JPH03185464A - Process cartridge - Google Patents
Process cartridgeInfo
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- JPH03185464A JPH03185464A JP1325443A JP32544389A JPH03185464A JP H03185464 A JPH03185464 A JP H03185464A JP 1325443 A JP1325443 A JP 1325443A JP 32544389 A JP32544389 A JP 32544389A JP H03185464 A JPH03185464 A JP H03185464A
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- photosensitive drum
- process cartridge
- image
- image forming
- cartridge
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Abstract
Description
本発明は感光ドラム、感光ドラムに像形成するのに使用
する帯電器、現像器、転写器、クリーニング器等のプロ
セス手段を少なくとも1つ備え、感光ドラムとプロセス
手段を一体的に構成し、装置本体に対して着脱自在とし
た電子写真画像形成装置用のプロセスカートリッジに関
する。The present invention comprises a photosensitive drum, at least one process means such as a charging device, a developing device, a transfer device, and a cleaning device used to form an image on the photosensitive drum, and the photosensitive drum and the process means are integrally configured. The present invention relates to a process cartridge for an electrophotographic image forming apparatus that is detachable from a main body.
電子写真法は、一般に感光体に光導電物質を用い、コロ
ナ放電等により感光体表面を帯電させ、画像露光により
感光体表面の電荷を中和させ、感光体上に静電潜像を形
成し、ついで該潜像を感光体表面の電荷と逆帯電したト
ナーと呼ばれる着色微粉末を用いて現像し、必要に応じ
て紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱あるい
は圧力により定着し複写物を得るものである。
従来より、使用量により劣化が進行してその使用耐久に
限界がある感光体等を含むプロセス手段をカートリッジ
化して、本体装置に対して着脱自在に構成し、消耗品の
交換を容易にすることが考えられている。このカートリ
ッジ化による消耗品の交換例としては、感光体の交換と
同時にトナーの消費により使用限界がくる現像器や、使
用済みのトナーが蓄積されるクリーニング器、更にはト
ナー付着により放電障害を生じやすいコロナ帯電器等を
、上記感光体と同時に交換することも有効である。
以上のごとく、使用により交換が要求される消耗品を本
体装置に対して着脱自在とした構造体をここではプロセ
スカートリッジと称す、このようなプロセスカートリッ
ジのプロセス手段としては感光体、現像器、クリーニン
グ器、コロナ帯電器等の組合せがある。
このようなプロセスカートリッジを用いた画像形成方法
は、代表的には以下のような装置および工程により行な
われる。
第3図はプロセスカートリッジを用いた画像形成装置の
構成を示す断面図である。
第3図において、3旧は透明の部材よりなる原稿台で、
矢印方向に往復運動する。302は結像素子アレイで、
原稿台上にある原稿像の光像を感光ドラム303上にス
リット327.427(第4図)を通して露光する。な
お、感光ドラムは矢印方向に回転する。304はコロナ
帯電器であり感光ドラムに一様に帯電を施す、また30
5は現像器であり、−様に帯電された感光ドラムに結像
素子アレイ302により光像露光して形成した静電画像
をトナーで現像する。
一方転写シートPは給紙ローラー306およびレジスタ
ローラ307により感光ドラム303面に送り込まれ、
転写用帯電器308により感光ドラム上のトナー画像の
転写を受ける。その後、転写シートPは分離手段313
により感光ドラムから分離され、ガイド309上を通っ
て搬送路端部に位置するローラ321により定着器31
0に送られる。定着器310で転写シート上のトナー像
は定着され、シートは排出ローラ311によりトレイ3
12上に排出される。一方、感光ドラム上に転写されず
に残ったトナーは、クリーニングブレードでかきおとさ
れクリーニング器314により回収される。更に、31
5は原稿を露光する照明系、316は熱線吸収フィルタ
ー等のフィルターである。
また第3図および第4図においては、感光ドラムの周囲
に配置した現像器305、クリーニング器314、帯電
器304等の像形成手段を一体にして遮光壁330、4
30で包んでプロセスカートリッジを構成し、感光ドラ
ム交換時にはカートリッジ内の各ユニットを同時に交換
することにより保守作業の軽減を図っている。
更に、プロセスカートリッジが容易に交換できるように
すれば、黒色のトナーのほかカラートナーを用いたモノ
カラーコピーに対しても、黒色トナー用のプロセスカー
トリッジの他に複数のモノカラー用のプロセスカートリ
ッジを用意しておき、各色のプロセスカートリッジを必
要に応じて取り替えて使用することにより対応すること
ができる。
このように、プロセスカートリッジの使用形態およびそ
の管理はプロセスカートリッジを購入したユーザーに委
ねられることになる。そこで、そのプロセスカートリッ
ジを好ましくない条件の下で使用してしまったり、保管
の状態が十分でないという事態を招<、シたがってどの
ような状況においても十分使用に耐えるよう感光ドラム
、トナーその他の材料およびカートリッジの構造を選択
する必要がある。
例えば感光ドラムに直射日光や蛍光灯の光を長時間照射
すると感光ドラムが劣化して光メモリーが発生する。こ
のような感光ドラムを使用して画像を形成すると光メモ
リーを起した部分とその他の部分とでは画像濃度の不均
一を生じる。したがって、従来のプロセスカートリッジ
においては感光ドラムおよびプロセス手段を遮光壁で包
み、更に画像露光用のスリットおよび感光ドラムの転写
シートと接する部分には可動シャッタを設けて、プロセ
スカートリッジを画像形成装置から取外した時には外部
光の漏洩を防止するようにしている。しかしながらこの
ような可動部分は極力少ないほうが組立て性等の観点か
ら望ましい。
現像剤は、おもに着色剤とバインダー樹脂からなるトナ
ーとキャリアとから構成されている。バインダー樹脂は
熱あるいは圧力が加わることにより溶融し、紙に着色剤
を定着させる働きを持っている。−シたがって、プロセ
スカートリッジが直射日光等により高温にさらされると
、バインダー樹脂が溶融してブロッキングと呼ばれる固
着現象が発生しやすくなる。ブロッキングが発生すると
、次にこの現像器を使用するときに初期画像が不鮮明に
なったり、画像が得られないということがおきてしまう
。
またブロッキングの程度がひどいと、現像スリーブが回
転しなくなり、ついには現像器が破損してしまう。
このため、画像濃度の不均一や現像剤のブロッキングを
防止するために、感光体、現像材、その他の材料選択の
ラチチュードが狭くなり、画質の大幅な向上や更なるコ
ストダウンが図れないという問題がある。
また、ユーザにおいてもプロセスカートリッジの保管場
所や保管状況に注意を払わなければならない。
このような問題点を解決する方法の1つとして画像形成
装置とは別に外部に動力源及び駆動機構を設けて、取り
外した現像器をそれに接続し、トナーを攪拌することが
挙げられる。しかしながら、この方法ではカートリッジ
