JPH08129306A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像回転体のスラスト方向への付勢力による
振動の発生を防止し、高品位の画像を得ることが可能な
プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。 【構成】 像担持体と、前記像担持体に作用する現像手
段とを有し、前記現像手段は端部に有するハス歯ギアに
よって回転力を受けて回転する現像回転体と、前記現像
回転体を支持するホルダーとを有し、且つ前記ハス歯ギ
アから受けるスラスト方向の付勢により、前記現像回転
体が付勢される端部側に位置するホルダーと現像回転体
との間に摺動部材を介在させたことを特徴としてなる。
また前記プロセスカートリッジを装着して画像形成可能
な画像形成装置を構成したことを特徴としてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現像剤（以下「トナー」
という）を用いて画像を形成するためのプロセスカート
リッジ及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の画像形成装置は、帯電器に
よって一様に帯電させた像担持体に選択的な露光をして
潜像を形成し、現像器によって前記潜像をトナーで顕像
化すると共に、該トナーによる像を記録媒体に転写して
画像記録を行う。このような装置にあっては、各部材の
メンテナンスは専門のサービスマンが行っていた。

【０００３】そこで、前記像担持体、帯電器、現像器、
クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化
することにより、使用者が前記カートリッジを装置本体
に装填することによって、トナーの補給や寿命に達した
像担持体の部品交換可能とし、メンテナンスを容易にし
たものが実用化されている。

【０００４】このようなプロセスカートリッジにあって
は、像担持体にトナーを供給するために、像担持体と一
体的に回転する現像ローラを回転させるが、この現像ロ
ーラの回転はローラ端部にハス歯ギアを取り付け、像担
持体の端部に取り付けたハス歯ギアと噛合させることに
よって実質の噛み合い幅を大きくとり、回転ムラの発生
を防止して高品位画像を得るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように現像ローラへの回転力の伝達をハス歯ギアによっ
て行うと、現像ローラに回転力が伝達されると同時に該
ローラをスラスト方向へ付勢する力が生ずる。このため
に、現像ローラがスラスト方向に摺動して振動が発生
し、現像ローラやこれと噛合している像担持体に回転ム
ラが発生するおそれがある。

【０００６】本発明は従来の上記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、現像回転体のスラスト
方向への付勢力による振動の発生を防止し、高品位の画
像を得ることが可能なプロセスカートリッジ及び画像形
成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、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、像担持体と、
前記像担持体に作用する現像手段とを有し、前記現像手
段は端部に有するハス歯ギアによって回転力を受けて回
転する現像回転体と、前記現像回転体を支持するホルダ
ーとを有し、且つ前記ハス歯ギアから受けるスラスト方
向の付勢により、前記現像回転体が付勢される端部側に
位置するホルダーと現像回転体との間に摺動部材を介在
させたことを特徴としてなる。

【０００８】また前記プロセスカートリッジを装着して
画像形成可能な画像形成装置を構成したことを特徴とし
てなる。

【０００９】

【作用】上記構成にあっては、現像回転体がハス歯ギア
から受けるスラスト力によってホルダー側へ押しつけら
れても、摺動部材が介在するために滑らかに回転し、そ
こからの振動の発生が防止される。このために、高品位
の画像を得ることが出来る。

【００１０】

【実施例】次に本発明の好適な実施例を図面を参照して
説明する。

【００１１】〔第１実施例〕図１乃至図６を参照して第
１実施例に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置
を説明する。尚、ここでは説明の順序として、図４乃至
図６を参照して画像形成装置Ａ及びプロセスカートリッ
ジＢの全体構成を説明し、次に図１乃至図３を参照して
現像回転体の摺動構成について説明する。

【００１２】｛全体構成｝図４はプロセスカートリッジ
を装着した画像形成装置の構成説明図であり、図５はプ
ロセスカートリッジの構成説明図、図６はプロセスカー
トリッジの装着構成説明図である。

