮コイルバネがドラム枠体102との間に縮設され、現像ローラ10d両側端部に設けられた離隔部材、即ち、隙間保持部材スペーサ)10m(10m1、10m2)が感光体ドラム7の周面に圧接する。これにより、現像ローラ10dと感光体ドラム7との周面との間に所定の距離が保持される。

0088

本実施例にて、離隔部材10mには、図19及び図21に図示するように、現像ローラ10dの両端部に嵌め込まれ固定された、キャップ状のキャップコロを用いている。キャップコロ10mは、図21に最もよく示すように、その周面の一部が所定幅にて凸状に外方に突起した環状突起部10m3を有する。この環状突起部10m3が感光体ドラム7の周面に圧接される。

0089

以上のようにして現像ユニットDとドラム枠体ユニットC一体にされプロセスカートリッジが完成する。

0090

(清掃部材114の構成)
画像形成装置本体A0内には、感光体ドラム7より記録媒体2へトナー像を転写する際や、記録媒体2が定着手段5へ入るまでの間などに、ごく微量のトナーが画像形成装置本体内に浮遊することがある。

0091

このような浮遊トナーは、感光体ドラム7に付着すると、キャップコロ10mが当接する部分において、現像ローラ10dを感光体ドラム7へ付勢するバネ力により圧接され、感光体ドラム表面に固着することがある。この固着したトナーはプロセスカートリッジが寿命に達するまで少しずつ大きくなり、感光体ドラム7のキャップコロ10mの当接部にトナーの塊として存在するようになることがある。

0092

このようなトナーの塊が感光体ドラム7のキャップコロ10mとの当接部に付着していると、感光体ドラム7と現像ローラ10dの間の間隔が変動し、トナーによる感光体ドラム7の潜像の現像性に支障を来す原因となる他、このトナー塊を現像ローラ10dが乗り超えることで振動が発生し、記録媒体2の搬送方向と直角方向のランダムピッチムラを誘発する原因となる可能性がある。

0093

そこで、本実施例では、キャップコロ10mが当接する部分では、感光体ドラム7に付着するトナーを除去するために、図2及び図5を参照すると理解されるように、感光体ドラム7の長手方向の右端部と左端部の周面に接触する単体の清掃部材114(114a、114b)がドラム枠体102に、両面テープなどを用いて取付けけられている。

0094

清掃部材114としては、
(1)発泡ポリウレタン層若しくはフェルト層からなる弾性体に不織布を固定した層体構造のもの、
(2)発泡ポリウレタン層若しくはフェルト層からなる弾性体に、更に、トナー除去層としてフェルト層を固定した層体構造のもの、
(3)発泡ポリウレタン層若しくはフェルト層からなる弾性体にパイル織物を固定した層体構造のもの、
(4)発泡ポリウレタンの一部に高密度ポリウレタンを固定したもの、
(5)フェルト、又は、
(6)発泡ポリウレタン、
(7)不織布
などを好適に使用し得る。上記(1)、(2)、(3)の層体構造の場合には、不織布、トナー除去層としてのフェルト層、パイル織物が感光体ドラム7に接触するように配置される。

0095

これら清掃部材114は、摺動抵抗をできるだけ低減させて、感光体ドラム7の駆動力(回転駆動力)の増加を防止し、感光体ドラム表面に付着した浮遊トナーを装置本体内へ落とすことなく不織布などの内部へと確実に取込むことができ、良好に感光体ドラム上のトナーを除去することができる。

0096

次に、図21を参照して、ドラム枠体に取付けけられる上記清掃部材114と、感光体ドラム7及び帯電ローラ8との位置関係について説明する。

0097

上述のような浮遊トナーが感光体ドラム上の未帯電領域すなわち帯電ローラ接触領域より外側に付着すると、画像端部や紙端部にトナー汚れを生じさせる原因となる可能性がある。

