JPH03123380A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、電子写真複写機・レーザービームプ
リンタ・静電記録装置等の画像形成装置に関する。

より詳しくは電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担
持体面を帯電処理する工程を含む作像プロセス手段によ
り画像形成を実行する画像形成装置に関する。

（従来の技術） この種の画像形成装置において、感光体等の像担持体面
を帯電処理する手段機器としては従来よりコロナ放電装
置が広く利用されている。

コロナ放電装置は均一帯電処理する手段として有効なも
のである。しかし高圧電源（ＤＣ５〜８ＫＶ）を必要と
する、コロナ発生時にオゾンを比較的多く発生する、電
力的にも効率が悪い等の問題点を有している。

そこでコロナ放電装置にかわる、感光体等の被帯電体面
の帯電処理手段として電圧を印加した或いは摩擦帯電用
の帯電部材を被帯電体面に当接させて帯電処理（除電処
理も含む）する接触帯電手段が注目されている。

特にバイアス電圧を印加した帯電部材（ローラ型・ベル
ト型置ウェブ型・ブレード型・ロッド型・ブロック型・
パッド型・ブラシ型等）を被帯電５体面に当接させるこ
とで被帯電体面に電荷を直接的に転移（注入）して所定
の電位に帯電させる接触帯電法（又は直接帯電法）もし
くは同装置は、被帯電体面に所望の帯電電位を得るのに
必要とされる印加電圧の低圧化がはかれること、帯電過
程で発生するオゾン量が極〈微量でありオゾンフィルタ
の必要性がなくなること、そのために装置の排気系等の
構成が簡略化されること。

構成が簡単であること、等の長所を有しており、その実
用化研究φ開発提案が多数なされている（特開昭５７−
１７８２８７−５８−１０４３５１　＠５Ｂ−４０５８
６−５８−１３９１５８−５８−１５０９７５号等）。

本出願人も帯電ムラのない均一な帯電処理等を目的とし
て帯電部材に対して直流電圧と被帯電体面の帯電開始電
圧の２倍以上の振動電圧（時間とともに電圧値が周期的
に変化する電圧）との重畳電圧を印加することや、帯電
部材から被帯電体面への異常放電や絶縁破壊をなくすた
めに帯電部材を複数層構成にすることなど種々の提案を
している（特願泥８１−２９８４１９　・ｆ１２−２３
０３３４号等）。

一方、画像形成装置の構成形態の１つとし、てプロセス
カートリッジ着脱式がある。これは少なくとも感光体等
の像担持体、一般的には像担持体、該＠担持体の帯電処
理手段、現像処理手段、像担持体のクリーニング手段等
のいくつかの作像プロセス手段を共通のカートリッジカ
バー（カートリッジ枠、ハウジング）に互いに所定の配
置関係を保たせて組付けてそれ等を一括して画像形成装
置本体に対して素人でも簡単・容易に着脱交換操作自在
に構成したものである。

このプロセスカートリッジ着脱式は、原則的には、規定
枚数分（例えば３０００〜５０００枚）の画像形成の実
行に使用されたら使用寿命が尽きたものとして新しいプ
ロセスカートリッジと交換するもので、画像形成装置の
メンテナンスがフリー化される、画像形成装置の操作性
・取扱い性が向上する、収容現像剤の色を異にする幾つ
かのプロセスカートリッジを交換使用することで多色画
像の形成もできる等の利点を有しているので、例えばパ
ーソナルタイプの小型・簡便機種等の画像形成装置のノ
ー）つ構成態様として実用化されている。

このようなプロセスカートリッジ着脱方式の画像形成装
置においてプロセスカートリッジに包含させた感光体等
の像担持体の帯電処理手段として前述したような電圧を
印加した或いは摩擦帯電用の帯電部材（以下、接触帯電
部材と記す）を像担持体に当接させることで帯電処理す
る手段を採択すればコロナ放電装置を使用した場合より
もより簡便化したタイプの画像形成装置を構成できる。