をはずす度に外部の駆動機構と接続しなおさなければな
らず、保管の場所も限られるなど使いにくさが依然残っ
てしまっていた。またコストの上昇を招くという問題も
あった。Electrophotography generally uses a photoconductive substance as a photoconductor, charges the photoconductor surface by corona discharge, etc., neutralizes the charge on the photoconductor surface by image exposure, and forms an electrostatic latent image on the photoconductor. Then, the latent image is developed using colored fine powder called toner that is charged oppositely to the charge on the surface of the photoreceptor, and if necessary, the toner image is transferred to a transfer material such as paper, and then fixed by heat or pressure. It is for obtaining a copy. Conventionally, process means including a photoreceptor, etc., which deteriorates depending on the amount of use and has a limited durability, are made into cartridges and configured to be detachable from the main unit, making it easy to replace consumables. is considered. Examples of replacing consumables with cartridges include developing devices that reach the limit of their use due to toner consumption at the same time as photoconductor replacement, cleaning devices that accumulate used toner, and even discharge problems that occur due to toner adhesion. It is also effective to replace an easy-to-use corona charger or the like at the same time as the photoreceptor. As mentioned above, a structure in which consumables that need to be replaced due to use can be attached to and detached from the main unit is referred to as a process cartridge.The process means of such a process cartridge include a photoreceptor, a developing device, and a cleaning device. There are combinations of containers, corona chargers, etc. An image forming method using such a process cartridge is typically performed using the following apparatus and steps. FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of an image forming apparatus using a process cartridge. In Figure 3, 3 old is a manuscript table made of a transparent member.
It reciprocates in the direction of the arrow. 302 is an imaging element array;
A light image of the document image on the document table is exposed onto the photosensitive drum 303 through slits 327 and 427 (FIG. 4). Note that the photosensitive drum rotates in the direction of the arrow. 304 is a corona charger that uniformly charges the photosensitive drum;
Reference numeral 5 denotes a developing device, which develops an electrostatic image formed by exposing a negatively charged photosensitive drum to light using an imaging element array 302 with toner. On the other hand, the transfer sheet P is fed onto the surface of the photosensitive drum 303 by a paper feed roller 306 and a register roller 307.
The toner image on the photosensitive drum is transferred by the transfer charger 308 . Thereafter, the transfer sheet P is separated by the separating means 313
The fuser 31 is separated from the photosensitive drum by a roller 321 that passes over a guide 309 and is located at the end of the conveyance path.
Sent to 0. The toner image on the transfer sheet is fixed by the fixing device 310, and the sheet is transferred to the tray 3 by the ejection roller 311.
12. On the other hand, toner remaining on the photosensitive drum without being transferred is scraped off by a cleaning blade and collected by a cleaning device 314. Furthermore, 31
5 is an illumination system for exposing the original, and 316 is a filter such as a heat ray absorption filter. Further, in FIGS. 3 and 4, image forming means such as a developing device 305, a cleaning device 314, and a charger 304 arranged around the photosensitive drum are integrated into light-shielding walls 330 and 4.