0098

図21に示すように、本実施例では、現像ローラ10dの端部には、それぞれ離隔部材としてのキャップコロ10m(10m1、10m2)が配置され、このキャップコロ10mが、即ち、キャップコロ10mの環状突起部10m3が感光体ドラム周面に圧接している。又、キャップコロ10m(10m1、10m2)に対応してそれぞれ清掃部材114(114a、114b)が互いに間隔を空けて配置される。

0099

つまり、図5及び図21にて、感光体ドラム7の左端側周面に接触して設けられた第一の清掃部材114aは、感光体ドラム7の長手方向において、現像ローラ10dの離隔部材としてのキャップコロ10m1が感光体ドラム7の周面に接触している領域Caに配置される。更に、第一の清掃部材114aの内方端縁部114a1は、感光体ドラム7の長手方向において、現像ローラ10dによる現像領域Ldの外側であって、しかも、帯電ローラ8が感光体ドラム7に接触している接触領域Lcの内側、即ち、接触領域Lc内に位置する。

0100

同様に、図5及び図21にて、感光体ドラム7の右端側周面に接触して設けられた第二の清掃部材114bは、感光体ドラム7の長手方向において、現像ローラ10dの離隔部材としてのキャップコロ10m2が感光体ドラム7の周面に接触している領域Cbに配置される。更に、第二の清掃部材114bの内方端縁部114b1は、感光体ドラム7の長手方向において、現像ローラ10dによる現像領域Ldの外側であって、しかも、帯電ローラ8が感光体ドラム7に接触している接触領域Lcの内側、即ち、接触領域Lc内に位置する。

0101

斯かる構成とすることにより、第一及び第二の清掃部材114a、114bにより感光体ドラム7に付着したトナーを取り込んで除去することができる。

0102

従って、感光体ドラム7とキャップコロ10m(10m1、10m2)との当接部にトナーの塊が生成されることがない。このため、感光体ドラム7と現像ローラ10dの間の間隔を常に一定に保つことが可能となって、記録媒体2に良好な画像を形成することができる。

0103

特に、例えば、弾性体と不織布などとの積層体構造とすれば、部品点数を増やすことなく感光体ドラム7のキャップコロ10mとの当接位置にトナーが付着することが防止することが可能となると共にが強くなり、組立性の向上をも可能となって、プロセスカートリッジBのコストの上昇を低く抑えながら、良好な画像を形成することができる。

0104

また、第一及び第二の清掃部材114a、114bが感光体ドラム状の未帯電領域すなわち帯電ローラ接触領域より外側に付着したトナーを清掃することが可能となり、画像端部や紙端部へのトナー付着を防いで良好な画像を得ることができる。

0105

なお、本実施例の清掃部材114(114a、114b)は、感光体ドラム7の長手両端部に設けられているが、どちらか一端側だけに設けられていてもよい。

0106

(プロセスカートリッジBの画像形成装置本体への着脱)
前述のように組み立てられたプロセスカートリッジBは、画像形成のために画像形成装置本体A0へ装着される。装着態様図22図27を用いて説明する。

0107

図20にて説明したように、プロセスカートリッジBの現像ユニットDから端部部材の把手10g2が切り離され、トナーシール部材27と一緒に矢印方向へ引き抜くことで現像室10i内にトナーが供給され、プロセスカートリッジ側の準備ができる。

0108

プロセスカートリッジBのカートリッジ枠体(ドラム枠体102)に取付けられるサイドホルダー107には、図4をも参照すると理解されるように、画像形成装置本体A0への装着ガイドとして、ドラム中心軸と同軸で形成された円弧部(第一の当接部)107dと、サイドホルダー107の角部に位置してカートリッジ枠体の底面に形成された姿勢を制御するための円弧状とされる回転止め部(第二の当接部)107eとが設けられる。

0109

円弧部107dは、現像ユニットDのドラム軸方向において、現像ユニットDより外側に位置し、かつ、断面上では現像ユニットDと少なくとも一部は重なるように配置されている。また、回転止め部107eは、現像ユニットDより外側に位置し、現像ユニットDの感光体ドラム7の軸方向全て重なるように形成される。また、回転止め部107eは、挿入方向で円弧部107dの後方に配置されている。

