[go: up one dir, main page]

JP3943929B2 - Process means support mechanism, charging device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents

Process means support mechanism, charging device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP3943929B2
JP3943929B2 JP2001393094A JP2001393094A JP3943929B2 JP 3943929 B2 JP3943929 B2 JP 3943929B2 JP 2001393094 A JP2001393094 A JP 2001393094A JP 2001393094 A JP2001393094 A JP 2001393094A JP 3943929 B2 JP3943929 B2 JP 3943929B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrophotographic photosensitive
photosensitive member
brush
toner
charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001393094A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003195595A (en
Inventor
信晴 星
久義 小嶋
明良 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2001393094A priority Critical patent/JP3943929B2/en
Publication of JP2003195595A publication Critical patent/JP2003195595A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3943929B2 publication Critical patent/JP3943929B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機や電子写真プリンタ等の電子写真画像形成装置に使用されるプロセス手段支持機構及び該機構を備えた帯電装置、プロセスカートリッジ並びに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52に画像を形成するものである。
【0003】
例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(LEDプリンタ、レーザービームプリンタなど)、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサなどが含まれる。
【0004】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと、像担持体である電子写真感光体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。
【0005】
また、帯電装置とは、電子写真感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する手段を有するものである。
【0006】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体(以下、「感光体ドラム」と記す)及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を一体にまとめてカートリッジ化し、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。
【0007】
このカートリッジ方式により操作性が一層向上され、上記プロセス手段のメンテナンスをユーザ自身が容易に行うことが可能となった。そこで、このカートリッジ方式は画像形成装置本体において広く用いられている。
【0008】
また、プロセス手段を、寿命が長いものと短いものに分け、それぞれのプロセス手段をカートリッジ化し、主要プロセス手段の寿命に則して使用できるカートリッジ構成も実現されている。例えば、トナー収容部と現像手段を一体的に構成した現像カートリッジ、または感光体ドラム及び帯電手段、クリーニング手段を一体的に構成したドラムカートリッジなどが採用されている。
【0009】
また、近年では、感光体ドラムを所定の極性・電位に一様に帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して画像情報に対応した現像剤像を形成し、その現像剤像を転写材に転写して画像形成物を出力させ、転写工程後の感光体ドラム上に残余する現像剤を現像手段において現像同時クリーニングで感光体ドラム上から除去・回収して再利用するようにし、クリーニング装置を廃止したクリーナーレス方式を提案し、小型化された画像形成装置本体を提供しようとしている。
【0010】
たとえば、感光体ドラムの回転方向において転写手段の下流側かつ帯電手段の上流側に、転写工程後の感光体ドラム上に残留する転写残現像剤(以下、「転写残トナー」と記す)の帯電極性を正規の帯電極性に揃える現像剤帯電量制御手段(以下、「トナー帯電量制御手段」と記す)を設けて、接触帯電部材の転写残トナー付着汚れを防止し、帯電不良等によるかぶり画像の発生を防止したクリーナーレス方式の画像形成装置およびプロセスカートリッジが提案されている(特開平8-1373368号公報)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記トナー帯電量制御手段は固定式の適度に導電性を持ったブラシ形状部材を使用しているが、転写残トナーの電荷(トリボ)を正規極性で適正帯電量に制御する場合において、極小的な転写残トナーの過帯電が発生してしまうことがあった。そして、転写残トナーの過帯電が発生すると、感光体ドラムと過帯電転写残トナーとの鏡映力が強すぎて、接触帯電部材においても付着せず、現像装置においても回収できず、転写手段においても転写材に転写されなくなり、結果として、過帯電転写残トナーは感光体ドラム上に融着してしまい、不良画像の発生に至ってしまうことがあった。
【0012】
これは、トナー帯電量制御手段としての固定式のブラシ部材が感光体ドラム上で同一箇所に位置し続けてしまうことにより発生していることが分かった。すなわち、トナー帯電量制御手段に抵抗ムラがあるとき、感光体ドラム上の同じ部分で常に帯電過多、または帯電不足が起こってしまう。過帯電部分では上記の極小的な転写残トナーの過帯電、融着の問題が発生する。また、帯電不足の部分では、転写残トナーを十分に帯電できないため接触帯電部材がトナー付着汚染される問題が起こる。
【0013】
そして、近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率な画像の連続印字動作や、カラー化に伴い感光体ドラム上への多重現像方式などにより、一度に大量の転写残トナーの発生により、上述のような問題を更に助長させてしまうのである。
【0014】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、転写残トナーの過帯電によって感光体ドラム表面上に現像剤が融着するのを防止し、転写残トナーの回収をより効果的に行うことが可能なプロセス手段支持機構、及びこれを備えた帯電装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置を提供するものである。
【0015】
【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、回転体である電子写真感光体に当接して作用する2本のブラシ部材を備えるブラシユニットを支持するプロセス手段支持機構であって、前記ブラシユニットを長手方向の両端で支持し、前記ブラシ部材を電子写真感光体表面に当接するように姿勢を保持する支持部材と、前記ブラシユニットを前記電子写真感光体に所定圧で当接するように前記支持部材を付勢する付勢手段とを有し、前記ブラシユニットの長手方向両端部には各々2本の軸部を備え、前記各々2本の軸部は前記支持部材に設けられた穴部と嵌合し、前記支持部材の前記電子写真感光体との対向部は、前記電子写真感光体表面と略同一半径の円弧形状を有し、前記電子写真感光体の回転方向における前記付勢部材の付勢位置が、前記支持部材の前記円弧形状と前記電子写真感光体との最上流の当接位置と最下流の当接位置の中点より前記電子写真感光体の回転方向の下流側、且つ前記2本の軸部の間にあることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるカラー電子写真画像形成装置を図面に沿って説明する。尚、以下の説明で長手方向とは記録媒体の搬送方向に直交する方向で、感光体ドラムの軸線方向と同一な方向をいう。また、左右とは記録媒体の搬送方向からみての左右である。さらに上、下はカートリッジの装着状態における、上、下である。
【0017】
[画像形成装置の全体の説明]
まずカラー電子写真画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概略説明する。
【0018】
図1はカラートナー画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタの全体構成説明図である。
【0019】
このカラーレーザービームプリンタの画像形成部は、像担持体である感光体ドラム2を備えた4つのプロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1K(イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色)と、このプロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kの上方に、各色に対応した露光手段51Y,51M,51C,51K(レーザービーム光学走査系)が夫々並列配置されている。
【0020】
上記画像形成部の下方には、記録媒体52を送り出す給送手段と、感光体ドラム2上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト54a、及び中間転写ベルト54a上のトナー像を記録媒体52に転写する二次転写ローラ54dが配置されている。
【0021】
更に、トナー画像を転写された記録媒体52を定着する定着手段、記録媒体52を装置外へ排出し積載する排出手段が配置されている。
【0022】
ここで記録媒体52としては、例えば用紙、OHPシート、あるいは布等である。
【0023】
本実施形態の画像形成装置はクリーナーレスシステムの装置であり、感光体ドラム2上に残存した転写残トナーは現像手段に取り込んでおり、転写残トナーを回収貯蔵する専用のクリーナーはプロセスカートリッジ内には配置していない。
【0024】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【0025】
[給紙部]
給紙部は、画像形成部へ記録媒体52を給送するものであり、複数枚の記録媒体52を積載収納した給送カセット53aと、給送ローラ53b、重送防止のリタードローラ53c、給送ガイド53d、レジストローラ53gから主に構成される。
【0026】
給送ローラ53bは画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット53a内の記録媒体52を一枚ずつ分離給送する。記録媒体52は、給送ガイド53dによってガイドされ、搬送ローラ53e,53fを経由してレジストローラ53gに搬送される。
【0027】
記録媒体52が搬送された直後は、レジストローラ53gは回転を停止しており、このニップ部に突き当たることにより記録媒体52は斜行が矯正される。
【0028】
画像形成動作中にレジストローラ53gは、記録媒体52を静止待機させる非回転の動作と、記録媒体52を中間転写ベルト54aに向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時のトナー像と記録媒体52との位置合わせを行う。
【0029】
[プロセスカートリッジ]
プロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kは、像担持体である感光体ドラム2の周囲に、帯電手段と現像手段を配置し、一体的に構成している。そして、このプロセスカートリッジは装置本体に対して、ユーザが容易に取り外しでき、感光体ドラム2が寿命に至った場合に交換する。
【0030】
本実施形態においては、例えば、感光体ドラム2の回転回数をカウントし、所定カウント数を越えた場合に、プロセスカートリッジが寿命に至ったことを報知するようにしている。
【0031】
本実施形態の感光体ドラム2は負帯電の有機感光体で、直径約30mmのアルミニウム製のドラム基体上に、通常用いられる感光体層を有しており、最表層に電荷注入層を設けている。そして、所定のプロセススピード、本実施形態では約117mm/secで回転駆動される。
【0032】
電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダに導電性微粒子として、例えばSnO2超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。
【0033】
図4に示すように、感光体ドラム2の奥側端部にはドラムフランジ2bが固定され、手前端部には非駆動フランジ2dが固定されている。ドラムフランジ2bと非駆動フランジ2dの中心にはドラム軸2aが貫通しており、ドラム軸2aとドラムフランジ2b及び非駆動フランジ2dは一体となって回転される。すなわち、感光体ドラム2はドラム軸2aの軸を中心に回転される。
【0034】
ドラム軸2aの手前側端部は軸受2eに回転自在に支持され、軸受2eは軸受ケース2cに対して固定されている。そして軸受ケース2cはプロセスカートリッジのフレームに対して固定されている。
【0035】
[帯電手段]
帯電装置としての帯電手段は接触帯電方法を用いたものである。本実施形態においては、帯電部材として帯電ローラ3aを用いている。
【0036】
図2に示すように、この帯電ローラ3aは芯金3bの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持させると共に、押しバネ3dによって感光体ドラム方向に付勢して感光体ドラム2の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光体ドラム2の回転に従動して回転する。
【0037】
また、3cは帯電ローラクリーニングユニットであり、本実施形態では可撓性を有するクリーニングフィルム3eによってクリーニングする。このクリーニングフィルム3eが帯電ローラ3aの長手方向に並行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材3fに一端側が固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ3aと接触ニップを形成するように配置されている。
【0038】
前記支持部材3fが図示しない駆動手段により長手方向に一定量往復駆動されて帯電ローラ表面がクリーニングフィルム3eで摺擦される。これにより帯電ローラ表面の付着物(微粉トナー、外添剤など)の除去がなされる。
【0039】
[クリーナーレスシステム]
本実施形態の画像形成装置はクリーナーレスシステムを採用している。このクリーナーレスシステムに関して説明する。
【0040】
本実施形態の画像形成装置におけるクリーナーレスシステムの概要をまず説明すると、図2において、転写後の感光体ドラム2上の転写残トナーを、引き続く感光体ドラム2の回転に伴い帯電部a、露光部bを通過させて現像部cに持ち運び、現像装置により現像同時クリーニング(回収)するものである。
【0041】
感光体ドラム2面上の転写残トナーは露光部bを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。
【0042】