30 to form a process cartridge, and when the photosensitive drum is replaced, each unit in the cartridge is replaced at the same time, thereby reducing maintenance work. Furthermore, if the process cartridge can be easily replaced, multiple monochrome process cartridges can be used in addition to the black toner process cartridge for monochrome copying that uses color toner in addition to black toner. This can be done by preparing and replacing the process cartridges of each color as necessary. In this way, the manner in which the process cartridge is used and its management are left to the user who purchased the process cartridge. This can lead to situations where the process cartridge is used under unfavorable conditions or stored in insufficient conditions. Therefore, the photosensitive drum, toner, and other Materials and cartridge construction must be selected. For example, if a photosensitive drum is exposed to direct sunlight or fluorescent light for a long period of time, the photosensitive drum will deteriorate and optical memory will occur. When an image is formed using such a photosensitive drum, the density of the image becomes non-uniform between the area where the optical memory has occurred and the other areas. Therefore, in conventional process cartridges, the photosensitive drum and process means are surrounded by a light-shielding wall, and a movable shutter is provided in the slit for image exposure and the portion of the photosensitive drum that contacts the transfer sheet, and the process cartridge is removed from the image forming apparatus. At times, the leakage of external light is prevented. However, it is desirable to have as few movable parts as possible from the viewpoint of ease of assembly. The developer is mainly composed of a toner and a carrier, which are made of a colorant and a binder resin. The binder resin melts when heat or pressure is applied, and has the function of fixing the colorant to the paper. - Therefore, when the process cartridge is exposed to high temperatures due to direct sunlight, etc., the binder resin melts and a sticking phenomenon called blocking tends to occur. If blocking occurs, the next time this developing device is used, the initial image will become unclear or no image will be obtained. Furthermore, if the degree of blocking is severe, the developing sleeve will no longer rotate, and the developing device will eventually be damaged. For this reason, in order to prevent uneven image density and developer blocking, the latitude in selecting photoreceptors, developing materials, and other materials becomes narrower, making it impossible to significantly improve image quality or further reduce costs. There is. Furthermore, users must also pay attention to the storage location and storage conditions of the process cartridge. One method for solving these problems is to provide a power source and drive mechanism outside the image forming apparatus, connect the removed developing device thereto, and agitate the toner. However, with this method, each time the cartridge is removed, it must be reconnected to the external drive mechanism, and storage space is limited, making it difficult to use. There was also the problem of increased costs.
、本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、環境依存性の少ない優れた画質をもつ画像形成
装置を実現するためのプロセスカートリッジを提供する
ことを目的としている。
さらに本発明の目的は、取り扱いが容易な電子写真法に
よる画像形成装置を実現するためのプロセスカートリッ
ジを提供することである。The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a process cartridge for realizing an image forming apparatus having excellent image quality with little environmental dependence. A further object of the present invention is to provide a process cartridge for realizing an electrophotographic image forming apparatus that is easy to handle.
本発明は、電子写真画像形成装置に用いられ、感光ドラ
ムおよびプロセス手段が一体化されたプロセスカートリ
ッジにおいて、太陽電池と、該太陽電池により駆動し得
る感光ドラム回転手段および/または現像剤攪拌手段と
を有することを特徴とするプロセスカートリッジである
。
前記プロセスカートリッジにおいて、攪拌手段は現像剤
を攪拌できるものであれば如何なるものでも適用可能で
あるが、現像スリーブおよび/または攪拌搬送スクリュ
ーであることが好ましい。
本発明者らは、感光ドラムを回転させる機構をすべてプ
ロセスカートリッジに内蔵し、カートリッジを画像形成
装置から取り外しても、感光ドラムを回転させることに
より、遮光シャッターがなくても光メモリーの発生を防
止し、現像スリーブおよび/または攪拌搬送スクリュー
を回転させ、トナーを循環させることによってブロッキ
ングの発生を防止し、トリボ帯電を安定化できないかと
いう点に着目して検討を行なった。
まず、遮光シャッタ等の可動部分を省いたプロセスカー
トリッジを用い、画像形成装置とは別に設けた駆動機構
により感光ドラムおよび現像スリーブおよび攪拌搬送ス
クリューを回転させ、その回転数を種々変えて長期間放
置し、その後画像形成装置にセットして画像を出したと
ころ、ゆっくりでも回転してさえいれば常に鮮明な画像