0110

本実施例によれば、画像形成装置本体A0から駆動力を受ける三角カップリング部7a1は、サイドホルダー107よりもドラム軸方向の内側に配置される。これによって、図28に示す従来のプロセスカートリッジのように、位置決めボスCBとしても機能する三角カップリング部7a1のカバー部50と、ガイドである突起部51とを形成する必要がなくなり、従来よりもカートリッジの小型化を達成することができる。

0111

画像形成装置本体A0には、図22及び図24に示すように、プロセスカートリッジBを画像形成位置(装着位置)まで前述の二つの円弧部107dと、回転止め部107eを滑らせながら案内する第一の本体ガイドとしてのガイド部材Gaが形成されている。

0112

一方、プロセスカートリッジBのサイドホルダー107とはドラム軸方向にて対向した側のドラム枠体102には、図3をも参照すると理解されるように、ドラム支持軸100をカバーするための突起102aと、着脱時にプロセスカートリッジBの位置を制御する突起102bが形成されている。

0113

また、画像形成装置本体A0には、図23及び図25に示すように、サイドホルダー107側で制御されるプロセスカートリッジの姿勢を対向側でも同様に保ち、ドラム軸方向に対して、斜めにならないように第二の本体ガイドとしてのガイド部材Gbが設けられている。

0114

図22図25を参照して、プロセスカートリッジBの装置本体Aへの装着態様を説明する。

0115

先ず、画像形成装置本体Aの排出部6を構成している開閉扉部材6aを開け、ガイド部材Ga、Gbを露出させ、図22及び図23に一点鎖線にて示すように、プロセスカートリッジの円弧部107dが前方となり、回転止め部107eが後方となるようにして、このガイド部材Gaの、前方が幾分屈曲した第1ガイド面Ga1にプロセスカートリッジBの円弧部107d、107eを乗せる。従って、他方のガイド部材Gbには、その第1のガイド面Gb1にプロセスカートリッジBの突起102a、102bが適合される。

0116

この状態で、プロセスカートリッジBを、画像形成装置本体Aの内方へと押し込む。

0117

これによって、プロセスカートリッジBの円弧部107d及び回転止め部107eは、第1ガイド面Ga1に対して略垂直方向に形成された第2ガイド面Ga2と、第2ガイド面Ga2より略水平に形成された第3ガイド面Ga3と、第3ガイド面Ga3に連接して形成された湾曲した第4ガイド面Ga4とにより規定された装着位置へと、滑動して案内される。

0118

これにより、プロセスカートリッジBは、円弧部107dが、第一本体受部としての第4ガイド面Ga4に当接し、また、回転止め部107eの後方湾曲面部が第2ガイド面Ga2に当接した状態で、第3ガイド面Ga3上に載置される。この状態を図26−aに示す。また、この載置状態において、転写ローラ4と感光体ドラム7当接状態になり、プロセスカートリッジBには図26−aの矢印方向に反発力が付与される。この際、Ga3の近傍に位置する第5ガイド面Ga5に第三の当接部107gが当接し、プロセスカートリッジBの位置ずれを防いでいる。第三の当接部107g回転止め部である第2の当接部と一体でもよいし、別体でもよい。

0119

一方、プロセスカートリッジBの反対側の突起102a、102bは、第1ガイド面Gb1に対して略垂直方向に形成された第2ガイド面Gb2と、第2ガイド面Gb2より略水平に形成された第3ガイド面Gb3と、第3ガイド面Gb3に連接して形成された湾曲した第4ガイド面Gb4とにより規定された装着位置へと、滑動して案内される。

0120

これにより、プロセスカートリッジBは、位置決め部としての突起102a、102bが、第二本体受部としての第4ガイド面Gb4と第2ガイド面Gb2との間に位置した状態で、第3ガイド面Gb3上に載置される。この状態を図27に示す。