ただ転写残トナーには正規極性のもの、逆極性のもの(反転トナー)、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部aを通過する際に帯電ローラ3aに付着することで帯電ローラ3aが許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じることになる。
【0043】
また感光体ドラム面上の転写残トナーの現像装置による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部cに持ち運ばれる感光体ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって感光体ドラムの静電潜像を現像できる帯電量であることが必要である。すなわち、反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光体ドラム上から現像装置に除去、回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【0044】
また近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率の画像などの連続印字動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生し、上述したような問題を更に助長させてしまうのである。
【0045】
そこで本実施形態においては、前記転写残トナーを効率よく回収するために、感光体ドラム2に当接して作用するプロセス手段として転写残トナー均一化手段3g及びトナー帯電制御手段3hを設けている。すなわち、転写部dよりも感光体ドラム2の回転下流側の位置において、感光体ドラム2の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー(残留現像剤像)均一化手段3gを設け、この転写残トナー均一化手段3gよりも感光体ドラム回転方向下流側で帯電部aよりも感光体ドラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー(現像剤)帯電制御手段3hを設けている。
【0046】
転写残トナー均一化手段3gを設けることにより、転写部dからトナー帯電制御手段3hへ持ち運ばれる感光体ドラム上のパターン上の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光体ドラム面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電制御手段3hの一部にトナーが集中することがなくなる。このため、トナー帯電制御手段3hによる転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電ローラ3aへの付着防止が効果的になされる。また転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。
【0047】
本実施形態では上記転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電制御手段3hは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光体ドラム面上に接触させて配置してある。
【0048】
またこれらの手段は、図示しない駆動源により感光体ドラムの長手方向に移動(往復運動)するようになっている。このようにすることで、転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電制御手段3hが感光体ドラム上で同一個所に位置し続けることがなくなり、たとえばトナー帯電制御手段3hの抵抗ムラによる過帯電部、帯電不足部が存在したとしても、常に同じ感光体ドラム面部分で起こるわけではないため、極小的な転写残トナーの過帯電によって感光体ドラム上に融着が発生すること、また帯電不足によって帯電ローラ3aに転写残トナーが付着することが防止し、あるいは緩和される。
【0049】
[露光手段]
本実施形態においては、上記感光体ドラム2への露光は、レーザー露光手段を用いて行っている。即ち、装置本体から画像信号が送られてくると、この信号に対応して変調されたレーザー光Lが、感光体ドラム2の一様帯電面に対して走査露光される。そして、感光体ドラム2面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成される。
【0050】
図1に示すように、レーザー露光手段は、固体レーザー素子(不図示)、ポリゴンミラー51a、結像レンズ51b、反射ミラー51c等から構成されている。入力された画像信号に基づき発光信号発生器(不図示)により固体レーザー素子が所定タイミングでON/OFF発光制御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光Lは、コリメーターレンズ系(不図示)により略平行な光束に変換され、高速回転するポリゴンミラー51aにより走査される。そして、結像レンズ51b、反射ミラー51cを介して感光体ドラム2にスポット状に結像される。
【0051】
この様に感光体ドラム2面上には、レーザー光走査による主走査方向の露光と、更に感光体ドラム2が回転することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に応じた露光分布が得られる。
【0052】
即ち、レーザー光Lの照射及び非照射により、表面電位が落ちた明部電位と、そうでない暗部電位が形成される。そして、明部電位と暗部電位間のコントラストにより、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0053】
[現像手段]
現像手段である現像装置4は、2成分接触現像装置(2成分磁気ブラシ現像装置)であり、図2に示すように、マグネットローラ4bを内包した現像剤担持体である現像スリーブ4a上にキャリアとトナーからなる現像剤を保持している。現像スリーブ4aには所定間隙を有して、規制ブレード4cが設けられ、現像スリーブ4aの矢印方向への回転に伴い、現像スリーブ4a上に薄層の現像剤を形成する。
【0054】
現像スリーブ4aは、図4に示すように、その両側の縮径されたジャーナル部4a1にスペーサ4kを回転可能に嵌合させることで感光体ドラム2と所定間隙を有するように配置され、現像時においては現像スリーブ4a上に形成された現像剤が、感光体ドラム2に対して接触する状態で現像できるように設定されている。現像スリーブ4aは現像部において感光体ドラム2の回転方向に対してカウンター方向である矢示の時計回り方向に所定の周速度で回転駆動される。
【0055】
本実施形態において用いたトナーは、平均粒径6μmのネガ帯電トナーを用い、磁性キャリアとしては飽和磁化が205emu/cm3の平均粒径35μmの磁性キャリアを用いた。また、トナーとキャリアを重量比6:94で混合したものを現像剤として用いている。
【0056】
現像剤が循環している現像剤収納部4hは、両端部を除いて長手方向の隔壁4dで2つに仕切られている。そして、撹拌スクリュー4eA,4eBがこの隔壁4dを挟んで配置されている。
【0057】
トナー補給容器から補給されたトナーは、図4に示すように、撹拌スクリュー4eBの奥側に落下し、長手方向の前側に送られながら撹拌され、前側端の隔壁4dのない部分を通過する。そして、撹拌スクリュー4eAで更に長手方向の奥側に送られ、奥側の隔壁4dのない部分を通り、撹拌スクリュー4eBで送られながら撹拌され、循環を繰り返している。
【0058】
ここで感光体ドラム2に形成された静電潜像を、現像装置4を用いて2成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について説明する。
【0059】
現像スリーブ4aの回転に伴い、現像容器内の現像剤がマグネットローラ4bの汲み上げ極で現像スリーブ4a面に汲み上げられて搬送される。
【0060】
その搬送される過程において、現像剤は現像スリーブ4aに対して垂直に配置された規制ブレード4cによって層厚が規制され、現像スリーブ4a上に薄層現像剤が形成される。薄層現像剤が現像部に対応する現像極に搬送されると、磁気力によって穂立ちが形成される。感光体ドラム2面の静電潜像は、この穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像として現像される。本実施形態においては、静電潜像は反転現像される。
【0061】
現像部を通過した現像スリーブ4a上の薄層現像剤は引き続き現像スリーブ4aの回転に伴い現像容器内に入り、搬送極の反発磁界によって現像スリーブ4a上から離脱して現像容器内の現像剤溜りに戻される。
【0062】
現像スリーブ4aには、不図示の電源から直流(DC)電圧および交流(AC)電圧が印加される。本実施の形態では、−500Vの直流電圧と、周波数2000Hzでピーク間電圧1500Vの交流電圧が印加され、感光体ドラム2の露光部にのみ選択的に現像している。
【0063】
一般に2成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像スリーブ4aに印加する直流電圧と感光体ドラム2の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。より具体的には、感光体ドラム2の露光部の電位と非露光部の電位との間の電位のバイアス電圧を印加している。
【0064】
現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度が低下する。本実施形態では、撹拌スクリュー4eBの外周面に近接した位置にトナー濃度を検知する濃度センサ4gを配置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下したことをセンサ4gで検知すると、トナー補給容器から現像装置4内にトナーを補給する命令が出される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理される。
【0065】
[トナー補給容器]
トナー補給容器5Y,5M,5C,5Kは、プロセスカートリッジ1Y,1M,1C,1Kの上方に並列配置されており、装置本体100の正面より装着される。
【0066】
図2に示すように、トナー補給容器の内部に撹拌軸5cに固定された撹拌板5bとスクリュー5aが配置され、容器底面にはトナーを排出する排出開口部5fが形成されている。
【0067】
スクリュー5aと撹拌軸5cは、図5に示すように、その両端を軸受5dで回転可能に支持され、片方の最端部には駆動カップリング(凹)5eが配置されている。この駆動カップリング(凹)5eは装置本体の駆動カップリング(凸)62bから駆動伝達を受け、回転駆動される。スクリュー5aの外形部は、螺旋リブ形状となっており、排出開口部5fを中心に、螺旋の捩れ方向を反転させている。駆動カップリング(凸)62bの回転により、所定の回転方向にスクリュー5aは回転される。そして、排出開口部5fに向かってトナーは搬送され、排出開口部5fの開口よりトナーを自由落下させ、プロセスカートリッジにトナーを補給する。撹拌板5bの回転半径方向の先端部は傾斜しており、トナー補給容器の壁面と摺接する際には、上記先端部はある角度をもって当接される。具体的には、撹拌板5bの先端側は捩られて、螺旋状態になる。このように、撹拌板5bの先端側が捩れ傾斜することにより軸方向への搬送力が発生し、トナーが長手方向に送られる。
【0068】
なお、本実施形態のトナー補給容器は、2成分現像法に限らず、1成分現像法を用いるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジにおいても補給可能であり、またトナー補給容器内に収納される粉体は、トナーだけに限らず、トナー及び磁性キャリアが混合された、いわゆる現像剤であってもよいことは言うまでもない。
【0069】
[転写手段]
転写手段である中間転写ユニット54は、感光体ドラム2から順次に一次転写されて重ねられた複数のトナー像を、一括して記録媒体52に二次転写するものである。
【0070】
中間転写ユニット54は、矢印方向に走行する中間転写ベルト54aを備えており、図1の矢印に示す時計回り方向に感光体ドラム2の外周速度と略同じ周速度で走行している。この中間転写ベルト54aは、周長約940mmの無端状ベルトであり、駆動ローラ54b、二次転写対向ローラ54g、従動ローラ54cの3本のローラにより掛け渡されている。
【0071】
さらに、中間転写ベルト54a内には、転写帯電ローラ54fY,54fM,54fC,54fKが夫々感光体ドラム2の対向位置に回転可能に配置され、感光体ドラム2の中心方向に加圧されている。
【0072】
転写帯電ローラ54fY,54fM,54fC,54fKは不図示の高圧電源より給電され、中間転写ベルト54aの裏側からトナーと逆極性の帯電を行い、感光体ドラム2上のトナー像を順次中間転写ベルト54aの上面に一次転写する。
【0073】
二次転写部には転写部材として二次転写ローラ54dが、二次転写対向ローラ54gに対向した位置で中間転写ベルト54aに圧接している。二次転写ローラ54dは、図示上下に揺動可能で且つ回転する。この時同時に中間転写ベルト54aには、バイアスが印加されるので中間転写ベルト54a上のトナー像は記録媒体52に転写される。
【0074】
ここで中間転写ベルト54aと二次転写ローラ54dは各々駆動されている。記録媒体52が二次転写部に突入すると、所定のバイアスが二次転写ローラ54dに印加され、中間転写ベルト54a上のトナー像は記録媒体52に二次転写される。
【0075】
この時、両者に挟まれた状態の記録媒体52は転写工程が行われると同時に、図1の左方向に所定の速度で搬送され、次工程である定着器56にむけて搬送される。
【0076】
転写工程の最下流側である中間転写ベルト54aの所定位置には、中間転写ベルト54aの表面に接離可能なクリーニングユニット55が設けてあり、二次転写後に残った転写残トナーを除去する。
【0077】
クリーニングユニット55内には、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード55aが配置されている。クリーニングユニット55は不図示の回転中心で揺動可能に取りつけられており、クリーニングブレード55aは中間転写ベルト54aに食い込む方向に圧接している。クリーニングユニット55内に取りこまれた転写残トナーは、送りスクリュー55bにより廃トナータンク(不図示)へ搬送され貯蔵される。
【0078】
ここで中間転写ベルト54aとしてはポリイミド樹脂からなるものを用いることができる。その他の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる
[定着部]
前記現像手段によって感光体ドラム2に形成されたトナー像は、中間転写ベルト54aを介して記録媒体52上に転写される。そして、定着器56は、記録媒体52に転写されたトナー像を熱を用いて記録媒体52に定着させる。
【0079】
図1に示すように、定着器56は、記録媒体52に熱を加えるための定着ローラ56aと記録媒体52を定着ローラ56aに圧接させるための加圧ローラ56bを備えており、各ローラ56a,56bは中空ローラである。その内部にそれぞれヒータ(不図示)を有している。そして、回転駆動されることによって同時に記録媒体52を搬送する。
【0080】
即ち、トナー像を保持した記録媒体52は定着ローラ56aと加圧ローラ56bとにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナー像が記録媒体52に定着される。定着後の記録媒体52は、排出ローラ53h,53jにより排出され、装置本体100上のトレイ57に積載される。
【0081】
[プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着]
次に、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着手順を図2、図3、図4及び図5を用いて説明する。
【0082】
装置本体100の正面には、図3に示すように、開閉自在な前ドア58が配置されており、この前ドア58を手前に開くと、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器を挿入する開口部が露出される。
【0083】