が得られることが判明した。
しかし、全く休止せずに昼夜の区別なく感光ドラムを回
転させていると、感光ドラムの表面が次第に削れてゆき
、耐久性が損なわれてプロセスカートリッジ本来の交換
時期に達するまえに感光ドラムの寿命に達してしまうこ
とが判明した。
また、現像スリーブおよび攪拌搬送スクリューを回転し
ているとトリボ帯電は安定するものの、全く休止せずに
回転したり、あまりに回転が速いとかえってトリボ帯電
が過剰になりトナーが劣化することがわかった。
そこで、光メモリ−トナーのブロッキングの原因となる
光が当っている間だけ感光ドラムおよび現像スリーブお
よび攪拌搬送スクリューを回転させたところ、光メモリ
−、ブロッキングの発生もなく、トリボ帯電を安定化で
きて、鮮明な画像が得られることが判明した。
次に取り出したプロセスカートリッジの取扱いを容易に
するため小型モータおよび電池をプロセスカートリッジ
に内蔵させたところ、光が当っている間だけ感光ドラム
および現像スリーブおよび攪拌搬送スクリューを回転す
るためのセンサーおよび制御回路が必要なこと、カート
リッジの保管が長期にわたる場合、電池が消耗しても気
付かないことがあるという問題があることが判明した。
そこで、駆動用電源として太陽電池を利用し、プロセス
カートリッジに光があたったているときだけ感光ドラム
および現像スリーブおよび攪拌搬送スクリューが回転す
るようにできるかどうか、太陽電池の大きさ、種類、モ
ータおよびギアについて検討したところ、カートリッジ
に内蔵できる大きさの太陽電池を用いて感光ドラムおよ
び現像スリーブおよび攪拌搬送スクリューを充分に駆動
できることがわかった。更に、カートリッジに当る光量
にしたがって、感光ドラムおよび現像スリーブおよび攪
拌搬送スクリューの回転数が自動的に変わるので、ユー
ザにおいてのプロセスカートリッジの管理が簡便になる
ことがわかった。
第1図は、本発明による太陽電池を設けたプロセスカー
トリッジの外観、第2図は、感光ドラムおよび/または
現像スリーブおよび/または攪拌搬送スクリューを駆動
するためのモータ及びギアを内部に組み込んだプロセス
カートリッジの一例の断面図である。
第1図において、101は太陽電池、 130は遮光壁
に覆われたプロセスカートリッジ本体である。
第2図において、201は太陽電池、205は現像器、
214はクリーニング器、 227は画像露光用のスリ
ット、230は遮光壁に覆われたカートリッジ本体、2
81は太陽電池により駆動され得る小型モーター(不図
示)により駆動されるギア、282は感光ドラムを回転
させるためのギア、283は現像器の現像スリーブおよ
び/またはトナーの攪拌搬送スクリューを回転させるた
めのギアである。
プロセスカートリッジが画像形成装置にセットされてい
るときは本体側の突起(不図示)によってギア28!が
押込まれているのでギア281と282はかみ合ってい
ないため従来のプロセスカートリッジと同様に使用でき
る。プロセスカートリッジを画像形成装置からとりはず
すと、不図示のバネによりギア281とギア282がか
み合い、感光ドラムおよび現像スリーブおよび/または
攪拌搬送スクリューを駆動する準備ができる。太陽電池
201によって供給される電力によりモータ(不図示)
が回転し、ギア等による減速手段(不図示)およびギア
281 、282を介して感光ドラムが回転し、それに
伴なって現像スリーブおよび/または攪拌搬送スクリュ
ーが回転する。
ここでモータとギア281の間にある減速手段(不図示
)は、直射日光が照射されたときにモーターが高速回転
しても、感光ドラムおよび/または現像スリーブおよび
/または攪拌搬送スクリューの回転数を抑えてトナー等
の劣化を防止するとともに感光ドラムおよび/または現
像スリーブおよび/または攪拌搬送スクリューを回転さ
せるのに必要なトルクを得るためのものである。したが
って、公知のいずれの減速手段も使用でき、例えば大小
のギアを組み合わせたギアボックス、ベルトとギアを併
用したもの、チェーンとギアを組み合わせたもの等を用
いることができる。
またそれらの組合せは、太陽電池の出力、モーターの出
力等により感光ドラム、現像スリーブ、攪拌搬送スクリ
ューの回転速度が好適な範囲になるように適宜選定すれ
ば良い。
このように感光ドラムを回転させているので、遮光シャ
ッタ等の可動部分を省いても外部からの漏洩光による光
メモリの発生が防止できる。
また、回転する攪拌搬送スクリューおよび現像スリーブ
により現像剤は現像器305内を搬送・循璋される。こ
のようにして攪拌搬送スクリューおよび現像スリーブを
回転させているので、バインダー樹脂が溶融することな
がなくブロッキングが防止できる。また、トナーを循環
させているので、プロセスカートリッジを再使用すると
きにも初期からトリボ帯電が安定し、鮮明な画像が得ら
れる。
更に、太陽電池は照射される光の強度によって出力が変
化するので、強い光、例えば直射日光の当るような場合
には自動的にモータの回転速度が速くなり、現像剤は良
く攪拌され、光強度の弱いときや夜間は不必要な攪拌を
行なわない、不必要な攪拌を行なわないことにより、攪
拌のし過ぎによってトナーが劣化することがなく、攪拌
のし過ぎを防止するための、例えばスイッチ、タイマー
等が不要であるため、構造を簡素にすることができ、全
ての機構を現像器に内蔵させることができる。
ただし必要に応じてスイッチ、タイマー等を設けてもよ
い。
感光ドラムおよび/または現像剤を攪拌する攪拌搬送ス
クリューおよび/または現像スリーブの回転速度は、好
ましくは1 rpm以上500rpm以下、より好まし
くは5 rpm以上300rpm以下、最適には10r
pm以上100rpn+以下が望ましい。
ここでは感光ドラムと現像スリーブおよび/または攪拌
搬送スクリューの両方を回転させたが、回転させる部分
は感光ドラムあるいは現像スリーブおよび/または攪拌
搬送スクリューの片方だけでも本発明は効果的である。
本発明において使用できる太陽電池としては、単結晶シ
リコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファ
スシリコン太陽電池、ガリウム砒素太陽電池、インジウ
ムリン太陽電池、その他の化合物半導体太陽電池、有機
半導体太陽電池等のいずれの太陽電池も使用できる。な
かでもアモルファスシリコン太陽電池は、コストの低い
点、小型軽量化が可能な点、環境汚染がない点、さらに
オフィスの照明である蛍光灯に合う分光感度を有する点
などから好適である。
又、太陽電池の設置部分としてはプロセスカートリッジ
の上面、前面、側面のいずれでも本発明は有効である。
更に、太陽電池を着脱可能にしておき、画像形成装置に
セットしたカートリッジから太陽電池を外し、取外した
カートリッジにその太陽電池を設置することもできる。
ここで、プロセスカートリッジに設置する太陽電池の面
積としては好ましくは10c−以上500cm”以下、
より好ましくは50c−以上300cm”以下が望まし
い。
本発明において使用できるモータとしては、低消費電力
で高トルクのDCモータであればギャードモータ、コア
レスモータ、ブラシレスモータ等いずれも使用できるが
、特に低消費電流型のモータが好適である。
本発明のプロセスカートリッジにおいて使用する感光体
としては、アモルファスシリコン感光体、OPC感光体
、Se感光体等いずれもでよい。
本発明のプロセスカートリッジにおいてトナー等の現像
剤に使用できるバインダー樹脂としては、公知の熱可塑
性樹脂、例えばポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポ
キシ樹脂、エチレン−エチルアクリレート樹脂、フェノ
ール樹脂、スチレン−ブタジェン樹脂、キシレン樹脂、
ブチラール樹脂等が使用できる。
本発明のプロセスカートリッジにおいてトナー等の現像
剤に使用できる着色剤としては公知のものすべてが使用
でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒、ニグロシン、
ベンジジンイエロー、キナクリドン、ローダミンB、フ
タロシアニンブルーなどがある。The present invention provides a process cartridge for use in an electrophotographic image forming apparatus in which a photosensitive drum and a process means are integrated. A process cartridge characterized by having: In the process cartridge, the stirring means may be any means as long as it can stir the developer, but is preferably a developing sleeve and/or an stirring conveyance screw. The present inventors built all the mechanisms for rotating the photosensitive drum into the process cartridge, and by rotating the photosensitive drum even when the cartridge is removed from the image forming apparatus, the generation of optical memory can be prevented even without a light-shielding shutter. However, we focused on whether it is possible to prevent the