【００１３】この画像形成装置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レーザー光像を照
射して像担持体である電子写真感光体にトナー像を形成
する電子写真画像形成装置である。そして前記トナー像
の形成と同期して、記録媒体２を給紙カセット３ａから
ピックアップローラ３ｂ及び給送ローラ対３ｃ、搬送ロ
ーラ対３ｄ、レジストローラ対３ｅ等からなる搬送手段
３で搬送し、且つプロセスカートリッジＢとしてカート
リッジ化された画像形成部において、前記感光体ドラム
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をガイド板３ｆでガイドして定着手段へと搬送
する。この定着手段５は駆動ローラ５ａ及びヒータ５ｂ
を内蔵する定着ローラ５ｃ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、反転搬送経路を通して排出部６へと排出如く構成し
ている。尚、この画像形成装置Ａは、手差しトレイ３ｉ
及びローラ３ｊによって手差し給送も可能となってい
る。

【００１４】一方、前記画像形成部を形成するプロセス
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、その表
面に帯電手段である帯電ローラ８へ電圧印加によって一
様に帯電し、前記光学系１からの光像を開口部９を介し
て感光体ドラム７に露光して潜像を形成し、現像手段10
によって現像するように構成している。

【００１５】前記現像手段10は、トナー収納部10ａ内の
トナーを送り部材10ｂで送り出し、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。そ
して転写ローラ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に転写した後は、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、廃トナー溜め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。

【００１６】尚、前記感光体ドラム７等の各部材は、ト
ナーを収納するトナー容器12と、現像ローラ10ｄ等の現
像部材を保持する現像フレーム13とを着脱可能に結合し
て現像ユニットを構成し、これをクリーニング枠体14に
感光体ドラム７やクリーニング手段11等を取り付けたク
リーニングユニットを結合して構成したカートリッジ枠
体に収納してカートリッジ化され、装置本体15に設けた
カートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。

【００１７】前記カートリッジ装着手段は、軸16ａを中
心にして開閉部材16を開くと、図６に示すように、カー
トリッジ装着スペースの左右両側面にカートリッジ装着
ガイド部材17が対向して取り付けてあり（図６は一方側
面のみを図示）、この左右ガイド部材17にはプロセスカ
ートリッジＢを挿入するときのガイドとなるガイド部17
ａが対向して設けてある。このガイド部17ａによってプ
ロセスカートリッジＢをガイドして挿入し、開閉部材16
を閉じることによってプロセスカートリッジＢを画像形
成装置Ａに装着する。この装着によって感光体ドラム７
の長手方向端部に取り付けたドラムギアが装置本体15に
設けてある駆動伝達ギア（図示せず）と噛合して感光体
ドラム７へ駆動力が伝達されるものである。

【００１８】｛トナー容器と現像枠体の構成｝次に現像
回転体である現像ローラ10ｄの摺動構成について図１乃
至図３を参照して説明する。

【００１９】現像ローラ10ｄは図１及び図２に示すよう
に、長手方向一方端にローラギア18を有し、両端をホル
ダー19によって回転可能に支持されている（図１及び図
２では一方側のみ図示）。そして、前記現像ローラギア
18が感光体ドラム７の長手方向一方端に取り付けたドラ
ムギア20と噛合している。このローラギア18及びドラム
ギア20は、両者の噛合を確実にするために、噛み合い幅
の広いハス歯ギアで構成してある。このために、ドラム
ギア20が装置本体から駆動力を受けて回転すると、現像
ローラ10ｄは回転力を伝達されるとともにスラスト方向
の付勢力を受ける。このために現像ローラ10ｄは付勢を
受けた方向の端部がホルダー19に摺擦して回転するよう
になる。そこで、本実施例では前記ローラ端部とホルダ
ー19との間に摺動部材を介在させるようにしている。