プロセスカートリッジを挿入する開口部には、回動可能に支持された芯決め板59が配置されており、プロセスカートリッジを挿抜する場合は、この芯決め板59を開放した後に行う。
【0084】
装置本体100内には、図2に示すように、プロセスカートリッジの装着を案内するガイドレール60と、トナー補給容器の装着を案内するガイドレール61が固定されている。
【0085】
プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着方向は、感光体ドラム2の軸線方向と平行な方向であり、ガイドレール60,61も同様な方向に配置されている。プロセスカートリッジ及びトナー補給容器は、一旦、上記ガイドレール60,61に沿って装置本体100内の手前から奥側にスライドされ挿入される。
【0086】
プロセスカートリッジが最奥部まで挿入されると、図4に示すように、ドラムフランジ2bの中心穴2fに装置本体の芯決め軸66が挿入され、感光体ドラム2の奥側の回転中心位置が装置本体に対して決められる。また、これと同時にドラムフランジ2bに形成された駆動伝達部2gと駆動カップリング(凸)62aが連結され、感光体ドラム2の回転駆動が可能となる。
【0087】
本実施形態で用いた駆動伝達部2gは捩れた三角柱形状をなしており、本体からの駆動力が加わることで駆動が伝達されると共に、感光体ドラム2を奥側に引き込む力を発生させている。
【0088】
さらに、後側板65には、プロセスカートリッジを位置決めする支持ピン63が配置されており、この支持ピン63がプロセスカートリッジのフレームに挿入され、プロセスカートリッジのフレームの位置が固定される。
【0089】
装置本体100の手前側には、回動可能な芯決め板59が配置されており、この芯決め板59に対してプロセスカートリッジの軸受ケース2cが支持固定される。これら一連の挿入動作により、感光体ドラム2とプロセスカートリッジは装置本体に対して位置決めされる。
【0090】
一方、トナー補給容器は最奥部まで挿入されると、図5に示すように、後側板65から突出した支持ピン64に対して固定される。またこれと同時に駆動カップリング(凹)5eと駆動カップリング(凸)62bが連結され、スクリュー5aおよび撹拌軸5cの回転駆動が可能となる。
【0091】
[帯電手段のブラシユニット構成]
次に、本発明の帯電手段のブラシユニット構成について、図6乃至図12を参照して説明する。なお、図6はクリーナーレスシステムを採用している帯電手段の概略斜視図であり、図7は帯電手段の概略断面図、図8は帯電手段の概略正面図であり、図9は帯電手段の概略側面図、図10は帯電手段のブラシユニット概略上面図、図11はブラシユニットの付勢位置説明図、図12はブラシユニットとに作用する力の概略説明図ある。
【0092】
前記転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電量制御手段3hをユニット化したブラシユニット3jは、図7に示すように、転写残トナー均一化手段3gをブラシ台11aに固定支持し、ブラシ台11aは板金からなるベースフレーム12に対して熱加締め、ビス締め、両面テープ等により固定し、同様にトナー帯電量制御手段3hをブラシ台11bに固定支持し、このブラシ台11bをベースフレーム12に固定して構成されるユニットである。
【0093】
ベースフレーム12の両端は、図8に示すように、軸13a,13b,13c,13dが延出しており、一方側(駆動側)の軸13a,13bには伝達アーム部材14が取り付けられている。転写残トナー均一化手段3gおよびトナー帯電量制御手段3hはそれぞれ感光体ドラム2中心方向へ向いた状態となるように角度をもって配置されている。
【0094】
上述のようにブラシユニット3jは、転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電量制御手段3hをベースフレーム12に対し各々取り付けて一体とした状態で、転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電量制御手段3hは先端部が各々感光体ドラム2表面に当接するよう使用されるユニットである。
【0095】
(ブラシユニットの駆動構成)
帯電手段3は長手方向一方端側に、図8に示すように、駆動伝達手段としてのカップリングギア15、レシプロカム16を有し、帯電手段3のフレーム3kに回転可能に嵌合支持されている。レシプロカム16はカップリングギア15と噛み合うカムギア16aとカム16bからなり、カムギア16aとカム16bによりカム溝16cを形成し、連結されて一緒に回転をする。カム溝16cには前記ブラシユニット3jの伝達アーム部材14の突出部14aが嵌っている。画像形成装置本体に装着されると、不図示の本体カプラーがカップリングギア15と嵌合し、回転駆動力が伝達され、カップリングギア15と噛み合うレシプロカム16が回転する。
【0096】
レシプロカム16が回転すると、カム溝16cに嵌っているブラシユニット3jの伝達アーム部材突出部14aがカム溝16cに沿って長手方向に移動され、往復運動をおこなう。本実施形態では5mmのストロークで約0.5〜2.5秒の範囲内の一定周期で往復運動を行っている。
【0097】
(ブラシユニットの支持・ブラシ侵入量)
上述のブラシユニット3jにおいて、ブラシ状部材である転写残トナー均一化手段3gとトナー帯電量制御手段3hは感光体ドラム2の表面に対して、感光体ドラム2の中心方向に向けて、感光体ドラム2表面にブラシ先端部が所定の侵入量X1、X2となるよう支持されなければならない。所定の侵入量X1、X2を満足しない場合、たとえば侵入量が少ない場合は転写残トナーが転写残トナー均一化手段3gおよびトナー帯電量制御手段3hをすり抜けやすくなり、それぞれ十分に電荷付与されず、転写残トナーの帯電量にムラが生じてしまう。また、侵入量が多いと転写残トナー均一化手段3gおよびトナー帯電量制御手段3hは感光体ドラム2との接触圧が大きくなり、転写残トナーを過大にせき止め、感光体ドラム2表面より掻き落としてしまうおそれがある。
【0098】
また、転写残トナー均一化手段3gおよびトナー帯電量制御手段3hの姿勢が感光体ドラム2中心方向へ向いた状態でないと同様に所定の侵入量でなくなり、また、感光体ドラム2の回転方向に対して積極的にカウンター状態で感光体ドラム2表面に当接してしまい感光体ドラム2表面上の転写残トナーを掻き落としてしまう。
【0099】
そこで、本実施形態では、転写残トナー均一化手段3gおよびトナー帯電量制御手段3hの姿勢を各々感光体ドラム2中心方向へ向いた状態に保持し、ブラシ先端部の侵入量が所定の侵入量X1、X2となるよう制御する支持部材を設けている。
【0100】
具体的には、図9に示すように、支持部材としてのスペーサ17は表面に感光体ドラム2の表面と同様の円弧形状部17cを有し、また、決め穴17aと長丸穴17bを有した樹脂部材である。たとえば、ポリアセタール樹脂(POM)やポリフィニレンサルファイド(PPS)、ポリアミド樹脂(ナイロン)等の摺動性に優れた樹脂がよい。スペーサ17の決め穴17aと長丸穴17bはブラシユニット3jのベースフレーム12の両端部に延出している各々2本の軸13a,13b,13c,13dと長手方向に摺動可能に嵌合し、スペーサ17に対してブラシユニット3jは回転規制されて姿勢・位置が決められる。ブラシユニット3jは付勢手段となる圧縮コイルバネ18に付勢されて両端部に嵌合したスペーサ17が感光体ドラム2の表面に所定の加圧力で当接する。本実施形態では圧縮コイルバネ18はブラシユニット3jの両端部に嵌合したスペーサ17に取り付けた構成とし、ブラシユニット3jを支持しているスペーサ17自体を直接付勢している。
【0101】
スペーサ17は、図9に示すように、帯電手段3のフレーム3k長手方向所定位置に設けられているガイド部3mに、長手方向へは位置規制されて感光体ドラム2の方向へはガイド3mに沿って移動可能に係合しており、帯電手段3のフレーム3kとスペーサ17間で圧縮コイルバネ18が位置している。
【0102】
スペーサ17は感光体ドラム2に対して長手方向に往復運動しないので、スペーサ17を直接付勢することで往復運動に関係なく感光体ドラム2へブラシユニット3jを安定して付勢することができる。
【0103】
(スペーサの加圧)
図12に示すように、転写残トナー均一化手段3gおよびトナー帯電量制御手段3hには感光体ドラム2に当接していることにより、それぞれ反発力F1、F2が生じる。さらに感光体ドラム2が回転することで回転方向への摺動摩擦力F3、F4がそれぞれ発生する。これによりブラシユニット3jには感光体ドラム2が回転している際にF1,F2,F3,F4によるモーメントMが働き、感光体ドラム2の表面に対して姿勢が傾く力が作用する。
【0104】
スペーサ17はブラシユニット3jを支持しているので、その結果、図12(b)に示すように、円弧形状部17cの感光体ドラム回転方向上流側P部は感光体ドラム2と当接するが感光体ドラム2の回転方向下流側Q部が感光体ドラム2表面から離れようとする。
【0105】
そこで、本実施形態では、図11に示すように、スペーサ17の圧縮コイルバネ18で付勢する位置を感光体ドラム2との当接部P,Qの中点(当接部が複数箇所ある場合には感光体ドラム2の回転方向において、最上流の当接位置から最下流の当接位置の中間)よりも感光体ドラム2の回転方向下流側へずらした位置(W)としている。これにより、反発力F1,F2と感光体ドラム2の回転摺動による摩擦力F3,F4から生じるモーメントMが生じても、スペーサ17の円弧形状部17cの当接部P,Qが感光体ドラム2の表面へ当接するようにしている。このように圧縮バネ18で加圧する位置をずらすことで、ブラシユニット3jに作用する力のベクトル方向と圧縮バネ18の加圧力をつり合わすことができ、圧縮バネ18の付勢力を強くして感光体ドラム2に過剰に加圧することなくブラシユニット3jの姿勢を保持、侵入量を適正支持することができる。
【0106】
これにより、ブラシユニット3jはスペーサ17によって姿勢を保たれた状態で感光体ドラム2表面と所定の距離を保って位置する。すなわち、転写残トナー均一化手段3gのブラシ先端部およびトナー帯電量制御手段3hのブラシ先端部は所定の位置、感光体ドラム2表面に対して所定の侵入量X1、X2を保たれる。
【0107】
なお、各々のブラシ先端部侵入量X1、X2は0.5〜2.5mmが好ましく、本実施形態では侵入量1.5mmとなるスペーサ形状を採用している。また、圧縮コイルバネ18は4.9035N(0.5kgf)〜19.614N(2kgf)の範囲のバネ圧が好ましく、本実施形態ではバネ圧を9.807N(1kgf)としている。
【0108】
上記構成により、本実施形態にのブラシユニット3jは画像形成装置本体から駆動を受けると、スペーサ17が感光体ドラム2表面に所定の加圧力で当接した状態で且つ、ブラシユニット3jの感光体ドラム2に対する姿勢を保った状態で、ブラシユニット3jの両端部に延出している2本の軸13a,13b,13c,13dがスペーサの決め穴17aおよび長丸穴17bに対して長手方向にスラスト摺動し、前述のようにブラシユニット3jは往復運動をする。
【0109】
なお、前述した実施形態では感光体ドラム2に当接して作用するプロセス手段として、転写残トナー均一化手段3g及びトナー帯電制御手段3hの2個のブラシ部材を例示したが、ブラシ部材に限定する必要はなく、また1個の部材の場合であってもよい。
【0110】
【発明の効果】
本発明は前述したように、電子写真感光体に当接して作用するブラシユニットを支持する支持部材の付勢を所定位置にすることにより、電子写真感光体より受ける反発力と電子写真感光体の回転摺動より受ける摩擦力から生じるモーメントがあってもブラシユニットの電子写真感光体表面に対する付勢を安定させることができる。
【0111】
また、ブラシユニットの当接の安定のために付勢力を増加させる必要がないため、電子写真感光体に過剰な加圧力を与えずに姿勢保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置本体の断面図である。
【図2】プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の断面図である。
【図3】画像形成装置本体の概略斜視図である。
【図4】プロセスカートリッジの長手断面図である。
【図5】トナー補給容器の長手断面図である。
【図6】クリーナーレスシステムを採用している帯電手段の概略斜視図である。
【図7】帯電手段の概略断面図である。
【図8】帯電手段の概略正面図である。
【図9】帯電手段の概略側面図である。
【図10】帯電手段のブラシユニット概略上面図である。
【図11】ブラシユニットの付勢位置説明図である。
【図12】ブラシユニットに作用する力の概略説明図である。
【符号の説明】
L …レーザー光
1Y,1M,1C,1K …プロセスカートリッジ
2 …感光体ドラム
2a …ドラム軸
2b …ドラムフランジ
2c …軸受ケース
2d …非駆動フランジ
2e …軸受
2f …中心穴
2g …駆動伝達部
3 …帯電手段
3a …帯電ローラ
3b …芯金
3c …帯電ローラクリーニングユニット
3d …バネ
3e …クリーニングフィルム
3f …支持部材
3g …転写残トナー均一化手段
3h …トナー帯電制御手段
3j …ブラシユニット
3k …フレーム
3m …ガイド部
4a …現像スリーブ
4a1 …ジャーナル部
4b …マグネットローラ
4c …規制ブレード
4d …隔壁
4eA,4eB …撹拌スクリュー
4g …濃度センサ
4h …現像剤収納部
4k …スペーサ
5Y,5M,5C,5K …トナー補給容器
5a …スクリュー
5b …撹拌板
5c …撹拌軸
5d …軸受
5e …駆動カップリング
5f …排出開口部
11a …ブラシ台
11b …ブラシ台
12 …ベースフレーム
13a,13b,13c,13d …軸
14 …伝達アーム部材
14a …突出部
15 …カップリングギア
16 …レシプロカム
16a …カムギア
16b …カム
16c …カム溝
17 …スペーサ
17a …決め穴
17b …長丸穴
17c …円弧形状部
18 …圧縮コイルバネ
51Y,51M,51C,51K …露光手段
51a …ポリゴンミラー
51b …結像レンズ
51c …反射ミラー
52 …記録媒体
53a …給送カセット
53b …給送ローラ
53c …リタードローラ
53d …給送ガイド
53e,53f …搬送ローラ
53g …レジストローラ
53h,53j …排出ローラ
54 …中間転写ユニット
54a …中間転写ベルト
54b …駆動ローラ
54c …従動ローラ
54d …二次転写ローラ
54fY,54fM,54fC,54fK …転写帯電ローラ
54g …二次転写対向ローラ
55 …クリーニングユニット
55a …クリーニングブレード
56 …定着器
56a …定着ローラ
56b …加圧ローラ
57 …トレイ
58 …前ドア
59 …芯決め板
60,61 …ガイドレール
62b …駆動カップリング
63,64 …支持ピン
65 …後側板
66 …芯決め軸
100 …装置本体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process means support mechanism used in an electrophotographic image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer, and a charging device, a process cartridge, and an image forming apparatus provided with the mechanism.
[0002]
Here, the electrophotographic image forming apparatus forms an image on the recording medium 52 using an electrophotographic image forming process.
[0003]
For example, an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (such as an LED printer or a laser beam printer), an electrophotographic facsimile apparatus, and an electrophotographic word processor are included.