0121

以上のようにして、プロセスカートリッジBは装置本体に対する装着位置に装着される。次いで、画像形成装置Aの扉6aを閉じると、画像形成装置本体Aの、図24に示すねじり凹略三角形の駆動伝達部材200に、カートリッジBの三角カップリング7a1が嵌り合い、画像形成装置本体A0からプロセスカートリッジBに回転駆動力が伝達される。

0122

これによって、プロセスカートリッジBは、図26−bに示すように噛み合った三角カップリング7a1、即ち、感光体ドラム7の軸を回転中心軸に回転する。この時ガイドと当接していたサイドホルダー107の当接部は隙間x、yを持つようになり、前述のサイドホルダー107の回転止め部107eがガイド部材Gaの規定面である第3ガイド面Ga3に当接し回転方向の位置決めがなされる。

0123

一方、ドラム軸方向対向側のドラム枠体102のドラム軸上の突起102aはプロセスカートリッジBの装着により、第4ガイド面Gb4により形成された位置決め部としてのU字型の溝に収まり、転写ローラ4の反発力や駆動時のぶれを抑えるための押さえバネ(不図示)により位置決めされる。もう一つの、ドラム枠体Cの突起102bは、画像形成装置本体Aに部品及び組立精度の範囲内で当接しない位置、大きさに設定されている。

0124

以上説明した姿勢が画像形成時のプロセスカートリッジBの姿勢となり、画像形成が開始される。

0125

また、画像形成装置本体A0から、プロセスカートリッジBを抜き取る場合には、前述の装着動作とは逆の動作にて、サイドホルダー107側は、プロセスカートリッジBの円弧部107d及び回転止め部107eと対向する上面107fが、また、ドラム軸方向対向側は、前述の突起102a、102bの二つが姿勢制御となり、それに対応する画像形成装置本体AのガイドGa、Gbに沿って装着位置から装置外へと抜き取られる。

0126

尚、突起102bは、プロセスカートリッジBを装着位置から取り出す際に、ガイド部材Gbの上面の第5ガイド面Gb5に接触してプロセスカートリッジが取り出し方向手前側が上方へ所定量以上に回転しようとするのを規制するように働く。

0127

上述した第一の当接部、第二の当接部及び第三の当接部に限らず、図31-aに示すような多角形200や201、図31-bに示すような部分的に突起202をもった形状でも、上述の位置決め機能をもつ形状であればよい。また、上述の第一の当接部、第二の当接部及び第三の当接部が円弧状であれば、部品公差内のばらつきによってプロセスカートリッジの姿勢がばらついた場合でも、円弧上の一部が第4ガイド面Ga4と当接するためなおよい。

0128

(帯電ローラ8の駆動構成)
図5図12を参照して、帯電ローラ8の駆動構成と説明する。図7図12は、プロセスカートリッジの駆動歯車列を説明する。

0129

ドラムギヤ7a
図11を参照すると、本実施例では、感光体ドラム7を構成する、外周面に感光層が設けられたドラムシリンダー7Aの一端にドラムギヤ7aが取付けられる。このドラムギヤ7aは、帯電ローラ8、更には、転写ローラ4及び現像ローラ10dへ回転駆動力を伝達する。

0130

ドラムギヤ7aは、ドラムシリンダー7Aと同一軸線を有し、ドラムシリンダー7Aの軸線方向外側に一体的に設けられたはす歯歯車である。ドラムギヤ7aは、シリンダー7Aの長手方向において、ドラムはす歯ギヤ部7a2、7a3と重なる位置で、かつ、ドラムギヤ7aの中央部に軸部7a4が形成される。

0131

軸部7a4の外周面とドラムはす歯ギヤ部7a2、7a3の内周面との間には環状の空隙7a5が形成される。この環状空隙7a5は、感光体ドラム7をカートリッジ枠体(ドラム枠体102)に取付ける際に、サイドホルダー107の軸受部107bが侵入して軸部7a4を回転可能に支持している。