この場合において接触帯電部材はそれ自体耐久性があり
長期の繰り返し使用のできる長寿命部材であるので、こ
の部材は使い捨て側であるプロセスカートリッジ側には
具備させず、耐久使用側である画像形成装置本体側に配
設具備させた方がプロセスカートリッジの構成を簡略化
できコスト面でも有利である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように接触帯電部材を画像形成装置本体側に配設
具備させた構成とした場合１画像形成装置本体に対して
プロセスカートリッジが装着された状態において該接触
帯電部材と装着されたプロセスカートリッジ側の像担持
体とが所定に当接化した状態となる関係となるように装
置を構成するのは当然のことであるが、プロセスカート
リッジの画像形成装置本体に対する着脱操作過程では接
触帯電部材とプロセスカートリッジ側（像担持体面やカ
ートリッジカバー外面）とが接触干渉を生じないように
すべきである。

そのような接触干渉は、例えば接触帯電部材と像担持体
との不自然な当接や擦過で接触帯電部材の鋭利な部分（
例えば接触帯電部材がブレード型である場合の先端エツ
ジ部）で像担持体を傷付けたり、逆に接触帯電部材に不
自然なたわみやごみの付着を生じさせて帯電不良トラブ
ルを生じさせる原因になるからである。

そこで接触帯電部材についてプロセスカートリッジの画
像形成装置本体に対する着脱操作過程時は該部材をカー
トリッジ側とは接触干渉をしない退避位置へ移動保持さ
せる回避機構を具備させることが考えられるが、これは
更にプロセスカートリッジが装着されたら接触帯電部材
を退避位置から像担持体面に移動させて所定に当接させ
る退避解除機構も必要とし、画像形成装置本体側の構成
を複雑化することになり好ましくない。

本発明は、より簡単な手段構成で画像形成装置本体に対
するプロセスカートリッジ着脱操作過程時での接触帯電
部材とプロセスカートリッジ側との接触干渉を防止する
ことができるように工夫したものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 像担持体の面を帯電処理する工程を含む作像プロセス手
段により画像形成を実行する画像形成装置であり、 作像プロセス手段のうち少なくとも像担持体は画像形成
装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジとし
て構成されており。

該プロセスカートリッジ側の像担持体の面を帯電処理す
る手段は画像形成装置本体側に配設されていて画像形成
装置本体に対してプロセスカートリッジが所定に装着さ
れた状態において該プロセスカートリッジ側の像担持体
の面に所定に当接している接触帯電部材であり、 プロセスカートリッジの画像形成装置本体に対する着脱
操作過程ではプロセスカートリッジや該プロセスカート
リッジ側の像担持体の面と画像形成装置本体側の接触帯
電部材とが接触干渉せず、プロセスカートリッジの画像
形成装置本体に対する装着が完了した状態においてのみ
接触帯電部材と像担持体とが所定に当接状態となるよう
に画像形成装置本体のプロセスカートリッジ着脱経路な
いしはプロセスカートリッジ形状を構成したこと を特徴とする画像形成装置 である。

また本発明は上記のような画像形成装置について、接触
帯電部材は像担持体に対して常に一定面部分が当接する
形態のものであり、画像形成装置本体のプロセスカート
リッジ着脱経路が該接触帯電部材の像担持体当接面側に
あること、画像形成装置本体のプロセスカートリッジ着
脱経路は、プロセスカートリッジ装着方向に関してはプ
ロセスカートリッジの装着で互いに当接した接触帯電部
材と像担持体との当接圧が増加し、プロセスカートリッ
ジ取り出し方向に関しては該当接圧が減少する関係の方
向に設けられていること、プロセスカートリッジは、該
プロセスカートリッジが画像形成装置本体に所定に装着
された状態において画像形成装置本体側の接触帯電部材
に対応する位置部分に、該接触帯電部材と、プロセスカ
ートリッジ側の像担持体との当接を許容する開口部を有
すること、などを特徴とする画像形成装置である。