[0004]
Here, the process cartridge is a cartridge in which at least one of a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit and an electrophotographic photosensitive member as an image carrier are integrally formed, and the cartridge can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. To do.
[0005]
The charging device has means for uniformly charging the electrophotographic photosensitive member to a predetermined polarity and potential.
[0006]
[Prior art]
Conventionally, a process cartridge system in which an electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”), a charging unit, a developing unit, a cleaning unit, and the like are integrated into a cartridge and the cartridge can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. Is adopted.
[0007]
The operability is further improved by this cartridge system, and the user can easily perform maintenance of the process means. Therefore, this cartridge system is widely used in the image forming apparatus main body.
[0008]
In addition, a cartridge configuration is realized in which the process means is divided into those having a long life and those having a short life, each process means is made into a cartridge, and can be used according to the life of the main process means. For example, a developing cartridge in which a toner storage unit and a developing unit are integrally configured, or a drum cartridge in which a photosensitive drum, a charging unit, and a cleaning unit are integrally configured are employed.
[0009]
In recent years, a developer image corresponding to image information is formed by applying an image forming process including a process of uniformly charging a photosensitive drum to a predetermined polarity and potential, and the developer image is transferred to a transfer material. The image forming product is transferred to the image forming apparatus, and the developer remaining on the photoconductive drum after the transfer process is removed and collected from the photoconductive drum by the developing means by the development simultaneous cleaning in the developing unit and reused. A cleaner-less system that eliminates the above has been proposed to provide a miniaturized image forming apparatus body.
[0010]
For example, charging of the residual transfer developer (hereinafter referred to as “transfer residual toner”) remaining on the photosensitive drum after the transfer process on the downstream side of the transfer unit and the upstream side of the charging unit in the rotation direction of the photosensitive drum. A developer charge amount control means (hereinafter referred to as “toner charge amount control means”) that aligns the polarity with the regular charge polarity is provided to prevent the transfer charging toner from adhering to the contact charging member and to prevent fogging due to charging failure, etc. A cleanerless type image forming apparatus and a process cartridge which prevent the occurrence of the above has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-1373368).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The toner charge amount control means uses a fixed, moderately conductive brush-shaped member. However, when the charge (tribo) of the transfer residual toner is controlled to an appropriate charge amount with a normal polarity, it is minimal. In some cases, overcharge of the untransferred toner occurs. When overcharge of the transfer residual toner occurs, the reflection force between the photosensitive drum and the overcharge transfer residual toner is too strong to adhere to the contact charging member, and cannot be recovered by the developing device. In this case, the toner is not transferred to the transfer material, and as a result, the overcharge transfer residual toner is fused on the photosensitive drum, leading to generation of a defective image.
[0012]
It has been found that this is caused by the fact that the fixed brush member as the toner charge amount control means continues to be located at the same position on the photosensitive drum. That is, when there is uneven resistance in the toner charge amount control means, overcharging or undercharging will always occur at the same portion on the photosensitive drum. In the overcharged portion, the above-described minimal problem of overcharging and fusing of the transfer residual toner occurs. Further, in the portion where charging is insufficient, the transfer residual toner cannot be sufficiently charged, causing a problem that the contact charging member is contaminated with toner.
[0013]
Along with the diversification of user needs in recent years, a large amount of residual toner can be transferred at one time by continuously printing images with a high printing rate, such as photographic images, or by using a multiple development system on a photoconductive drum as a result of colorization. Occurrence of the problem further promotes the above problem.
[0014]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent the developer from fusing onto the surface of the photosensitive drum due to overcharge of the transfer residual toner, and to collect the transfer residual toner more effectively. The present invention provides a process means support mechanism that can be performed in a systematic manner, and a charging device, a process cartridge, and an electrophotographic image forming apparatus having the same.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A typical configuration according to the present invention for achieving the above object is a process means support mechanism for supporting a brush unit including two brush members that act in contact with an electrophotographic photosensitive member as a rotating body. A support member that supports the brush unit at both longitudinal ends and holds the brush member in contact with the surface of the electrophotographic photosensitive member; and the brush unit contacts the electrophotographic photosensitive member at a predetermined pressure. Biasing means for biasing the support member, and two brush portions are provided at both longitudinal ends of the brush unit, and the two shaft portions are provided on the support member. A portion of the support member facing the electrophotographic photosensitive member has an arc shape having substantially the same radius as the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member Energizing the biasing member Is positioned downstream of the midpoint of the most upstream contact position and the most downstream contact position between the arc shape of the support member and the electrophotographic photosensitive member in the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member, and the 2 It is characterized by being between the shafts of the book.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a color electrophotographic image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the longitudinal direction is a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium, and is the same direction as the axial direction of the photosensitive drum. Further, left and right are left and right as viewed from the conveyance direction of the recording medium. Further, upper and lower are upper and lower in the mounted state of the cartridge.