0132

ドラムギヤ7aの軸部7a4外側先端には、カートリッジ側カップリング手段を構成する突起、即ち、三角カップリング7a1が形成されている。この三角カップリング7a1は、プロセスカートリッジBを装置本体A0に装着した際に、装置本体A0に設けられているカップリング手段を構成する穴状駆動部材、即ち、ねじり凹略三角形の駆動伝達部材200(図24参照)と嵌合して、装置本体A0からの回転駆動力の伝達を受ける。突起7a1は、回転軸線方向と交差する断面が多角形であって捩れている。また、駆動伝達部材200の穴は回転軸線方向と交差する断面が多角形であって捩れている。

0133

本実施例において、軸部7a4の外側端面は、ドラムはす歯ギヤ7aの外側端面、即ち、ドラムはす歯ギヤ部7a2の端面よりもΔEだけ内側に位置するように形成される。従って、突起7a1は、一部がドラムはす歯ギヤ部7a2と重なっている。このような構成により、ドラムギヤ7aの歯幅を広くとることが可能となり、強度や噛み合い率を適正にし、良好な画像を得ることができる。また、サイドホルダー107の軸受部107bが侵入して軸部7a4を回転可能に支持することで、歯車の噛み合いによる斥力を歯車の真下で受けることが可能となり、感光体ドラムが撓む力を発生させずに安定して回転駆動させることができる。

0134

また前述のように、ドラムはす歯ギヤ7aは、シリンダー7Aの長手方向において、外側に位置する第一のはす歯ギヤ部7a2と内側に位置する第二のはす歯ギヤ部7a3を有する。第一のはす歯ギヤ部7a2と第二のはす歯ギヤ部7a3は並んで配置されており、また、第一のはす歯ギヤ部7a2は、第二のはす歯ギヤ部7a3よりも歯先間の直径(即ち、ピッチ円直径)を小さくしている。このような構成により、現像ローラ、帯電ローラそれぞれの最適な回転数に応じてドラムギヤの歯数を選択することができる。

0135

本実施例では、第一のはす歯ギヤ部7a2と第二のはす歯ギヤ部7a3ははす歯の捩れ方向が異なっている。ドラムシリンダー7Aの長手方向において、ドラムはす歯ギヤ部7aが設けられている側から見て、第一のはす歯ギヤ部7a2のはす歯は右捩れ、また、第二のはす歯ギヤ部7a3のはす歯は左捩れとしている。これにより、プロセスカートリッジBが装置本体A0に装着されて感光体ドラム7が回転する際に、第一のはす歯ギヤ部7a2は、被駆動歯車にドラムはす歯ギヤ部7aが設けられている側とは反対側、即ち、内側への付勢力を与え、また、第二のはす歯ギヤ部7a3は、被駆動歯車にドラムはす歯ギヤ部7aが設けられている側、即ち、外側への付勢力を与える。

0136

本実施例では、帯電ローラ8に回転駆動力を伝達する継手ギヤ110の歯車110bには、帯電ローラ8の長手方向にて歯車110bとは反対側、即ち、図11にて矢印で示される内側へと付勢力が働く。

0137

アイドラギヤ111
アイドラギヤ111は、2つのギヤ部111aとギヤ部111bを有する2段ギヤであり、ドラム枠体102に構成された軸102c(図5参照)に回転可能に支持されている。また、軸102cの他端は、駆動噛み合い力による軸倒れを防止するため、サイドホルダー107に支持される。

0138

アイドラギヤ111の2つのギヤ部111aと111bは、それぞれ、継手ギヤ110の継手ギヤ部110bと、ドラムギヤ7aの第一のはす歯ギヤ部7a2とに噛み合っており、ドラムギヤ7aからの回転駆動力を継手ギヤ部110bに伝達する。

0139

継手ギヤ110
継手ギヤ110は、上記継手ギヤ部110bと、この継手ギヤ部110bと一体に形成された継手ギヤ連結部110aが設けられている。継手ギヤ連結部110aは、図9にて理解されるように、円柱状の突起をつないだ形状であり、回転軸対称に2箇所ある。この継手ギヤ連結部110aの円柱状突起110a1、110a2はそれぞれ先端側が回転方向下流側に向かって傾きを持っている。本実施例では上述の傾きは約7°である。また、継手ギヤ部110bは、上記アイドラギヤ111と噛み合い、回転駆動を伝達する。