occurrence of blocking and stabilize triboelectric charging by rotating the developing sleeve and/or the agitation conveyance screw to circulate the toner. First, using a process cartridge that does not have moving parts such as a light-shielding shutter, the photosensitive drum, developing sleeve, and agitation conveyance screw are rotated by a drive mechanism provided separately from the image forming apparatus, and the rotation speed is varied and left for a long period of time. However, when I set it up in an image forming apparatus and produced an image, I found that as long as I rotated it slowly, I could always get a clear image. However, if the photosensitive drum is rotated day and night without any pauses, the surface of the photosensitive drum will gradually wear away, and its durability will be impaired, causing the life of the photosensitive drum to expire before the process cartridge reaches its original replacement time. It turned out that it reached . In addition, although tribocharging is stabilized when the developing sleeve and agitation conveyance screw are rotated, it was found that if they rotate without stopping at all or if they rotate too quickly, tribocharging becomes excessive and the toner deteriorates. . Therefore, by rotating the photosensitive drum, developing sleeve, and agitation conveyance screw only while being exposed to light, which causes optical memory toner blocking, tribocharging could be stabilized without optical memory blocking. It was found that clear images could be obtained. Next, in order to facilitate the handling of the removed process cartridge, a small motor and battery were built into the process cartridge, and sensors and controls were installed to rotate the photosensitive drum, developing sleeve, and stirring conveyance screw only while exposed to light. It was found that there were problems in that a circuit was required, and if the cartridge was stored for a long period of time, the battery might not be noticed even if it was depleted. Therefore, we are considering whether it is possible to use a solar cell as a driving power source so that the photosensitive drum, developing sleeve, and agitation conveyance screw rotate only when the process cartridge is exposed to light, the size and type of the solar cell, and the motor. After examining the system and gears, it was found that the photosensitive drum, developing sleeve, and agitation conveyance screw could be sufficiently driven using a solar cell large enough to be built into the cartridge. Furthermore, it has been found that the number of rotations of the photosensitive drum, developing sleeve, and agitation conveyance screw are automatically changed according to the amount of light hitting the cartridge, making it easier for the user to manage the process cartridge. Fig. 1 shows the external appearance of a process cartridge provided with a solar cell according to the present invention, and Fig. 2 shows a process cartridge incorporating a motor and gears inside for driving a photosensitive drum and/or a developing sleeve and/or an agitation conveyance screw. FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of a cartridge. In FIG. 1, 101 is a solar cell, and 130 is a process cartridge body covered with a light shielding wall. In FIG. 2, 201 is a solar cell, 205 is a developing device,
214 is a cleaning device, 227 is a slit for image exposure, 230 is a cartridge body covered with a light-shielding wall, 2
81 is a gear driven by a small motor (not shown) that can be driven by a solar cell, 282 is a gear for rotating the photosensitive drum, and 283 is for rotating the developing sleeve of the developing device and/or the toner stirring and conveying screw. gear. When the process cartridge is set in the image forming apparatus, a protrusion (not shown) on the main body moves the gear 28! Since the gears 281 and 282 are not engaged with each other since they are pushed in, it can be used in the same way as a conventional process cartridge. When the process cartridge is removed from the image forming apparatus, gears 281 and 282 are engaged by a spring (not shown), and preparations are made to drive the photosensitive drum, the developing sleeve, and/or the stirring conveyance screw. A motor (not shown) is powered by the power supplied by the solar cell 201.