【００２０】例えば、本実施例では図１及び図２に示す
ように、右下傾斜のハス歯ギアであるドラムギア20と噛
合した左下傾斜のハス歯ギアであるローラギア18を介し
て回転力が伝達されて回転する現像ローラ10ｄは、矢印
に示すように右方向に付勢を受け、ローラギア18の端面
がホルダー19に押しつけられるために、該部分のホルダ
ー19に摺動性のよい摺動部材21を取り付けている。この
摺動部材21は、ＰＯＭ、摺動剤入りＰＯＭ、ポリカーボ
ネイト、摺動剤入りポリカーボネイト、ナイロン等の樹
脂で成形したものであり、これをホルダー19に圧入、接
着、或いはネジ止め等によって接合している。

【００２１】これにより、ハス歯ギアのスラスト力によ
ってローラギア18の端面がホルダー19と摺擦しながら回
転しても、現像ローラ10ｄは滑らかに摺動するため、現
像ローラ10ｄの振動は低減する。

【００２２】尚、摺動部材21のみならず、該部材21と摺
擦する現像ローラ10ｄの端部も摺動性のよい部材で構成
しておくと、現像ローラ21とホルダー19との摺動性が高
まるので現像ローラ10ｄの振動防止には効果的である。
そのために、本実施例ではホルダー19と摺擦するローラ
ギア18を摺動部材21と同様に、ＰＯＭ、摺動剤入りＰＯ
Ｍ、ポリカーボネイト、摺動剤入りポリカーボネイト、
ナイロン等の樹脂で構成している。

【００２３】このようにして摺動部材21を介在させたプ
ロセスカートリッジと、介在させないプロセスカートリ
ッジとで画像形成した場合の画像品位を比較した結果を
図３に示す。これは摺動部材21を介在させたカートリッ
ジと、介在させないカートリッジとを多数用意し、これ
によって画像を形成してその画像ランクを良好なものか
ら順に１〜５段階に分けて判断したものである。例えば
摺動部材21を介在させたカートリッジにあっては画像ラ
ンク２の画像が発生頻度約50％以上の割合で得られた
が、摺動部材21を介在させないカートリッジにあっては
画像ランク２の画像の発生頻度35％以下であった。

【００２４】この結果からもわかるように、摺動部材21
を介在させたプロセスカートリッジの場合は、現像ロー
ラ10ｄの振動が抑えられて画像品位が高くなっているこ
とがわかる。

【００２５】〔他の実施例〕前述した実施例では、ＰＯ
Ｍ等の樹脂で構成した摺動部材21をホルダー19と別体で
構成し、これをホルダー19に圧入等して取り付けた例を
示したが、図７に示すように、ホルダー19をＰＯＭ等の
摺動性のよい樹脂で構成し、摺動部材とホルダー19とを
一体的に構成してもよい。このように構成しても、前述
した実施例と同様に、ハス歯ギアによるスラスト力によ
ってホルダー19に押しつけられる現像ローラ10ｄの回転
をスムーズにして振動を低減し、画像品位の低下を防止
することが出来る。このように摺動部材をホルダーと一
体的に構成することにより、組立工程を増加させること
がなくなる。

【００２６】またプロセスカートリッジＢは前述のよう
に単色の画像を形成する場合のみならず、現像手段を複
数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像或い
はフルカラー等）を形成するカートリッジにも好適に適
用することが出来る。

【００２７】また現像方法としても、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。

【００２８】また像担持体としては、前記感光体ドラム
に限定されることなく、例えば次のものが含まれる。ま
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、ベルト状等の回転体及びシート状等が含
まれる。尚、一般的にはドラム状又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ー上に光導電体を蒸着又は
塗工等を行ったものである。

【００２９】また帯電手段の構成も、前述した第１実施
例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又は負
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。

【００３０】尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以
外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。

【００３１】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。

【００３２】また前述したプロセスカートリッジとは、
少なくとも像担持体と現像手段を備えたものである。従
って、その代表的な態様としては前述した第１実施例で
示したように、現像手段と像担持体としての電子写真感
光体と、帯電手段及びクリーニング手段とを一体的にカ
ートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。また
現像手段と像担持体としての電子写真感光体と、帯電手
段又はクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化
し、装置本体に着脱可能にするもの。更には現像手段と
像担持体としての電子写真感光体とを一体的にカートリ
ッジ化し、装置本体に着脱可能とするもの等がある。