（作　用） 上記のように画像形成装置本体のプロセスカートリッジ
着脱経路ないしはプロセスカートリッジ形状を構成する
ことで、画像形成装置本体側の構成を複雑化させる接触
帯電部材回避機構争退避解除機構を具備させることなし
に、簡易な手段構成で、プロセスカートリッジの画像形
成装置本体に対する着脱操作過程（着脱移動過程）では
画像形成装置本体側の接触帯電部材とプロセスカートリ
ッジ側との接触干渉を防止させ、プロセスカートリッジ
の画像形成装置本体に対する装着が完了した状態におい
てのみ接触帯電部材とプロセスカートリッジ側の像担持
体とを所定に当接化状態にすることができる。

従って耐久性（長使用寿命）φ信頼性のある、簡便・低
コストタイプのプロセスカートリッジ着脱式・接触帯電
式の画像形成装置を構成することができる。

（実施例） 実施例１（第１・２図） 本実施例の画像形成装置は原稿台移動型の転写式電子写
真複写装置である。第１図は装置本体内にプロセスカー
トリッジが所定に装着されていて複写実行状態時の概略
構成図、第２図はプロセスカートリッジの着脱操作過程
時の同上図である。

第１図において、１００は複写装置本体（画像形成装置
本体）の外装筺、１２はその外装筺の上面側に配設した
移動型原稿台（ガラス−樹脂等の透明板）であり、図面
上左右方向に往復移動駆動される。この原稿台１２上に
複写処理すべき原稿０を複写すべき画像面を下向きにし
て所定の載置基準に合せて載置し、その上から原稿圧着
板１２ａをかぶせてセットする。

複写メスタート信号にもとづいて原稿台１２の移動が開
始されその移動過程で原稿台１２上のセット原稿Ｏの下
向き画像面が照明用スリット開口部１０１において照明
ランプ１５で一端辺側から他端辺側にかけて順次に照明
走査され、その照明光の原稿面反射光が結像素子１５ａ
により像担持体としての回転ドラム型の感光体１面に結
像露光りされる。感光体ｌは複写スタート信号にもとす
いて矢示ａの時計方向に所定の周速度（プロセスカート
リッジ）をもって回転駆動され、上記の露光部よりも感
光体回転方向上流側において接触帯電部材５による帯電
処理を受ける。

本例の接触帯電部材５はバイアス電圧を印加したローラ
型の部材（以下、帯電ローラと記す）である。

本例の帯電ローラ５は金属軸５ａと、その外周にローラ
状に被覆した１００ｃｍ程度の中抵抗樹脂層５ｂとで構
成されている。そして金属軸５ａの両端を夫々導電性軸
受け６に軸受けさせである。軸受け６は図には省略した
がガイドに沿って感光体ｌへ向う方向とその逆の方向に
ある程度スライド移動自由である。７は軸受け６を感光
体１へ向う方向に常時移動付勢する導電性の加圧ばねで
あり、その一端は複写装置本体側の不動部材１０２に、
他端は軸受け６に夫々連結させである。

帯電ローラ５は感光体１面に対して加圧ばね７の押圧力
で所定に圧接して感光体ｌの回転駆動に伴ない矢示すの
反時計方向に従動回転する。

５Ｃは帯電ローラ５に対するバイアス印加電源であり、
本例の場合この電源から直流電圧と振動電圧との所定の
重畳電圧が導電性加圧ばね７　→導電性軸受けＣ→金金
属軸シン介して帯電ローラｊに印加され、回転感光体ｌ
の周面が所定の電位に帯電処理される。

而してその回転感光体１の上記の帯電処理面に前述の画
像露光りがなされることにより感光体面に露光画像に対
応した静電潜像が形成されていく。

形成潜像は現像器２により順次にトナー画像として現像
される。

一方、転写材導入口１０３から装置内へ導入した転写材
１３がレジストローラ対９により適切なタイミングをも
って感光体ｌと転写ローラ８との間の転写部へ給送され
て該転写材１３に対して感光体１面側の前記トナー画像
が順次に転写されていく。

トナー画像の転写を受けた転写材１３は感光体１面から
分離されて搬送ベル）１０により定着器１１へ送られて
像定着を受け、画像形成物として装置外へ排出される。

また像転写後の感光体１面はクリーニング器３により転
写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清浄面化さ
れて繰り返して作像に供される。