rotates, the photosensitive drum rotates via a speed reduction means (not shown) such as a gear, and gears 281 and 282, and the developing sleeve and/or the stirring conveyance screw rotate accordingly. Here, the speed reduction means (not shown) located between the motor and the gear 281 is configured to reduce the number of rotations of the photosensitive drum and/or developing sleeve and/or agitation conveyance screw even if the motor rotates at high speed when exposed to direct sunlight. This purpose is to prevent the deterioration of toner and the like by suppressing the noise, and to obtain the torque necessary to rotate the photosensitive drum and/or the developing sleeve and/or the agitation conveyance screw. Therefore, any known speed reduction means can be used, such as a gearbox combining large and small gears, a combination of a belt and gears, a combination of a chain and gears, etc. Further, the combination thereof may be appropriately selected so that the rotational speeds of the photosensitive drum, the developing sleeve, and the stirring and conveying screw are within a suitable range depending on the output of the solar cell, the output of the motor, and the like. Since the photosensitive drum is rotated in this manner, it is possible to prevent the generation of optical memory due to leakage of light from the outside even if movable parts such as a light-shielding shutter are omitted. Further, the developer is transported and circulated within the developing device 305 by the rotating agitation transport screw and the developing sleeve. Since the stirring conveyance screw and the developing sleeve are rotated in this manner, the binder resin is not melted and blocking can be prevented. Furthermore, since the toner is circulated, even when the process cartridge is reused, triboelectric charging is stabilized from the beginning, and clear images can be obtained. Furthermore, the output of solar cells changes depending on the intensity of the light irradiated with it, so when exposed to strong light, for example direct sunlight, the motor rotation speed will automatically increase, the developer will be well stirred, and the light will not be absorbed. By not performing unnecessary agitation when the intensity is low or at night, the toner will not deteriorate due to excessive agitation. , a timer, etc. are not required, so the structure can be simplified and all mechanisms can be built into the developing device. However, a switch, a timer, etc. may be provided as necessary. The rotation speed of the agitation conveyance screw and/or developing sleeve that agitates the photosensitive drum and/or the developer is preferably 1 rpm or more and 500 rpm or less, more preferably 5 rpm or more and 300 rpm or less, and optimally 10 rpm.
It is desirable that it is pm or more and 100 rpm or less. Although both the photosensitive drum, the developing sleeve, and/or the stirring conveyance screw are rotated here, the present invention is effective even if only one of the photosensitive drum, the developing sleeve, and/or the stirring conveyance screw is rotated. Examples of solar cells that can be used in the present invention include single crystal silicon solar cells, polycrystalline silicon solar cells, amorphous silicon solar cells, gallium arsenide solar cells, indium phosphide solar cells, other compound semiconductor solar cells, and organic semiconductor solar cells. Any solar cell can be used. Among these, amorphous silicon solar cells are suitable because they are low in cost, can be made smaller and lighter, do not pollute the environment, and have a spectral sensitivity that matches the fluorescent lamps used in office lighting. Furthermore, the present invention is effective regardless of whether the solar cell is installed on the top, front, or side surface of the process cartridge. Further, it is also possible to make the solar cell removable, remove the solar cell from a cartridge set in the image forming apparatus, and install the solar cell in the removed cartridge. Here, the area of the solar cell installed in the process cartridge is preferably 10cm or more and 500cm or less,
More preferably, the motor is 50 cm or more and 300 cm or less. As the motor that can be used in the present invention, any low power consumption, high torque DC motor such as a geared motor, coreless motor, brushless motor, etc. can be used. A current type motor is suitable. The photoreceptor used in the process cartridge of the present invention may be any of an amorphous silicon photoreceptor, an OPC photoreceptor, a Se photoreceptor, etc. Binder resins that can be used in the agent include known thermoplastic resins such as polyester resins, urethane resins, epoxy resins, ethylene-ethyl acrylate resins, phenol resins, styrene-butadiene resins, xylene resins,
Butyral resin etc. can be used. All known colorants can be used in the developer such as toner in the process cartridge of the present invention, such as carbon black, iron black, nigrosine,
These include benzidine yellow, quinacridone, rhodamine B, and phthalocyanine blue.