[0017]
[Overall Description of Image Forming Apparatus]
First, the overall configuration of the color electrophotographic image forming apparatus will be schematically described with reference to FIG.
[0018]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the overall configuration of a color laser beam printer which is an embodiment of a color toner image forming apparatus.
[0019]
The image forming unit of the color laser beam printer includes four process cartridges 1Y, 1M, 1C, and 1K (yellow, magenta, cyan, and black) each including a photosensitive drum 2 that is an image carrier. Above the process cartridges 1Y, 1M, 1C, and 1K, exposure means 51Y, 51M, 51C, and 51K (laser beam optical scanning systems) corresponding to the respective colors are arranged in parallel.
[0020]
Below the image forming section, a feeding means for feeding the recording medium 52, an intermediate transfer belt 54a for transferring a toner image formed on the photosensitive drum 2, and a toner image on the intermediate transfer belt 54a are recorded. A secondary transfer roller 54d for transferring to 52 is disposed.
[0021]
Further, fixing means for fixing the recording medium 52 to which the toner image has been transferred, and discharging means for discharging and stacking the recording medium 52 outside the apparatus are arranged.
[0022]
Here, the recording medium 52 is, for example, paper, an OHP sheet, or cloth.
[0023]
The image forming apparatus of the present embodiment is an apparatus of a cleaner-less system. The transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 2 is taken into the developing means, and a dedicated cleaner for collecting and storing the transfer residual toner is contained in the process cartridge. Is not arranged.
[0024]
Next, the configuration of each part of the image forming apparatus will be sequentially described in detail.
[0025]
[Paper Feeder]
The paper feeding unit feeds the recording medium 52 to the image forming unit. The paper feeding unit 53a stacks and stores a plurality of recording media 52, the feeding roller 53b, the double feed preventing retard roller 53c, the feeding roller 53b. It is mainly composed of a feed guide 53d and a registration roller 53g.
[0026]
The feeding roller 53b is driven and rotated according to the image forming operation, and separates and feeds the recording medium 52 in the feeding cassette 53a one by one. The recording medium 52 is guided by the feeding guide 53d and is conveyed to the registration roller 53g via the conveyance rollers 53e and 53f.
[0027]
Immediately after the recording medium 52 is conveyed, the registration roller 53g stops rotating, and the recording medium 52 is corrected to be skewed by hitting the nip portion.
[0028]
During the image forming operation, the registration roller 53g performs a non-rotating operation for causing the recording medium 52 to stand still and a rotating operation for conveying the recording medium 52 toward the intermediate transfer belt 54a in a predetermined sequence. The toner image and the recording medium 52 in a certain transfer process are aligned.
[0029]
[Process cartridge]
The process cartridges 1Y, 1M, 1C, and 1K are configured integrally by arranging a charging unit and a developing unit around a photosensitive drum 2 that is an image carrier. This process cartridge can be easily removed from the apparatus main body by the user and replaced when the photosensitive drum 2 reaches the end of its life.
[0030]
In the present embodiment, for example, the number of rotations of the photosensitive drum 2 is counted, and when the predetermined count number is exceeded, the fact that the process cartridge has reached the end of life is notified.
[0031]
The photosensitive drum 2 of the present embodiment is a negatively charged organic photosensitive member, and has a commonly used photosensitive layer on an aluminum drum base having a diameter of about 30 mm, and a charge injection layer is provided on the outermost layer. Yes. Then, it is rotationally driven at a predetermined process speed, in this embodiment, about 117 mm / sec.
[0032]
The charge injection layer uses a coating layer made of a material in which, for example, SnO 2 ultrafine particles are dispersed as conductive fine particles in an insulating resin binder.
[0033]
As shown in FIG. 4, a drum flange 2b is fixed to the back end portion of the photosensitive drum 2, and a non-drive flange 2d is fixed to the front end portion. The drum shaft 2a passes through the center of the drum flange 2b and the non-drive flange 2d, and the drum shaft 2a, the drum flange 2b, and the non-drive flange 2d are rotated together. That is, the photosensitive drum 2 is rotated around the axis of the drum shaft 2a.
[0034]
The front end of the drum shaft 2a is rotatably supported by the bearing 2e, and the bearing 2e is fixed to the bearing case 2c. The bearing case 2c is fixed to the frame of the process cartridge.
[0035]
[Charging means]
The charging means as the charging device uses a contact charging method. In the present embodiment, the charging roller 3a is used as the charging member.
[0036]
As shown in FIG. 2, the charging roller 3a holds both ends of the cored bar 3b rotatably by bearing members (not shown), and is urged toward the photosensitive drum by a pressing spring 3d so as to be photosensitive drum 2. Is pressed against the surface of the photosensitive drum 2 with a predetermined pressing force, and is rotated by the rotation of the photosensitive drum 2.
[0037]
Reference numeral 3c denotes a charging roller cleaning unit, which is cleaned by a flexible cleaning film 3e in this embodiment. The cleaning film 3e is arranged in parallel with the longitudinal direction of the charging roller 3a, and one end side is fixed to a support member 3f that reciprocates a certain amount in the longitudinal direction. It is arranged to form a contact nip.
[0038]
The supporting member 3f is reciprocated by a predetermined amount in the longitudinal direction by a driving means (not shown), and the surface of the charging roller is rubbed with the cleaning film 3e. As a result, deposits on the surface of the charging roller (fine powder toner, external additives, etc.) are removed.
[0039]
[Cleanerless system]
The image forming apparatus of this embodiment employs a cleanerless system. This cleanerless system will be described.
[0040]
The outline of the cleanerless system in the image forming apparatus according to the present embodiment will be described first. In FIG. 2, the transfer residual toner on the photosensitive drum 2 after the transfer is charged with the charging unit a and the exposure as the photosensitive drum 2 continues to rotate. The part b is passed through and carried to the developing part c, and is simultaneously cleaned (collected) by the developing device.
[0041]
Since the untransferred toner on the surface of the photosensitive drum 2 passes through the exposure portion b, the exposure process is performed from the untransferred toner. However, since the amount of the untransferred toner is small, no significant influence appears.
[0042]
However, the transfer residual toner includes normal polarity, reverse polarity (reversal toner), and low charge amount, and when the reverse toner or the low charge amount toner passes through the charging portion a. As a result of adhering to the charging roller 3a, the charging roller 3a contaminates the toner more than permissible, resulting in poor charging.
[0043]
In addition, in order to effectively perform the simultaneous development cleaning of the transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum by the developing device, the charging polarity of the transfer residual toner on the photosensitive drum carried to the developing unit c is a normal polarity. In addition, the charge amount needs to be a charge amount that can develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum by the developing device. That is, reversal toner and toner with an inappropriate charge amount cannot be removed and collected from the photosensitive drum to the developing device, causing a defective image.
[0044]
In addition, with the diversification of user needs in recent years, a large amount of untransferred toner is generated at a time due to continuous printing operations such as images with a high printing rate such as photographic images, which further promote the above-described problems. It is.
[0045]
Therefore, in this embodiment, in order to efficiently collect the transfer residual toner, a transfer residual toner equalizing unit 3g and a toner charge control unit 3h are provided as process units that act in contact with the photosensitive drum 2. That is, a transfer residual toner (residual developer image) equalizing means 3g for uniformizing the transfer residual toner on the photoconductive drum 2 is provided at a position downstream of the transfer portion d in the rotation of the photoconductive drum 2. In order to align the charging polarity of the residual toner to the negative polarity that is the normal polarity at the position downstream of the photosensitive drum rotation direction with respect to the transfer residual toner uniformizing means 3g and at the upstream side of the charging portion a with respect to the photosensitive drum rotation direction. The toner (developer) charge control means 3h is provided.
[0046]
By providing the transfer residual toner uniformizing means 3g, even if the amount of toner remaining on the pattern on the photosensitive drum carried from the transfer portion d to the toner charging control means 3h is large, the toner remains on the photosensitive drum. Since the surface is distributed and non-patterned, the toner does not concentrate on a part of the toner charge control means 3h. For this reason, the entire normal polarity charging process of the transfer residual toner by the toner charge control means 3h is always sufficiently performed, and the adhesion of the transfer residual toner to the charging roller 3a is effectively prevented. Further, the occurrence of a ghost image of the transfer residual toner image pattern is also prevented.
[0047]
In the present embodiment, the transfer residual toner uniformizing means 3g and the toner charge control means 3h are brush-like members having appropriate conductivity, and are arranged in contact with the surface of the photosensitive drum.
[0048]
These means are moved (reciprocated) in the longitudinal direction of the photosensitive drum by a driving source (not shown). By doing so, the transfer residual toner equalizing means 3g and the toner charge control means 3h do not continue to be located at the same place on the photosensitive drum. For example, an overcharge portion caused by uneven resistance of the toner charge control means 3h, Even if there is an insufficiently charged part, it does not always occur on the same surface of the photoconductive drum. Therefore, over-charging of the minimal transfer residual toner causes fusion on the photoconductive drum, and charging due to insufficient charging. The transfer residual toner is prevented or mitigated from adhering to the roller 3a.
[0049]
[Exposure means]
In the present embodiment, the exposure to the photosensitive drum 2 is performed using laser exposure means. That is, when an image signal is sent from the apparatus main body, the laser beam L modulated in accordance with this signal is scanned and exposed on the uniformly charged surface of the photosensitive drum 2. An electrostatic latent image corresponding to the image information is selectively formed on the surface of the photosensitive drum 2.
[0050]
As shown in FIG. 1, the laser exposure means includes a solid-state laser element (not shown), a polygon mirror 51a, an imaging lens 51b, a reflection mirror 51c, and the like. Based on the input image signal, the solid-state laser element is controlled to emit light ON / OFF at a predetermined timing by a light emission signal generator (not shown). Laser light L emitted from the solid-state laser element is converted into a substantially parallel light beam by a collimator lens system (not shown) and scanned by a polygon mirror 51a that rotates at high speed. Then, an image is formed in a spot shape on the photosensitive drum 2 via the imaging lens 51b and the reflection mirror 51c.
[0051]
Thus, on the surface of the photosensitive drum 2, exposure in the main scanning direction by laser light scanning and further exposure in the sub-scanning direction by rotating the photosensitive drum 2 are performed, and an exposure distribution according to the image signal is obtained. It is done.
[0052]
That is, a bright portion potential with a lowered surface potential and a dark portion potential with no surface potential are formed by irradiation and non-irradiation of the laser beam L. An electrostatic latent image corresponding to the image information is formed by the contrast between the bright part potential and the dark part potential.