Ｃは複写装置本体に対して着脱使用されるプロセスカー
トリッジの総括符号である。本例装置の場合は、感光体
１と現像器２とクリーニング器３の３つのプロセス機器
についてそれ等を互いに所定の配置関係をもって共通の
カートリッジカバー４内に組み付けて複写ｉｔ本体に対
して着脱自由のプロセスカートリッジＣとしである。

４ａ・４ｂは・夫々プロセスカートリッジＣの上面側と
下面側に設けた第１と第２の開口部であり、それ等の各
開口部から夫々カートリッジ内の感光体１の上面部分と
下面部分が外部に露呈する。プロセスカートリッジＣが
複写装置本体に所定に装着された状態において、上記第
１の開口部４ａが複写装置本体側の接触帯電部材として
の帯電ローラ５と結像素子１５ａに対応位置して帯電ロ
ーラ５が感光体ｌの上面部に所定に当接し、結像素子１
５ａが所定に対向する。又第２の開口部４ｂが転写ロー
ラ８に対応位置して転写ローラ８が感光体１の下面部に
所定に当接する。

次に本例装置におけるプロセスカートリッジＣの装置本
体に対する着脱構成、着脱要領を説明する。

１０４は複写装置本体のカートリッジ着脱口であり、複
写装置本体外装筺１００の上面板の照明Ｉ用スリット開
口部１０１よりも右側の上面板面７部分に設けである。

このカートリッジ着脱口１０４は原稿台１２を第２図示
のように左方へ押し移動することで露出させることがで
きる。

プロセスカートリッジＣの装着は上記着脱口１０４にプ
ロセスカートリッジをクリーニング器３が配置されてい
る側を先にして差し入れ、複写装置本体内のカートリッ
ジ収納部へカートリッジの先端部が複写装置本体側の受
は部材ｌｏ５に嵌入して受は止められるまで不図示のガ
イドに沿っで十分に押し込み移動することによりなされ
る。装着されているカートリッジＣの取り出しは上記と
は逆に装着カートリッジの後端側（現像器２が配設され
ている側）をつかんで或いはその側に設けた把手をにぎ
ってカートリッジを引き抜き移動することによりなされ
る。

この場合、複写装置本体に対するプロセスカートリッジ
Ｃの着脱操作過程（カートリッジの着脱移動過程）では
該カートリッジＣが、そのカバー４の外面や、第ｉ−第
２の開口部４ａ・４ｂから露呈している感光体１面部分
が装置本体側の帯電ローラ５や転写ローラ８と接触干渉
することなしに装置本体内を装着方向もしくは取り出し
方向に移動案内され、装着のために押し込み移動された
カートリッジＣの先端部、が受は部材１０５に十分に嵌
入して受は止められる少し前時点で感光体ｌと帯電ロー
ラ５・転写ローラ８とが互いに接触し、引続くカートリ
ッジの押し込み移動でその接触圧が増加し、最終的にカ
ートリッジＣが受は部材１０５に受は止められた時点で
感光体１と帯電ローラ５１１転写ローラ８とが所定の押
圧力をもって当接した状態となるように、カートリッジ
着脱口１０４とカートリッジ受は部材１０５との間のカ
ートリッジ着脱経路（カートリッジ着脱移動ガイド）及
びカートリッジ形状を構成しである。

従ってプロセスカートリッジＣの着脱操作過程で該カー
トリッジ側のカバー４の外側や感光体１面と、複写装置
本体側の帯電ローラ５・転写ローラ８とが接触干渉する
ことに起因する帯電不良・感光体面損傷等のトラブルが
簡単な手段構成により防止される。

プロセスカートリッジＣの第１及び第２の開口部４ａ＊
４ｂにはプロセスカートリッジが取り出されている状態
時には該開口部を閉じて感光体１面やカートリッジ内部
を防護する開閉シャッタ部材を設けることもできる。そ
のシャッタ部材はカートリッジＣの複写装置本体に対す
る装着移動過程で自動的に開き動作し、逆に取り出し移
動過程で自動的に閉じ動作する構成のものにすることも
できるし、手動で開閉操作する構成のものとすることも
できる。