次に実施例により本発明を具体的に説明するが11本発
明はこれによりなんら限定されるものではない。
実施例1
第1図乃至第2図の本発明のプロセスカートリッジを用
いて第3図の画像形成装置によりA4版のベタ黒、ハー
フトーン、文字の各種の画像すンブルをとったのち、こ
のプロセスカートリッジを画像形成装置から取り外して
1力月間放置した。その後、再びこのプロセスカートリ
ッジを画像形成装置に装填して同様の画像サンプルをと
ったところ、初期画像から鮮明な画像が得られ、放置前
の画像と比較して全く変化がみられなかった。
比較例1−1
第4図の従来のプロセスカートリッジから遮光シャッタ
を省いたものを用いた以外は実施例1と同様にしたとこ
ろ、光メモリーが発生し、特に再使用後の初期画像にお
いて部分的に鮮明な画像が得られなかった。
比較例1−2
プロセスカートリッジのほかに太陽電池以外の商用電源
により駆動される感光ドラムの回転手段および現像剤の
攪拌手段を設け、取り外したプロセスカートリッジをそ
れに接続し、実施例1と同様に放置したが、プロセスカ
ートリッジの交換、接続といった取扱いが面倒であった
。
また、現像剤を常時攪拌したためにトナーが劣化してし
まい、いずれの画像も濃度が濃く、鮮明な画像が得られ
なかった。
比較例1−3
プロセスカートリッジに太陽電池の代りに蓄電池を内蔵
させ、実施例1と同様にしたが、途中で電池が消耗して
しまい、いずれの画像も鮮明な画像が得られなかった。
実施例2
第1図乃至第2図の本発明のプロセスカートリッジを用
いて第3図の画像形成装置により画像サンプルをとった
のち、このプロセスカートリッジを画像形成装置から取
り外して直射日光の当る場所に放置した。その後、再び
このプロセスカートリッジを画像形成装置に装填して画
像サンプルをとったところ、初期画像から鮮明な画像が
得られ、放置前の画像と比較してまったく変化がみられ
なかった。
比較例2
第4図の従来のプロセスカートリッジを用いた以外は実
施例2と同様にしてサンプルを取ったところ、特に再使
用後の初期画像において鮮明な画像が得られなかった。
プロセスカートリッジを分解して調べたところ、現像剤
がブロッキングを起こしていた。
実施例3
感光ドラムの材料および現像剤のバインダー樹脂と着色
剤の材料の組合せを種々変えて、第1図乃至第2図のプ
ロセスカートリッジを用いて実施例1と同様に放置前後
の画像を比較したところ、何れの組合せにおいても実施
例1と同様に良好な結果が得られ、画質が大幅に向上し
た。EXAMPLES Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto in any way. Example 1 Using the process cartridge of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, various image summaries of solid black, halftone, and text on an A4 size sheet were taken using the image forming apparatus shown in FIG. The cartridge was removed from the image forming apparatus and left for one month. Thereafter, when this process cartridge was loaded into the image forming apparatus again and a similar image sample was taken, a clear image was obtained from the initial image, and no change was observed compared to the image before being left. Comparative Example 1-1 When the same process as Example 1 was used except that the conventional process cartridge shown in Fig. 4 without the light-shielding shutter was used, optical memory occurred, especially in the initial image after reuse. A clear image could not be obtained. Comparative Example 1-2 In addition to the process cartridge, a photosensitive drum rotating means and a developer stirring means driven by a commercial power source other than a solar cell were provided, and the removed process cartridge was connected to it and left as was in Example 1. However, handling such as replacing and connecting the process cartridge was troublesome. In addition, because the developer was constantly stirred, the toner deteriorated, and all images had a high density and were not clear. Comparative Example 1-3 A storage battery was built into the process cartridge instead of a solar cell in the same manner as in Example 1, but the battery ran out during the process and no clear images could be obtained. Example 2 After taking an image sample using the image forming apparatus shown in FIG. 3 using the process cartridge of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the process cartridge was removed from the image forming apparatus and placed in a place exposed to direct sunlight. I left it alone. Thereafter, when this process cartridge was loaded into the image forming apparatus again and an image sample was taken, a clear image was obtained from the initial image, and no change was observed compared to the image before being left. Comparative Example 2 When samples were taken in the same manner as in Example 2 except that the conventional process cartridge shown in FIG. 4 was used, a clear image could not be obtained, especially in the initial image after reuse. When I disassembled the process cartridge and examined it, I found that the developer was blocking. Example 3 Comparing images before and after being left in the same manner as in Example 1 using the process cartridges shown in Figures 1 and 2 with various combinations of photosensitive drum materials and developer binder resin and colorant materials. As a result, good results were obtained in all combinations as in Example 1, and the image quality was significantly improved.