[0053]
[Development means]
The developing device 4 that is a developing means is a two-component contact developing device (two-component magnetic brush developing device), and as shown in FIG. 2, a carrier is placed on a developing sleeve 4a that is a developer carrying member including a magnet roller 4b. And a developer composed of toner. The developing sleeve 4a is provided with a regulating blade 4c having a predetermined gap, and a thin layer of developer is formed on the developing sleeve 4a as the developing sleeve 4a rotates in the arrow direction.
[0054]
As shown in FIG. 4, the developing sleeve 4a is disposed so as to have a predetermined gap with the photosensitive drum 2 by rotatably engaging the spacer 4k with the reduced diameter journal portions 4a1 on both sides thereof. Is set so that the developer formed on the developing sleeve 4a can be developed in contact with the photosensitive drum 2. The developing sleeve 4a is driven to rotate at a predetermined peripheral speed in a clockwise direction indicated by an arrow that is a counter direction with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 2 in the developing unit.
[0055]
The toner used in this embodiment is a negatively charged toner having an average particle diameter of 6 μm, and a magnetic carrier having an average particle diameter of 35 μm having a saturation magnetization of 205 emu / cm 3 is used as the magnetic carrier. Also, a toner and carrier mixed at a weight ratio of 6:94 is used as a developer.
[0056]
The developer accommodating portion 4h in which the developer circulates is divided into two by a longitudinal partition 4d except for both ends. And stirring screw 4eA, 4eB is arrange | positioned on both sides of this partition 4d.
[0057]
As shown in FIG. 4, the toner replenished from the toner replenishing container falls to the back side of the agitating screw 4eB, is agitated while being sent to the front side in the longitudinal direction, and passes through a portion without the partition 4d at the front end. Then, it is further fed to the far side in the longitudinal direction by the stirring screw 4eA, passes through a portion without the partition 4d on the far side, is stirred while being fed by the stirring screw 4eB, and is repeatedly circulated.
[0058]
Here, a developing process for visualizing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2 by the two-component magnetic brush method using the developing device 4 and a developer circulation system will be described.
[0059]
With the rotation of the developing sleeve 4a, the developer in the developing container is pumped to the surface of the developing sleeve 4a by the pumping pole of the magnet roller 4b and conveyed.
[0060]
In the process of being conveyed, the layer thickness of the developer is regulated by a regulating blade 4c arranged perpendicular to the developing sleeve 4a, and a thin layer developer is formed on the developing sleeve 4a. When the thin layer developer is transported to the developing pole corresponding to the developing portion, a spike is formed by the magnetic force. The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 2 is developed as a toner image by the toner in the developer formed in the spike shape. In this embodiment, the electrostatic latent image is reversely developed.
[0061]
The thin-layer developer on the developing sleeve 4a that has passed through the developing portion continues to enter the developing container as the developing sleeve 4a rotates, and is separated from the developing sleeve 4a by the repulsive magnetic field of the transport pole, and the developer pool in the developing container is retained. Returned to
[0062]
A direct current (DC) voltage and an alternating current (AC) voltage are applied to the developing sleeve 4a from a power source (not shown). In this embodiment, a DC voltage of −500 V and an AC voltage of a peak-to-peak voltage of 1500 V at a frequency of 2000 Hz are applied, and only the exposed portion of the photosensitive drum 2 is selectively developed.
[0063]
In general, in the two-component development method, when an AC voltage is applied, the development efficiency increases and the image becomes high-quality, but conversely, there is a risk that fogging easily occurs. For this reason, in general, it is possible to prevent fogging by providing a potential difference between the DC voltage applied to the developing sleeve 4 a and the surface potential of the photosensitive drum 2. More specifically, a bias voltage having a potential between the potential of the exposed portion of the photosensitive drum 2 and the potential of the non-exposed portion is applied.
[0064]
When the toner is consumed by development, the toner concentration in the developer decreases. In the present embodiment, a density sensor 4g that detects the toner density is disposed at a position close to the outer peripheral surface of the stirring screw 4eB. When the sensor 4g detects that the toner density in the developer has dropped below a predetermined density level, a command to replenish toner into the developing device 4 is issued from the toner replenishing container. By this toner replenishment operation, the toner density of the developer is always maintained at a predetermined level.
[0065]
[Toner supply container]
The toner supply containers 5Y, 5M, 5C, and 5K are arranged in parallel above the process cartridges 1Y, 1M, 1C, and 1K, and are mounted from the front of the apparatus main body 100.
[0066]
As shown in FIG. 2, a stirring plate 5b fixed to the stirring shaft 5c and a screw 5a are disposed inside the toner supply container, and a discharge opening 5f for discharging the toner is formed on the bottom of the container.
[0067]
As shown in FIG. 5, the screw 5a and the stirring shaft 5c are rotatably supported by bearings 5d at both ends, and a drive coupling (concave) 5e is disposed at one end. This drive coupling (concave) 5e receives drive transmission from the drive coupling (convex) 62b of the apparatus body and is driven to rotate. The outer shape of the screw 5a has a spiral rib shape, and the twisting direction of the spiral is reversed around the discharge opening 5f. The screw 5a is rotated in a predetermined rotation direction by the rotation of the drive coupling (convex) 62b. Then, the toner is conveyed toward the discharge opening 5f, the toner is freely dropped from the opening of the discharge opening 5f, and the process cartridge is replenished. The tip of the stirring plate 5b in the rotational radius direction is inclined, and the tip is brought into contact with the wall of the toner supply container at a certain angle. Specifically, the tip end side of the stirring plate 5b is twisted to become a spiral state. In this way, the tip end side of the stirring plate 5b is twisted and inclined to generate an axial conveying force, and the toner is sent in the longitudinal direction.
[0068]
The toner replenishing container of the present embodiment is not limited to the two-component developing method, and can be replenished in a process cartridge or a developing cartridge using the one-component developing method, and the powder stored in the toner replenishing container is: Needless to say, the developer is not limited to the toner but may be a so-called developer in which the toner and the magnetic carrier are mixed.
[0069]
[Transfer means]
The intermediate transfer unit 54 serving as a transfer unit is a unit that collectively transfers a plurality of toner images that are sequentially primary-transferred from the photosensitive drum 2 and superimposed on the recording medium 52.
[0070]
The intermediate transfer unit 54 includes an intermediate transfer belt 54a that runs in the direction of the arrow, and runs in the clockwise direction indicated by the arrow in FIG. The intermediate transfer belt 54a is an endless belt having a circumferential length of about 940 mm, and is stretched around three rollers: a driving roller 54b, a secondary transfer counter roller 54g, and a driven roller 54c.
[0071]
Further, in the intermediate transfer belt 54a, transfer charging rollers 54fY, 54fM, 54fC, and 54fK are rotatably disposed at positions opposed to the photosensitive drum 2, and are pressed toward the center of the photosensitive drum 2.
[0072]
The transfer charging rollers 54fY, 54fM, 54fC, and 54fK are supplied with power from a high voltage power supply (not shown), and are charged with the opposite polarity to the toner from the back side of the intermediate transfer belt 54a, and sequentially transfer the toner images on the photosensitive drum 2 to the intermediate transfer belt 54a. Primary transfer is performed on the upper surface.
[0073]
In the secondary transfer portion, a secondary transfer roller 54d as a transfer member is pressed against the intermediate transfer belt 54a at a position facing the secondary transfer counter roller 54g. The secondary transfer roller 54d can swing up and down in the drawing and rotates. At the same time, since a bias is applied to the intermediate transfer belt 54a, the toner image on the intermediate transfer belt 54a is transferred to the recording medium 52.
[0074]
Here, the intermediate transfer belt 54a and the secondary transfer roller 54d are each driven. When the recording medium 52 enters the secondary transfer portion, a predetermined bias is applied to the secondary transfer roller 54d, and the toner image on the intermediate transfer belt 54a is secondarily transferred to the recording medium 52.
[0075]
At this time, the recording medium 52 sandwiched between the two is transported at a predetermined speed in the left direction in FIG. 1 at the same time as the transfer process, and is transported toward the fixing unit 56 as the next process.
[0076]
At a predetermined position of the intermediate transfer belt 54a, which is the most downstream side of the transfer process, a cleaning unit 55 that can come in contact with and separate from the surface of the intermediate transfer belt 54a is provided to remove transfer residual toner remaining after the secondary transfer.
[0077]
In the cleaning unit 55, a cleaning blade 55a for removing transfer residual toner is disposed. The cleaning unit 55 is mounted so as to be able to swing at a rotation center (not shown), and the cleaning blade 55a is in pressure contact with the intermediate transfer belt 54a. The transfer residual toner taken into the cleaning unit 55 is conveyed and stored in a waste toner tank (not shown) by the feed screw 55b.
[0078]
Here, as the intermediate transfer belt 54a, a belt made of polyimide resin can be used. Other materials are not limited to polyimide resin, but plastics such as polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polyvinylidene fluoride resin, polyethylene naphthalate resin, polyether ether ketone resin, polyether sulfone resin, polyurethane resin, etc. Fluorine-based or silicon-based rubber can be preferably used [fixing part]
The toner image formed on the photosensitive drum 2 by the developing means is transferred onto the recording medium 52 via the intermediate transfer belt 54a. The fixing device 56 fixes the toner image transferred to the recording medium 52 to the recording medium 52 using heat.
[0079]
As shown in FIG. 1, the fixing device 56 includes a fixing roller 56a for applying heat to the recording medium 52 and a pressure roller 56b for pressing the recording medium 52 against the fixing roller 56a. 56b is a hollow roller. Each of them has a heater (not shown). Then, the recording medium 52 is simultaneously conveyed by being driven to rotate.
[0080]
That is, the recording medium 52 holding the toner image is conveyed by the fixing roller 56a and the pressure roller 56b, and the toner image is fixed to the recording medium 52 by applying heat and pressure. The recording medium 52 after fixing is discharged by discharge rollers 53h and 53j and is loaded on a tray 57 on the apparatus main body 100.
[0081]
[Installation of process cartridge and toner supply container]
Next, the mounting procedure of the process cartridge and the toner supply container will be described with reference to FIGS. 2, 3, 4, and 5. FIG.
[0082]
As shown in FIG. 3, a front door 58 that can be opened and closed is disposed on the front surface of the apparatus main body 100. When the front door 58 is opened to the front, an opening for inserting a process cartridge and a toner supply container is exposed. Is done.
[0083]
A centering plate 59 that is rotatably supported is disposed in the opening for inserting the process cartridge. When the process cartridge is inserted and removed, the centering plate 59 is opened.
[0084]
In the apparatus main body 100, as shown in FIG. 2, a guide rail 60 for guiding the mounting of the process cartridge and a guide rail 61 for guiding the mounting of the toner supply container are fixed.
[0085]
The mounting direction of the process cartridge and the toner supply container is a direction parallel to the axial direction of the photosensitive drum 2, and the guide rails 60 and 61 are also arranged in the same direction. The process cartridge and the toner supply container are once slid along the guide rails 60 and 61 from the front side in the apparatus main body 100 to the back side.