0140

帯電ローラ8を駆動する際にアイドラギヤ111との噛み合い部で生じる駆動噛み合い力により、継手ギヤ110には回転中心軸を倒す方向に力が加わる。その力の影響を防ぐために、継手ギヤ110は、軸方向両端を支持することが望まれる。従って、継手ギヤ110には回転中心軸に平行に軸方向連結部側すなわち継手ギヤ部110bと継手ギヤ連結部110aの間には、一定の直径をもつ継手ギヤ嵌合部110cが形成され、ドラム枠体102に設けられた、貫通穴108(図5参照)に嵌合し、回転可能に支持されている。また上述のように、継手ギヤ部110bには図11にて矢印で示される長手方向(感光体ドラム軸線方向)内側への付勢力が働くために、継手ギヤ部110bの内側側面部110b1は、回転駆動時に、貫通穴108の外側側面108aに当接することとなり、回転駆動時に帯電ローラ8の長手位置の安定化を実現することができる。

0141

一方、継手ギヤ110の他端側すなわち継手ギヤ部110bより長手方向外側には、一定径の円筒形支持部110dが形成され、図5に示すように、サイドホルダー107に設けられた支持部107aに支持されている。支持部107aは、円筒形支持部110dの外周の一部すなわち噛み合い力により倒れようとする側に設けられている。

0142

継手ギヤ110は、中間継手112の中間継手第1連結部112aと連結し駆動を伝達する。

0143

中間継手112
図8は、継手ギヤ110と中間継手112と継手109の連結状態を説明する断面図である。継手ギヤ110は継手ギヤ連結部110aのみ、継手109は継手連結部109cのみが図示されている。

0144

なお、図8では継手ギヤ連結部110aと継手連結部109cの区別をするために継手ギヤ連結部110aには斜線を付してある。

0145

中間継手112は、図9に示すように、継手109と継手ギヤ110に挟持される形で配置される。継手109と対向する面には中間継手第二連結部112bがあり、継手109に設けられた継手連結部109cの円筒形状部が嵌って駆動を伝達する。中間継手第二連結部112bは、外周側の一端が開放された長穴形状で、回転軸対称に二箇所配置される。また、継手ギヤ110と対向する面には中間継手第一連結部112aがあり、継手ギヤに設けられた継手ギヤ連結部110aが嵌って駆動を伝達する。中間継手第一連結部112aは両端開放の長穴溝形状で回転軸対称に配置されている。

0146

中間継手第一連結部112aを形成する両端開放の長穴溝形状のうち、継手ギヤ連結部110aと当接する当接面112a1は、回転軸方向に対して傾きを持っていて、傾き方向は長穴溝形状の入口側が奥側に対して回転方向上流側になる方向である。本実施例ではこの傾きは約7°である。これにより、回転駆動時には継手ギヤ連結部110aと当接面112a1が当接して、中間継手112は、継手ギヤ110から受ける力F1のラジアル方向分力F1bにより回転駆動伝達を受けるとともに、スラスト方向分力Faにより、継手ギヤ110側に引込まれ、中間継手112が継手ギヤ側に寄る。これにより、継手ギヤ連結部110aは長手方向全域もしくは少なくとも根元側で中間継手112の当接面112a1と当接するため、継手ギヤ連結部110aの先端側のみに負荷がかかることがなく、継手ギヤ連結部110aの根元の強度上有利である。また、前述した帯電ローラ8の交差角による駆動入力側への付勢と合わせて、帯電ローラ8に加わるスラスト方向の力の向きはすべて駆動入力側方向になり、帯電ローラ8のスラスト方向の駆動時の位置が安定する。

0147

中間継手第二連結部112bを形成する一端開放の長穴形状のうち、継手連結部109cと当接する当接面112b1は、回転軸方向に対して傾きを持っていて、傾き方向は長穴形状の入口側が奥側に対して回転方向下流側になる方向である。本実施例ではこの傾きは約7°である。