本発明により、光メモリーが抑制され、プロセスカート
リッジを放置した後再び使用したときに画像濃度が不均
一にならず、感光体の材料選択の自由度が広くなり画質
が大幅に向上する。
さらに遮光シャッター等の可動部分を省くことができ、
プロセスカートリッジの組立てが用意になる。
またトナーのブロッキングが抑制されているためにトナ
ーの成分である着色剤とバインダー樹脂及びキャリアの
組合せの自由度が広がり、画質を飛躍的に向上させるこ
とができ、かつトナーのコストを低くすることが出来る
という効果が得られる。
又、トナーのトリボ帯電が安定するために、プロセスカ
ートリッジを再使用するときに、1枚目から鮮明な画像
が得られるという効果がある。
更に、太陽電池、モータおよびギアをプロセスカートリ
ッジに組み込んでいるので、感光ドラムを駆動するため
の動力源及び駆動機構を別に設ける必要もなく、プロセ
スカートリッジの取扱いが容易になるという効果が得ら
れる。According to the present invention, optical memory is suppressed, image density does not become non-uniform when the process cartridge is used again after being left unused, and the degree of freedom in selecting materials for the photoreceptor is widened, thereby significantly improving image quality. Furthermore, moving parts such as light-shielding shutters can be omitted.
The process cartridge assembly is now ready. In addition, since toner blocking is suppressed, the degree of freedom in combining the colorant, binder resin, and carrier, which are the components of the toner, is increased, making it possible to dramatically improve image quality and reduce toner costs. The effect is that it can be done. Further, since the triboelectric charging of the toner is stabilized, there is an effect that when the process cartridge is reused, a clear image can be obtained from the first sheet. Furthermore, since the solar cell, motor, and gear are incorporated into the process cartridge, there is no need to separately provide a power source and drive mechanism for driving the photosensitive drum, and the process cartridge can be easily handled.
第1図は本発明のプロセスカートリッジの外観図、第2
図はプロセスカートリッジの部分斜視図、第3図はプロ
セスカートリッジを有する画像形成装置の断面図、第4
図は従来のプロセスカートリッジの外観図である。
101.201
130,230,330.430
205.305
214.314
227.327,427
281、282.283
3(II
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
15
太陽電池
プロセスカートリッジ
現像器
クリーニング器
画像露光用スリット
ギア
原稿台
結像素子アレイ
感光ドラム
コロナ帯電器
現像器
給送ローラ
レジスターローラ
転写帯電器
搬送ガイド
定着器
排出ローラ
トレイ
分離手段
照明光学系
熱線吸収フィルタ
画像形成装置
感光ドラム保護カバー
搬送ローラFig. 1 is an external view of the process cartridge of the present invention, Fig. 2 is an external view of the process cartridge of the present invention;
The figure is a partial perspective view of a process cartridge, FIG. 3 is a sectional view of an image forming apparatus having a process cartridge, and FIG.
The figure is an external view of a conventional process cartridge. 101.201 130,230,330.430 205.305 214.314 227.327,427 281, 282.283 3 (II 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 15 Solar battery process cartridge developer cleaning device Slit gear for image exposure Document table Imaging element array Photosensitive drum Corona charger Developing device Feeding roller Register roller Transfer charger Conveying guide Fixing device Ejection roller Tray Separating means Illumination optical system Heat ray absorption filter Image forming device Photosensitive drum protective cover Conveying roller
Claims (1)
びプロセス手段が一体化されたプロセスカートリッジに
おいて、太陽電池と、該太陽電池により駆動しうる、感
光ドラム回転手段および/または現像剤攪拌手段とを有
することを特徴とするプロセスカートリッジ。 2、前記現像剤攪拌手段が現像スリーブであることを特
徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。 3、前記現像剤攪拌手段が攪拌搬送スクリューであるこ
とを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ
。 4、電子写真画像形成装置に用いられ、感光ドラムおよ
びプロセス手段が一体化されたプロセスカートリッジに
おいて、該カートリッジが太陽電池および該太陽電池に
より駆動されるモータを有し、該カートリッジが画像形
成装置から取り外されたときに該モータが該太陽電池を
電源として駆動され、かつ該感光ドラムが該モータによ
り回転させられることを特徴とするプロセスカートリッ
ジ。[Claims] 1. In a process cartridge used in an electrophotographic image forming apparatus and in which a photosensitive drum and a process means are integrated, a solar cell and a photosensitive drum rotation means and/or a photosensitive drum rotation means that can be driven by the solar cell are provided. A process cartridge characterized in that it has a developer stirring means. 2. The process cartridge according to claim 1, wherein the developer stirring means is a developing sleeve. 3. The process cartridge according to claim 1, wherein the developer stirring means is an agitation conveyance screw. 4. A process cartridge used in an electrophotographic image forming apparatus in which a photosensitive drum and a process means are integrated, the cartridge having a solar cell and a motor driven by the solar cell, and the cartridge being removed from the image forming apparatus. A process cartridge characterized in that when removed, the motor is driven using the solar cell as a power source, and the photosensitive drum is rotated by the motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1325443A JPH03185464A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Process cartridge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1325443A JPH03185464A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Process cartridge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03185464A true JPH03185464A (en) | 1991-08-13 |
Family
ID=18176919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1325443A Pending JPH03185464A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Process cartridge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03185464A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110293298A1 (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and maintenance control method for the same |
| JP2018049164A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP1325443A patent/JPH03185464A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110293298A1 (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and maintenance control method for the same |
| JP2018049164A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
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