プロセスカートリッジＣは本実施例では感光体ｌ・現像
器２書クリーニング器３の３つのプロセス機器を内包さ
せてなるが、他の構成でもよく、例えば感光体１とクリ
ーニング器３で構成されたカートリッジと現像器２の２
体構成としたものなど、所望の態様のものとすることが
できる。

なお、プロセスカートリッジＣは装置本体に装着される
ことにより装置本体側と機構的・電気的にカー２プリン
グして装置本体側からの動力伝達・電力供給、制御信号
の授受等が可能状態になる。

実施例２（第３図） 本実施例の複写装置は装置本体外装篩を下枠部１００Ａ
と、この下枠部に対してヒンジ軸部１６を中心に閉じ込
み、起こし開き自由の上枠部１００Ｂとで開閉自在に構
成し、下枠部１００Ａ側にはレジストローラ対９ψ転写
ローラ８・搬送ベルト１Ｏ１１定着器１１等を配設し、
上枠部１００Ｂには移動型原稿台２・照明ランプ１５・
結像素子１５ａ・帯電ローラ５・プロセスカートリッジ
収納用のカートリッジ嵌入保持部材１０６等を配設しで
ある。

プロセスカートリッジＣの装置本体に対する装着は、図
示のように下枠部１００Ａから上枠部１００Ｂを起こし
開いて装置本体内部を開放し、上枠部１００Ｂ側のカー
トリッジ嵌入保持部材１０６に対してカートリッジＣの
先端側を先にして、またその先端側のカートリッジ下面
を保持部材１０６の底板上面１０６ａに受けさせて底板
上面を案内として矢示Ａ方向にストレートに押し込み移
動することにより、カートリッジ先端側か保持部材１０
６内に進入し、カートリッジ先端部が部材１０６に突き
当って受は止められるまで十分に押し込むとカートリッ
ジＣの先端部が部材１０６内に嵌合する。その後はカー
トリッジＣから手を離してもカートリッジＣは部材１０
６に安定に装着保持される。

この場合、カートリッジＣの装着移動過程においてカー
トリッジカバー４の先端部側の上面が帯電ローラ５に接
触干渉することはなく、部材１０６に対するカートリッ
ジＣの装着完了時点において帯電ローラ５と感光対１と
が所定の押圧力をもって当接化した状態となる。

次いで上枠部１００Ｂを下枠部１００Ａに対して閉じ込
む、この閉じ込みで感光体ｌの下面と転写ローラ８とが
所定の押圧力をもって当接化した状態となり、装置本体
は複写可能状態になる。

カートリッジＣの取り出しはカートリッジ装着とは逆の
手順で行なう。

本発明は画像形成装置内における接触帯電部材の支持位
置とプロセスカートリッジの案内ガイドの位置関係が不
変である構成であるが、本実施例のように上枠を開閉す
る構成においても上枠内でプロセスカートリッジの感光
体と、帯電ローラの位置決めが行なわれる構成にするこ
とにより適用可能となる。

実施例３（第４図） 本実施例の複写装置も前記実施例２（第３図）のものと
同様に上枠部１００Ｂを下枠部１００Ａに対して開閉回
動して装置本体を開閉するものであるが、カートリッジ
収納部を下枠部１００Ａ側に設けてあり、カートリッジ
Ｃの装着は図示のように上枠部１００Ｂを下枠部１００
Ａから起こし開いて装置本体内を開放し、下枠部１００
Ａのカートリッジ収納部にカートリッジＣをその先端側
を受は部材１０５に嵌入して受は止めさせて収納し１次
いで上梓部１００Ｂを下枠部１００Ａに対して閉じ込む
ことによりなされる。

また感光体１に対する接触帯電部材５は上枠部１００Ｂ
側に配設してあり、本例の場合は少なく６Ｉ午 とも表面が１０〜１００ｃｍの抵抗値を有する弾性体製
の帯電ブレードである。この帯電ブレード５に対しては
前述の帯電ローラ５の場合と同様に電源５Ｃから所定の
バイアス電圧が印加される。而して下枠部１００Ａに対
してプロセスカートリッジＣを装着し、上枠部１００Ｂ
を閉じ込んだ時点で上記帯電ブレード５の先端エツジ部
が感光体１の上面に対して所定の押圧力をもって当接化
状態となり、装置本体は複写可能状態になる。