0148

中間継手第一連結部112aの長穴は回転軸対称形状で、同様に中間継手第2連結部112bの一端開放の長穴は回転軸対称に2箇所配置する。そして、中間継手第1連結部112aと中間継手第2連結部112bのなす角は平行以外の角度に設定する。望ましくは、図示するように、直角をなすようにする。

0149

継手109
帯電ローラ8の軸部8b1には、帯電ローラ8を回転駆動するための駆動を受けるために、被駆動伝達部材である継手109が取付けてある。帯電ローラ8の軸部8b1にはDカット形状8b11が設けられている。継手109の中心にはDカット形状8b11と嵌合するDカット穴109aが設けられている。また、Dカット穴109aの一部には凸部109a1が設けられていて、継手109は帯電ローラ8に圧入される。これにより、継手109と帯電ローラ8は一体的に回転し、長手方向にも一体的に移動可能である。

0150

また、継手109には円柱状の突起で構成された継手連結部109cが形成され、それは中心軸対称に形成されている。この継手連結部109cは中間継手112の中間継手第2連結部112bと連結し駆動を受ける。中心軸対称に配置された二つの円柱状の継手連結部109c1の円柱中心軸は、それぞれ先端側が回転方向上流側に向かって傾きを持っている。本実施例の場合、前述の傾きは約7°である。これにより、回転駆動時には、継手連結部109c1が中間継手第2連結部112bに形成された当接面112b1と当接する。このとき、継手109は中間継手112から受ける力F2のラジアル方向分力F2bにより回転駆動伝達を受けるとともに、スラスト方向分力F2aにより、中間継手112側すなわち駆動入力側に引き込まれ、継手109および帯電ローラ8は一体で中間継手112側に寄る。これにより、継手連結部109c1は長手方向全域もしくは少なくとも根元側で中間継手112の当接面112b1と当接するため、継手連結部109cの先端側のみに負荷がかかることがなく、継手連結部109cの根元の強度上有利である。また、前述した帯電ローラ8の交差角による駆動入力側への付勢と合わせて、帯電ローラ8に区加わるスラスト方向の力の向きはすべて駆動入力側となり、帯電ローラ8の駆動時のスラスト方向位置が安定する。

0151

上記連結部構成にて、中間継手112が継手ギヤ110と連結した状態、即ち、穴部112aに突起110aが嵌っている状態で、中間継手第1連結部112aが長穴形状であるために中間継手112は長穴方向に隙間を持ち、スライド可能とされる。

0152

また、中間継手112が継手109と連結した状態、即ち、穴部112bに突起109cが嵌っている状態で、中間継手第2連結部112bが長穴形状であるために中間継手112は長穴方向にがたをもち、スライド可能とされる。

0153

以上説明したように、帯電ローラ8は感光体ドラム7に対して、当接部にてカウンター方向に回転することとなり、互いに摺擦し、より密な接触点を持つように構成される。

0154

以上説明した本発明の実施例において、現像方式としては、公知の2成分磁気ブラシ現像法カスケード現像法、タッチダウン現像法クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。

0155

また、電子写真感光体としては、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ー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行ったものである。

0157

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、前述した実施例のもの以外にも、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、装置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、装置に着脱可能にするもの。電子写真感光体及び現像手段とを一体的にカートリッジ化し、装置に着脱可能にするもの等がある。

0158

即ち、前述したプロセスカートリッジとは、帯電手段、又は、現像手段及び電子写真感光体とを一体的にカ一卜リッジ化し、このカートリッジを画像形成装置に対して着脱可能とするものである。また、帯電手段と現像手段及び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装置に着脱可能とするものである。

0159

更に前述した実施の形態では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、或はワードプロセッサ等の他の画像形成装置に使用することも当然可能である。