【００３３】また前述した実施例では感光体ドラムや現
像ローラをカートリッジ化し、このプロセスカートリッ
ジを装着して画像を形成する装置を例示したが、これら
感光体ドラムや現像ローラをカートリッジ化することな
く、装置本体に直接取り付けた画像形成装置にも、本発
明に同様に適用し得るものである。

【００３４】更に前述した実施例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、或い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。

【００３５】

【発明の効果】本発明は前述したように、現像回転体が
付勢される端部側に位置するホルダーと現像回転体との
間に摺動部材を介在さるようにしたために、現像回転体
がハス歯ギアから受けるスラスト力によってホルダー側
へ押しつけられても、摺動部材によって滑らかに回転
し、そこからの振動の発生が防止される。このために、
現像回転体や像担持体の回転ムラが発生することを防止
し、高品位の画像を得ることが出来るものである。

【００３６】また、前記摺動部材をホルダーと一体的に
構成することにより、組立工程を増やすことなく高品位
の画像形成を行うことが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る現像ローラとホルダー及び摺
動部材の説明図である。

【図２】第１実施例に係る現像ローラとホルダー及び摺
動部材の断面説明図である。

【図３】摺動部材を介在させた場合と、介在させない場
合の画像品位の状態比較結果を示すものである。

【図４】画像形成装置の構成説明図である。

【図５】プロセスカートリッジの構成説明図である。

【図６】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。

【図７】他の実施例に係る現像ローラとホルダー及び摺
動部材の断面説明図である。

【符号の説明】

１…光学系 ２…記録媒体 ３…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 ８…帯電ローラ ９…開口部 10…現像手段 10ｄ…現像ローラ 11…クリーニング手段 18…現像ローラギア 19…ホルダー 20…ドラムギア 21…摺動部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 像担持体と、 前記像担持体に作用する現像手段と、 を有し、 前記現像手段は端部に有するハス歯ギアによって回転力
   を受けて回転する現像回転体と、前記現像回転体を支持
   するホルダーとを有し、且つ前記ハス歯ギアから受ける
   スラスト方向の付勢により、前記現像回転体が付勢され
   る端部側に位置するホルダーと現像回転体との間に摺動
   部材を介在させたことを特徴とするプロセスカートリッ
   ジ。
2. 【請求項２】 前記摺動部材は前記ホルダーと一体的で
   ある請求項１記載のプロセスカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記摺動部材は、樹脂である請求項１記
   載のプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記現像回転体のハス歯ギアは、像担持
   体のハス歯ギアと噛合する請求項１記載のプロセスカー
   トリッジ。
5. 【請求項５】 前記プロセスカートリッジとは、前記現
   像手段と、像担持体としての電子写真感光体と、帯電手
   段及びクリーニング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画像形成装置本体に対して着脱
   可能とするものである請求項１記載のプロセスカートリ
   ッジ。
6. 【請求項６】 前記プロセスカートリッジとは、前記現
   像手段と、像担持体としての電子写真感光体と、帯電手
   段又はクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化し
   て画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである
   請求項１記載のプロセスカートリッジ。
7. 【請求項７】 前記プロセスカートリッジとは、前記現
   像手段と、像担持体としての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対して着脱可
   能とするものである請求項１記載のプロセスカートリッ
   ジ。
8. 【請求項８】 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画像形成装置において、 像担持体と、前記像担持体に作用する現像手段とを有
   し、前記現像手段はハス歯ギアによって回転力を受けて
   回転する現像回転体と、前記現像回転体を支持するホル
   ダーとを有し、且つ前記ハス歯ギアから受けるスラスト
   方向の付勢により、前記現像回転体が付勢される端部側
   に位置するホルダーと現像回転体との間に摺動部材を介
   在させたプロセスカートリッジを装着するための装着手
   段と、 前記像担持体に形成した像を記録媒体に転写するための
   転写手段と、 記録媒体を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記画像形成装置は、電子写真複写機又
   はレーザービームプリンタ又はファクシミリ装置である
   ことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。