カートリッジＣの取り出しは上記のカートリッジ装着と
は逆の手順で行なう。

なお、実施例２・３の装置において下枠部１００Ａに対
する上枠部１００Ｂの閉じ込み状態は不図示のロック手
段により安定に保持され、ロックを解除することで上梓
部１００Ｂの起こし開きが可能となる。

また、接触帯電部材５は実施例のローラタイプ・ブレー
ドタイプに限らず、ロッドタイプ・ブロックタイプΦパ
ッドタイプ・ブラシタイプ・ウェブタイプ・ベルトタイ
プ等のものとすることもできるし、摩擦帯電用の接触部
材とすることもできる。

（発明の効果） 以上のように本発明に依れば、簡単な手段構成で画像形
成装置に対するプロセスカートリッジ着脱操作過程時に
おける、装置本体側の接触帯電部材とプロセスカートリ
ッジ側との接触干渉を防止することができ、耐久性・信
頼性のある、簡便・低コストタイプのプロセスカートリ
ッジ着脱式・接触帯電式の画像形成装置を構成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例装置のプロセスカートリッジ装着状
態時の概略構成図。 第２図はプロセスカートリッジ着脱過程時の同上図。 第３図は第２実施例装置のプロセスカートリッジ着脱過
程時の概略構成図。 第４図は第３実施例装置の同上図。 １００は装置本体の外装筺、 １００Ａ−１００Ｂは上枠部と下枠部、Ｃはプロセスカ
ートリッジ。 ｌは像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体、 ５は接触帯電部材としての帯電ローラ又は帯電ブレード
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体の面を帯電処理する工程を含む作像プロ
   セス手段により画像形成を実行する画像形成装置であり
   、 作像プロセス手段のうち少なくとも像担持体は画像形成
   装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジとし
   て構成されており、 該プロセスカートリッジ側の像担持体の面を帯電処理す
   る手段は画像形成装置本体側に配設されていて画像形成
   装置本体に対してプロセスカートリッジが所定に装着さ
   れた状態において該プロセスカートリッジ側の像担持体
   の面に所定に当接している接触帯電部材であり、 プロセスカートリッジの画像形成装置本体に対する着脱
   操作過程ではプロセスカートリッジや該プロセスカート
   リッジ側の像担持体の面と画像形成装置本体側の接触帯
   電部材とが接触干渉せず、プロセスカートリッジの画像
   形成装置本体に対する装着が完了した状態においてのみ
   接触帯電部材と像担持体とが所定に当接状態となるよう
   に画像形成装置本体のプロセスカートリッジ着脱経路な
   いしはプロセスカートリッジ形状を構成したこと を特徴とする画像形成装置。
2. （２）接触帯電部材は像担持体に対して常に一定面部分
   が当接する形態のものであり、画像形成装置本体のプロ
   セスカートリッジ着脱経路が該接触帯電部材の像担持体
   当接面側にあることを特徴とする請求項１記載の画像形
   成装置。
3. （３）画像形成装置本体のプロセスカートリッジ着脱経
   路は、プロセスカートリッジ装着方向に関してはプロセ
   スカートリッジの装着で互いに当接した接触帯電部材と
   像担持体との当接圧が増加し、プロセスカートリッジ取
   り出し方向に関しては該当接圧が減少する関係の方向に
   設けられていることを特徴とする請求項２記載の画像形
   成装置。
4. （４）プロセスカートリッジは、該プロセスカートリッ
   ジが画像形成装置本体に所定に装着された状態において
   画像形成装置本体側の接触帯電部材に対応する位置部分
   に、該接触帯電部材と、プロセスカートリッジ側の像担
   持体との当接を許容する開口部を有することを特徴とす
   る請求項１、同２、又は３記載の画像形成装置。