図面の簡単な説明

0160

本発明のプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の一実施例の概略構成を説明する模式断面説明図である。
本発明のプロセスカートリッジの一実施例の構成を説明する摸式断面図である。
図2に示す本発明のプロセスカートリッジの斜視図である。
図2に示す本発明のプロセスカートリッジの斜視図である。
本発明のプロセスカートリッジのドラム枠体ユニットの分解斜視図である。
本発明のプロセスカートリッジのドラム枠体ユニットの斜視図である。
ドラム枠体ユニットのサイドホルダーの斜視図である。
帯電ローラの駆動構成を説明する正面図である。
帯電ローラの駆動構成を説明する分解斜視図である。
プロセスカートリッジ駆動構成の一実施例を説明する斜視図である。
図10に示すプロセスカートリッジ駆動構成の歯車列を説明する模式断面図である。
図10に示すプロセスカートリッジ駆動構成の歯車列を説明する正面図である。
プロセスカートリッジ駆動構成の他の実施例を説明する斜視図である。
図13に示すプロセスカートリッジ駆動構成の歯車列を説明する模式断面図である。
図13に示すプロセスカートリッジ駆動構成の歯車列を説明する正面図である。
(a)は、トナーシール部材の一実施例の斜視図であり、(b)は、トナーシール部材の断面図である。
本発明の一実施例に係るカートリッジを構成するトナー現像枠体と蓋部材の結合態様を説明する斜視図である。
トナーシール部材のトナー現像枠体への結合状態を示す図である。
本発明のプロセスカートリッジの現像ユニットの分解斜視図である。
図19の現像ユニットの斜視図である。
本発明のプロセスカートリッジにおける清掃部材の取り付け態様を説明する説明図である。
プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する態様を説明する画像形成装置の模式断面説明図である。
プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する態様を説明する画像形成装置の模式断面説明図である。
本発明の画像形成装置のプロセスカートリッジ装着ガイドを示す斜視図である。
本発明の画像形成装置のプロセスカートリッジ装着ガイドを示す斜視図である。
aはプロセスカートリッジの画像形成装置に対する位置決め態様を説明する図である。bはプロセスカートリッジの画像形成装置に対する位置決め態様を説明する図である。
プロセスカートリッジの画像形成装置に対する位置決め態様を説明する図である。
従来のプロセスカートリッジの斜視図である。
従来の画像形成装置におけるプロセスカートリッジ装着ガイドを示す斜視図である。
従来のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成図である。
aは本発明の当接部の変形例を示した概略図である。bは本発明の当接部の変形例を示した概略図である。
帯電ローラニップ部と帯電ローラ侵入量の概略説明図。
帯電ローラ支持構成を示す概略斜視図。
継手ギヤと中間継手の駆動伝達を示す側面図および斜視図。
継手ギヤと中間継手の駆動伝達を示す側面図および斜視図。
継手の帯電ローラへの取付けを示す斜視図。

符号の説明

0161

A画像形成装置
A0 画像形成装置本体
Bプロセスカートリッジ
Cドラム枠体ユニット
D現像ユニット
1光学系
2記録媒体
3f 搬送手段
4転写ローラ
5定着手段
6 排出部
7感光体ドラム
7aドラムギア
7a1三角カップリング(突起)
7a2 第一のはす歯ギア
7a3 第二のはす歯ギア部
8帯電ローラ
8a 当接部
8b軸部材
9露光開口部
10現像手段
10aトナー収納枠体
10bトナー攪拌部材(搬送ローラ)
10c固定磁石
10d現像ローラ
10e現像ブレード
10f1トナー現像枠体
10k トナー現像枠体開口部
10f2蓋部材
102 ドラム枠体
102a 突起
102b 突起
107サイドホルダー
107d円弧部
107e回転止め部
107f 受け面
107g 第三の当接部
109継手
109a 継手連結部
109b取り付け穴
109c 継手連結部
110 継手ギア
110a 継手ギア連結
110b 継手ギア部
111アイドラギア
112中間継手
112a 中間継手第1連結部
112b 中間継手第2連結部
200多角形
201 多角形
202 突起

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