[0086]
When the process cartridge is inserted to the innermost part, as shown in FIG. 4, the centering shaft 66 of the apparatus main body is inserted into the center hole 2f of the drum flange 2b, and the rotation center position on the back side of the photosensitive drum 2 is set. Determined for the device body. At the same time, the drive transmission portion 2g formed on the drum flange 2b and the drive coupling (convex) 62a are connected, and the photosensitive drum 2 can be rotationally driven.
[0087]
The drive transmission unit 2g used in the present embodiment has a twisted triangular prism shape, and a drive force is transmitted by applying a drive force from the main body, and a force for pulling the photosensitive drum 2 to the back side is generated. Yes.
[0088]
Further, a support pin 63 for positioning the process cartridge is disposed on the rear side plate 65. The support pin 63 is inserted into the frame of the process cartridge, and the position of the frame of the process cartridge is fixed.
[0089]
A rotatable centering plate 59 is disposed on the front side of the apparatus main body 100, and the bearing case 2c of the process cartridge is supported and fixed to the centering plate 59. By this series of insertion operations, the photosensitive drum 2 and the process cartridge are positioned with respect to the apparatus main body.
[0090]
On the other hand, when the toner supply container is inserted to the innermost part, it is fixed to the support pin 64 protruding from the rear side plate 65 as shown in FIG. At the same time, the drive coupling (concave) 5e and the drive coupling (convex) 62b are connected, and the screw 5a and the stirring shaft 5c can be driven to rotate.
[0091]
[Brush unit configuration of charging means]
Next, the brush unit configuration of the charging means of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 is a schematic perspective view of the charging means adopting the cleanerless system, FIG. 7 is a schematic sectional view of the charging means, FIG. 8 is a schematic front view of the charging means, and FIG. 10 is a schematic top view of the brush unit of the charging means, FIG. 11 is an explanatory diagram of the urging position of the brush unit, and FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of the force acting on the brush unit.
[0092]
As shown in FIG. 7, the brush unit 3j in which the transfer residual toner uniformizing means 3g and the toner charge amount control means 3h are unitized supports and fixes the transfer residual toner uniformizing means 3g to the brush base 11a. Is fixed to the base frame 12 made of sheet metal by heat-clamping, screw-fastening, double-sided tape, etc. Similarly, the toner charge amount control means 3h is fixedly supported on the brush base 11b, and this brush base 11b is attached to the base frame 12. It is a unit that is fixedly configured.
[0093]
As shown in FIG. 8, shafts 13a, 13b, 13c, and 13d extend from both ends of the base frame 12, and a transmission arm member 14 is attached to the shafts 13a and 13b on one side (drive side). . The transfer residual toner equalizing means 3g and the toner charge amount control means 3h are arranged at an angle so as to be in a state toward the center of the photosensitive drum 2.
[0094]
As described above, the brush unit 3j has the transfer residual toner equalizing unit 3g and the toner charge amount control unit 3g and the toner charge amount control unit 3h attached to and integrated with the base frame 12, respectively. The means 3h is a unit that is used so that the front ends thereof are in contact with the surface of the photosensitive drum 2.
[0095]
(Brush unit drive configuration)
As shown in FIG. 8, the charging means 3 has a coupling gear 15 and a reciprocating cam 16 as drive transmission means on one end side in the longitudinal direction, and is rotatably fitted and supported on the frame 3k of the charging means 3. . The reciprocating cam 16 includes a cam gear 16a and a cam 16b that mesh with the coupling gear 15. A cam groove 16c is formed by the cam gear 16a and the cam 16b, and is connected to rotate together. The protruding portion 14a of the transmission arm member 14 of the brush unit 3j is fitted in the cam groove 16c. When mounted on the main body of the image forming apparatus, a main body coupler (not shown) is engaged with the coupling gear 15, a rotational driving force is transmitted, and the reciprocating cam 16 engaged with the coupling gear 15 rotates.
[0096]
When the reciprocating cam 16 rotates, the transmission arm member protrusion 14a of the brush unit 3j fitted in the cam groove 16c is moved in the longitudinal direction along the cam groove 16c, and reciprocates. In this embodiment, the reciprocating motion is performed at a constant cycle within a range of about 0.5 to 2.5 seconds with a stroke of 5 mm.
[0097]
(Brush unit support / brush penetration)
In the brush unit 3j described above, the transfer residual toner uniformizing means 3g and the toner charge amount control means 3h, which are brush-like members, are directed toward the center of the photosensitive drum 2 with respect to the surface of the photosensitive drum 2. The brush tip must be supported on the surface of the drum 2 so as to have predetermined penetration amounts X1 and X2. When the predetermined intrusion amounts X1 and X2 are not satisfied, for example, when the intrusion amount is small, the transfer residual toner easily slips through the transfer residual toner uniformizing means 3g and the toner charge amount control means 3h, and each of them is not sufficiently charged. Unevenness occurs in the charge amount of the transfer residual toner. If the amount of intrusion is large, the transfer residual toner uniformizing means 3g and the toner charge amount control means 3h increase the contact pressure with the photosensitive drum 2, excessively clogging the residual transfer toner, and scraping off the surface of the photosensitive drum 2. There is a risk that.
[0098]
Similarly, if the posture of the transfer residual toner uniformizing means 3g and the toner charge amount control means 3h is not in the state of being directed toward the center of the photosensitive drum 2, the predetermined amount of intrusion will be lost. On the other hand, the toner is positively brought into contact with the surface of the photosensitive drum 2 in a counter state, and the transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 2 is scraped off.
[0099]
Therefore, in the present embodiment, the postures of the transfer residual toner uniformizing unit 3g and the toner charge amount control unit 3h are held in the state of being directed toward the center of the photosensitive drum 2, and the intrusion amount of the brush tip is a predetermined intrusion amount. Support members are provided to control X1 and X2.
[0100]
Specifically, as shown in FIG. 9, the spacer 17 as a support member has an arc-shaped portion 17c similar to the surface of the photosensitive drum 2 on the surface, and has a determination hole 17a and an oblong hole 17b. It is a resin member. For example, a resin excellent in slidability such as polyacetal resin (POM), polyfinylene sulfide (PPS), and polyamide resin (nylon) is preferable. The fixed hole 17a and the oblong hole 17b of the spacer 17 are fitted to each of two shafts 13a, 13b, 13c, 13d extending to both ends of the base frame 12 of the brush unit 3j so as to be slidable in the longitudinal direction. The brush unit 3j is restricted from rotating with respect to the spacer 17, and the posture and position are determined. The brush unit 3j is biased by a compression coil spring 18 serving as a biasing means, and spacers 17 fitted to both ends abut against the surface of the photosensitive drum 2 with a predetermined pressure. In this embodiment, the compression coil spring 18 is attached to a spacer 17 fitted to both ends of the brush unit 3j, and directly urges the spacer 17 itself supporting the brush unit 3j.
[0101]
As shown in FIG. 9, the spacer 17 is regulated by the guide portion 3 m provided at a predetermined position in the longitudinal direction of the frame 3 k of the charging unit 3, and the position is regulated in the longitudinal direction and the guide 3 m in the direction of the photosensitive drum 2. A compression coil spring 18 is located between the frame 3k of the charging means 3 and the spacer 17.
[0102]
Since the spacer 17 does not reciprocate in the longitudinal direction with respect to the photosensitive drum 2, by directly biasing the spacer 17, the brush unit 3j can be stably biased to the photosensitive drum 2 regardless of the reciprocating motion. .
[0103]
(Pressurization of spacer)
As shown in FIG. 12, the transfer residual toner uniformizing means 3g and the toner charge amount control means 3h are in contact with the photosensitive drum 2, thereby generating repulsive forces F1 and F2, respectively. Further, when the photosensitive drum 2 rotates, sliding frictional forces F3 and F4 in the rotation direction are generated. As a result, a moment M due to F1, F2, F3, and F4 acts on the brush unit 3j when the photosensitive drum 2 rotates, and a force that tilts the posture with respect to the surface of the photosensitive drum 2 acts.
[0104]
Since the spacer 17 supports the brush unit 3j, as a result, as shown in FIG. 12B, the upstream portion P of the arc-shaped portion 17c in the rotational direction of the photosensitive drum is in contact with the photosensitive drum 2, but is photosensitive. The downstream Q portion in the rotation direction of the body drum 2 tends to be separated from the surface of the photoreceptor drum 2.
[0105]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the position of the spacer 17 urged by the compression coil spring 18 is set to the midpoint between the contact portions P and Q with the photosensitive drum 2 (when there are a plurality of contact portions). In this case, the position (W) is shifted to the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 2 from the most upstream contact position in the rotation direction of the photosensitive drum 2 to the middle of the most downstream contact position. As a result, even if the moment M generated from the repulsive forces F1 and F2 and the frictional forces F3 and F4 caused by the rotation and sliding of the photosensitive drum 2 occurs, the contact portions P and Q of the arc-shaped portion 17c of the spacer 17 become the photosensitive drum. It is made to contact | abut to the surface of 2. By shifting the position where the pressure is applied by the compression spring 18 in this way, the vector direction of the force acting on the brush unit 3j and the pressure force of the compression spring 18 can be balanced, and the urging force of the compression spring 18 can be strengthened and exposed. Without excessively pressing the body drum 2, the posture of the brush unit 3j can be maintained and the amount of intrusion can be supported appropriately.
[0106]
As a result, the brush unit 3j is positioned at a predetermined distance from the surface of the photosensitive drum 2 while being maintained in the posture by the spacer 17. In other words, the brush tip of the transfer residual toner uniformizing means 3g and the brush tip of the toner charge amount control means 3h are kept at predetermined positions and predetermined penetration amounts X1 and X2 with respect to the surface of the photosensitive drum 2.
[0107]
In addition, each brush tip part penetration | invasion amount X1, X2 has preferable 0.5-2.5 mm, and the spacer shape used as 1.5 mm penetration | invasion is employ | adopted in this embodiment. The compression coil spring 18 preferably has a spring pressure in the range of 4.9035 N (0.5 kgf) to 19.614 N (2 kgf). In this embodiment, the spring pressure is 9.807 N (1 kgf).
[0108]
With the above configuration, when the brush unit 3j according to the present embodiment is driven from the main body of the image forming apparatus, the spacer 17 is in contact with the surface of the photosensitive drum 2 with a predetermined pressure, and the photosensitive member of the brush unit 3j. The two shafts 13a, 13b, 13c and 13d extending to both ends of the brush unit 3j are thrust in the longitudinal direction with respect to the spacer determining hole 17a and the oblong hole 17b while maintaining the posture with respect to the drum 2. The brush unit 3j reciprocates as described above.
[0109]
In the embodiment described above, the two brush members of the transfer residual toner uniformizing means 3g and the toner charge control means 3h are exemplified as the process means acting in contact with the photosensitive drum 2. However, the process means is limited to the brush member. It is not necessary and may be a single member.
[0110]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the repulsive force received from the electrophotographic photosensitive member and the repulsive force received from the electrophotographic photosensitive member can be reduced by setting the biasing force of the supporting member that supports the brush unit acting in contact with the electrophotographic photosensitive member to a predetermined position. Even if there is a moment generated from the frictional force received from the rotational sliding, the urging of the brush unit to the surface of the electrophotographic photosensitive member can be stabilized.
[0111]
Further, since it is not necessary to increase the urging force for stabilizing the contact of the brush unit , the posture can be maintained without applying excessive pressure to the electrophotographic photosensitive member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus main body.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a process cartridge and a toner supply container.
FIG. 3 is a schematic perspective view of an image forming apparatus main body.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a process cartridge.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a toner supply container.
FIG. 6 is a schematic perspective view of charging means adopting a cleaner-less system.
FIG. 7 is a schematic sectional view of a charging unit.
FIG. 8 is a schematic front view of a charging unit.
FIG. 9 is a schematic side view of a charging unit.
FIG. 10 is a schematic top view of a brush unit of charging means.
FIG. 11 is an explanatory diagram of an urging position of the brush unit.
FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of forces acting on the brush unit.
[Explanation of symbols]
L ... Laser beams 1Y, 1M, 1C, 1K ... Process cartridge 2 ... Photoconductor drum 2a ... Drum shaft 2b ... Drum flange 2c ... Bearing case 2d ... Non-driving flange 2e ... Bearing 2f ... Center hole 2g ... Drive transmission section 3 ... Charging means 3a ... charging roller 3b ... core metal 3c ... charging roller cleaning unit 3d ... spring 3e ... cleaning film 3f ... support member 3g ... transfer residual toner uniformizing means 3h ... toner charge control means 3j ... brush unit 3k ... frame 3m ... Guide section 4a ... developing sleeve 4a1 ... journal section 4b ... magnet roller 4c ... regulating blade 4d ... partition 4eA, 4eB ... stirring screw 4g ... concentration sensor 4h ... developer storage section 4k ... spacers 5Y, 5M, 5C, 5K ... toner supply Container 5a ... Screw 5b ... Stirring plate 5c ...拌軸 5d ... bearing 5e ... drive coupling 5f ... discharge opening
11a ... brush stand
11b ... brush stand
12… Base frame
13a, 13b, 13c, 13d ... axis
14… Transmission arm member
14a ... Projection
15… Coupling gear
16… Reciprocating cam
16a ... Cam gear
16b ... cam
16c… Cam groove
17… Spacer
17a… Decision hole
17b ... oblong hole
17c ... Arc shape part
18… compression coil spring
51Y, 51M, 51C, 51K ... Exposure means
51a Polygon mirror
51b ... Imaging lens
51c ... Reflection mirror
52… Recording media
53a ... Feed cassette
53b ... Feed roller
53c ... retard roller
53d ... Feeding guide
53e, 53f ... Conveyance roller
53g ... Registration roller
53h, 53j ... discharge roller
54… Intermediate transfer unit
54a ... Intermediate transfer belt
54b ... Driving roller
54c… driven roller
54d ... Secondary transfer roller
54fY, 54fM, 54fC, 54fK ... Transfer charging roller
54g ... Secondary transfer counter roller
55… Cleaning unit
55a ... Cleaning blade
56… Fixer
56a: Fixing roller
56b… Pressure roller
57… Tray
58… Front door
59… Centering plate
60, 61 ... guide rail
62b ... Drive coupling
63, 64… support pins
65… Rear side plate
66… Centering axis
100 ... Main unit

Claims (6)

回転体である電子写真感光体に当接して作用する2本のブラシ部材を備えるブラシユニットを支持するプロセス手段支持機構であって、
前記ブラシユニットを長手方向の両端で支持し、前記ブラシ部材を電子写真感光体表面に当接するように姿勢を保持する支持部材と、
前記ブラシユニットを前記電子写真感光体に所定圧で当接するように前記支持部材を付勢する付勢手段とを有し、
前記ブラシユニットの長手方向両端部には各々2本の軸部を備え、
前記各々2本の軸部は前記支持部材に設けられた穴部と嵌合し、
前記支持部材の前記電子写真感光体との対向部は、前記電子写真感光体表面と略同一半径の円弧形状を有し、
前記電子写真感光体の回転方向における前記付勢部材の付勢位置が、前記支持部材の前記円弧形状と前記電子写真感光体との最上流の当接位置と最下流の当接位置の中点より前記電子写真感光体の回転方向の下流側、且つ前記2本の軸部の間にあることを特徴とするプロセス手段支持機構。
A process means support mechanism for supporting a brush unit comprising two brush members acting in contact with an electrophotographic photosensitive member as a rotating body,
A support member that supports the brush unit at both ends in the longitudinal direction and holds the posture so that the brush member contacts the surface of the electrophotographic photosensitive member;
Biasing means for biasing the support member so that the brush unit contacts the electrophotographic photosensitive member at a predetermined pressure;
The brush unit includes two shaft portions at both ends in the longitudinal direction,
Each of the two shaft portions is fitted with a hole provided in the support member,
A portion of the support member facing the electrophotographic photosensitive member has an arc shape having substantially the same radius as the surface of the electrophotographic photosensitive member,
The biasing position of the biasing member in the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member is a midpoint between the most upstream contact position and the most downstream contact position between the arc shape of the support member and the electrophotographic photosensitive member. A process means supporting mechanism, further comprising a downstream side in the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member and between the two shaft portions.
前記支持部材は前記ブラシ部材のブラシ先端が前記電子写真感光体の回転中心方向へ該電子写真感光体表面に対して所定の侵入量となるよう保持することを特徴とする請求項1記載のプロセス手段支持機構。  2. The process according to claim 1, wherein the support member holds the brush tip so that a brush tip of the brush member has a predetermined penetration amount with respect to the surface of the electrophotographic photosensitive member toward the rotation center of the electrophotographic photosensitive member. Means support mechanism. 回転体である電子写真感光体を帯電する帯電装置において、
電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、前記電子写真感光体に当接して作用する2本のブラシ部材を備えるブラシユニットとを有し、
前記ブラシユニットを請求項1又は2に記載のプロセス手段支持機構によって支持することを特徴とする帯電装置。
In a charging device for charging an electrophotographic photosensitive member as a rotating body,
A charging roller for charging the electrophotographic photosensitive member; and a brush unit including two brush members that act in contact with the electrophotographic photosensitive member;
A charging device, wherein the brush unit is supported by the process means support mechanism according to claim 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、
回転体である電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、前記電子写真感光体に当接して作用する2本のブラシ部材を備えるブラシユニットとを有し、
前記ブラシユニットを請求項1又は2に記載のプロセス手段支持機構によって支持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
In a process cartridge detachable from the image forming apparatus main body,
An electrophotographic photoreceptor as a rotating body;
A charging roller for charging the electrophotographic photosensitive member; and a brush unit including two brush members that act in contact with the electrophotographic photosensitive member;
3. A process cartridge, wherein the brush unit is supported by the process means support mechanism according to claim 1 or 2.
回転体である電子写真感光体に形成した潜像を現像手段で現像して記録媒体に転写する電子写真画像形成装置において、
前記電子写真感光体に当接して作用する2本のブラシ部材を備えるブラシユニットを有し、
前記ブラシユニットを請求項1又は2に記載のプロセス手段支持機構によって支持することを特徴とする電子写真画像形成装置。
In an electrophotographic image forming apparatus that develops a latent image formed on an electrophotographic photosensitive member that is a rotating body by a developing unit and transfers the latent image to a recording medium.
A brush unit including two brush members that act in contact with the electrophotographic photosensitive member;
An electrophotographic image forming apparatus, wherein the brush unit is supported by the process means support mechanism according to claim 1 .
前記画像形成装置は、電子写真感光体に形成した像を記録媒体に転写後に前記電子写真感光体に残留した現像剤を現像手段に回収することを特徴とする請求項5記載の電子写真画像形成装置。  6. The electrophotographic image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus collects the developer remaining on the electrophotographic photosensitive member after the image formed on the electrophotographic photosensitive member is transferred to a recording medium by a developing unit. apparatus.
JP2001393094A 2001-12-26 2001-12-26 Process means support mechanism, charging device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus Expired - Fee Related JP3943929B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001393094A JP3943929B2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Process means support mechanism, charging device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001393094A JP3943929B2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Process means support mechanism, charging device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003195595A JP2003195595A (en) 2003-07-09
JP3943929B2 true JP3943929B2 (en) 2007-07-11

Family

ID=27600167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001393094A Expired - Fee Related JP3943929B2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Process means support mechanism, charging device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3943929B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4689162B2 (en) * 2003-12-26 2011-05-25 株式会社リコー Belt running stabilization device and image forming apparatus
JP4916250B2 (en) * 2006-08-11 2012-04-11 シャープ株式会社 Lubricant supply device and image forming apparatus using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003195595A (en) 2003-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4072362B2 (en) Developing device, process cartridge, and image forming apparatus
JP3913153B2 (en) Power supply contact member, process cartridge, and image forming apparatus
JP4314006B2 (en) Image forming apparatus
JP4573972B2 (en) Developer supply container and electrophotographic image forming apparatus
JP4672893B2 (en) Developer supply container and image forming apparatus
JP3890227B2 (en) Process means moving mechanism, charging device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
JP2002202690A (en) Process cartridge, load generating member, and electrophotographic image forming apparatus
JP2003215917A (en) Developing device, process cartridge and image forming apparatus
JP2004151563A (en) Process cartridge reproduction method
JP2004101690A (en) Developing device, process cartridge, and electrophotographic image forming device
JP2004126018A (en) Cartridge and image forming apparatus
JP2002296884A (en) Developer carrying member, developer replenishing container and image forming device
JP4886127B2 (en) Cartridge and electrophotographic image forming apparatus
JP3913006B2 (en) Electrophotographic image forming apparatus
JP3890230B2 (en) Process cartridge
JP3919516B2 (en) Toner processing device, process cartridge, and image forming apparatus
JP3943929B2 (en) Process means support mechanism, charging device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
JP4666848B2 (en) Image forming apparatus
JP2004077758A (en) Developing device and process cartridge
JP3774657B2 (en) Charging device, process cartridge, and image forming apparatus using the same
JP4669148B2 (en) Developing device, process cartridge, and image forming apparatus
JP2004117726A (en) Support member, charging device, process cartridge, and image forming apparatus
JP2003167476A (en) Toner processing device, process cartridge, and image forming apparatus
JP2004126002A (en) Protective member, process cartridge, developing device, and image forming device
JP2004126019A (en) Seal member and cartridge provided with seal member

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041019

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061121

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070213

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070327

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070406

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110413

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140413

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees