JPH04165366A - プロセスユニットおよび該プロセスユニットを有する画像記録装置 - 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、電子写真プロセスを利用したプロセスユニッ
トおよびこのプロセスユニットを使用する画像記録装置
に関する。

［従来の技術］ 近年、電子写真プロセスを利用した各種画像記録装置に
おいて、像担持体である感光体ドラムと、この感光体ド
ラム回りの帯電、現像、クリーニング等のプロセス手段
のうちいくつかの構成手段を、一体的に構成し、本体装
置に着脱自在にした、いわゆるプロセスユニットを用い
ることが一般的になっている。

第３図、及び第４図は、従来実施されているプロセスユ
ニットを用いた画像記録装置の一実施例を示したもので
、プロセスユニット１２０は、感光体ドラム１０１の回
りに、感光体ドラムを一次帯電させる帯電器１０２、画
像信号に基すいて点滅する光走査器１５０によって、感
光体ドラム１０１上に潜像を形成するための露光開口１
０３、潜像をトナーによって現像する現像器１０４、感
光体ドラム上のトナーを転写材（用紙）に転写した後、
転写しきれなかった残留トナーを回収するクリーニング
手段１１５なとから構成され、これらのプロセス手段が
感光体ドラム１０１を中心にしてプロセスユニットの国
体１３０に一体的に組み合わされており、本体装置２０
０に対して、着脱自在に構成されている。

なお、現像器１０４は、プロセスユニット１２０の設定
された寿命に見合うだけのトナーを収納するトナー容器
１０６と、トナーを、感光体ドラム１０１に塗布するた
めの現像スリーブ１０７等からなる。一方、クリーニン
グ手段１１５は、感光体ドラム上の残留トナーをかき落
とすクリーニングブレード１１８、回収されたトナー（
廃トナー）を、プロセスユニットの設定寿命の間貯蔵す
る廃トナー容器１１９等からなる。

このプロセスユニットには、従来の技術に対して、例え
ば次のような利点かあった。

（１）感光体、トナー等の消耗部材の交換を、専任のサ
ービス要員でなく一般の使用者が簡易に行えるようにし
、画像記録装置の保守に関する費用の低減を図る。

（２）感光体、現像剤等の特性のばらつきをプロセスユ
ニット毎に補正する手段を付与するか、プロセスユニッ
ト毎にこのばらつきを本体装置に信号で知らしめ、例え
ば、−次帯電器用高圧電源の出力電圧を調整するなど、
感光体、トナー等の消耗品の交換毎に生じる、画像品質
のばらつきを低減する。

（３）プロセスユニットを一体的に構成し、本体装置に
着脱自在になっているため、これらの交換時に、感光体
ドラムに傷をつけたり、トナーかこぼれたりすることが
ない。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のようなプロセスユニットには、多
くの利点がある反面、次のような問題点があった。

すなわち、プロセスユニットを構成する感光体ドラム１
０１の寿命と、現像用トナー容器１０６の容量、廃トナ
ー容器１１９の容量は、互いにバランスがとれているこ
とが望ましい。ところが、感光体ドラム１０１が、近年
技術の進歩にともなって長寿命化するにともなって、感
光体ドラムの寿命に合わせた大容量のトナー容器１０６
、及び廃トナー容器１１９が必要となってきた。特に、
転写帯電器による用紙への転写効率は、一般に７０乃至
８０％程度であり、現像器側のトナー容器１０６に収納
されるトナー容量の２０乃至３０％が、廃トナーとして
、廃トナー容器１１９に収納されることになっていた。

この結果、長寿命のプロセスユニットを構成しようとす
ると、プロセスユニットの容積が大型化し、プロセスユ
ニット交換時の簡易さ５．及び本体装置の小型化が阻害
されるという問題点があった。

また、寿命のつきたプロセスユニットを廃棄スる際、廃
棄すべき容積が大きいために、産業廃棄物上も粗大ゴミ
として処理が問題化していた。

また、これらの問題点を解決するために、第５図、及び
第６図に示すように、プロセスユニット１２０に、クリ
ーニング手段１１５の中の廃トナーを、現像器１０４に
回収するための搬送手段１４１を設け、廃トナーを再使
用（リサイクル）する方法が特許出願されている。

しかしながら、トナーの搬送のために、円筒状の搬送管
とスパイラル形状回転軸からなる、トナー搬送手段１４
２．１４３．１４４を組み合わせて構成する必要があり
、装置全体が複雑になるため、コスト的に高いものとな
るだけでなく、搬送手段中のトナー詰まりなど、信頼性
上の問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、感光体ドラム
上の残留トナーをクリーニング後、回収し、現像器で再
使用するための、簡易な構成で、安価な装置を提供する
ことにある５、［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のプロセスユニット
、及び画像記録装置においては、像担持体と、この像担
持体を帯電させる帯電手段と、この像担持体上を光信号
で露光することにより形成された潜像を現像する現像手
段と、像担持体−トの残留廃トナーを回収するクリーニ
ング手段のうち、前記のクリーニング手段の配置が、像
担持体の潜像形成位置よりも、現像器側に設は久れてお
り、感光体から回収しまた廃トナーを、現像器で再使用
するような構成になっている。

さらに、クリーニング手段は、現像器と一体的に構成さ
れており、また、両者の間に廃トナー中の不純物を除去
するフィルタ一部材を備えてもよい。

また上記構成のプロセスユニットにおいて、クリ−ニー
・グ手段と現像手段が一体としてもよい。

また前記プロセスユニットにおいて、クリーニング手段
における像担持体上から回収された廃トナー中から、ト
ナー以外の不純物を取り除く除去手段を備えてもよい。

さらに上記画像記録装置において、前記のクリーニング
手段において、像担持体上から回収された廃トナー中か
ら、トナー以外の不純物を取り除く除去手段を備えるで
もよい。

［作用］ 上記の構成を有する本発明のプロセスユニ、ノド、及び
画像記録装置によれば、感光体ドラムを、感光体ドラム
上に残留したトナー層を介して、帯電器により一次帯電
させ、ついでこの感光体ドラム上に、画像記録信号によ
って変調された光ビーム等により露光することで潜像を
形成し、この後で、感光体ドラム上の残留トナーをクリ
ーニング手段で除去する。しかるのちに、感光体ドラム
上の静電潜像を現像器により現像し１、転写材に転写す
ることで、転写材上に可視像を形成する。

前記のクリーニング手段は、現像器の直前に位置するた
め、クリーニングブレードで回収（また残留トナーは、
廃トナーとせすに、現像器内に導き、再使用される。さ
らに、前記クリーニング手段で回収した残留トナー中の
、転写材の用紙紙粉等の不純物は、クリーニング手段と
現像器との間の除去手段によって、トナー中から除去さ
れてから、現像に使用される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示したもので、
第１図において画像記録装置２００は、像担持体として
の感光体ドラム１０１を含むプロセスユニット１２０と
、感光体ドラム１０１上に潜像を形成するための光走査
器１５０と、転写材としての用紙を収納する用紙カセッ
ト２１１と、用紙を送り出す給紙ローラ２１２と、用紙
のタイミングを取るレジストローラ２１３と、感光体ド
ラム１０１上のトナーを用紙に静電転写するための転写
帯電器２１４と、用紙上のトナーを定着するための定着
器２１５と、用紙を排紙トレイ２２０に排出するための
排紙ローラ２１６等からなる。

感光体ドラム１０１は、アルミニウム等の導電性円筒基
材上に、フタロシアニン等の従来既知の光導電性物質を
バインダ樹脂中に分散して作られ、一般に光によって発
生する正負の電荷ベアのうち、正孔を搬送する性質のあ
る負帯電型の有機感光体（ＯＰ　Ｃ）からなる。

またトナーは、スチレンアクリル系のバインダポリマー
中に、四三酸化鉄（マグネタイト）等からなる磁性粉と
、その他必要に応じてアゾ系含金属染料、塩素化パラフ
ィン等の帯電制御剤、カーボンブラック等の着色剤等を
含み、平均粒径８マイクロメートルないし１５マイクロ
メートルに粉砕された、負帯電性の粉体を用いる。

第２図は前記プロセスユニット１２０をより詳細に示し
たもので、プロセスユニット１２０ｆ；ｔ、図中の矢印
方向に回転する感光体ドラム１０１の回りに、感光体ド
ラムを帯電させるための一次帯電器１０２と、感光体ド
ラムに前記光走査器１５０からの光ビームを露光するた
めの露光開口１０３と、感光体ドラム上の残留トナーを
クリーニングするクリーニングブレード１１８と、クリ
一二ングブレード１１８で回収されたトナー中の不純物
を除去する除去手段１６０と、現像用トナーを収納する
トナー容器１０６と、トナーを感光体ドラム上に現像す
る現像器１０４と、これらの構成要素を一体的に保持す
るための国体１３０とからなる。

前記の除去手段１６０は、感光体ドラム１０１からクリ
ーニングブレード１１８によって回収されたトナー中に
混在する用紙中の紙粉や、用紙上に付着して来るゴミな
どの不純物を除去するためのもので、クリーニングブレ
ード１１８によって回収された残留トナーを、−時的に
溜めるトナー溜め部１６４と、内部に点対称形に交互に
分割着磁された、固定マグネットローラ１６２を持ち、
図示しない駆動源によって矢視方向に回転される非磁性
のトナー搬送ローラ１６１と、トナー搬送ローラ１６１
上のトナーをはぎ取るためのスクレーパブレード１６３
とからなる。

また、現像器１０４は、トナー容器１０６と、トナー容
器１０６中のトナーを攪拌搬送するアジテータ１１２と
、内部に点対称形に交互に分割着磁された、固定マグネ
ットローラ１０８を持ち、図示しない駆動源によって矢
視方向に回転される非磁性の現像スリーブ１０７と、現
像スリーブ上のトナーの層厚を均一化するブレード１０
９と、トナー容器１０６とスリーブ１０７とを仕切る長
手方向に複数の開口を持つ仕切り１１３等からなる。

次に、第２図を用いて本実施例によるプロセスユニット
の動作について説明する。

転写工程を終えた感光体ドラム１０１は、表面に微量の
残留トナーを載せた状態で、−次号電器１０２により帯
電される。感光体ドラム１０１上には、前回の画像記録
に基ずく残留電荷が残っているが、−次号電器は従来公
知のスコロトロンを用いるため、グリッド電圧にほぼ等
しい電位に均一帯電される。

次に、感光体ドラム１０１は、プロセスユニット１２０
の露光用開口１０３から光ビームによって画像情報を書
き込まれ、静電潜像が形成される。

ここで、光ビームは感光体ドラム上にトナーを現像すべ
き部分に露光される。（反転現像方式）。

次に、クリーニングブレード１１８が感光体トラム上の
微量な残留トナーをかき取り、前記のトナー中の不純物
を除去するべく不純物除去手段１６０にトナーを運ぶ。

しかるのちに、感光体ドラム１０１上の静電潜像は、現
像器１０４によって負帯電トナーを現像され、光ビーム
の露光された部分にトナーが現像される。

以下は、第１図に示したとおり転写帯電器２１４により
用紙にトナーを転写し、定着器２１５で定着され、排紙
トレイ２２０に用紙が排出される。

トナー中の不純物除去手段１６０の動作を説明する。

クリーニングブレード１１８によって回収された残留ト
ナーは、紙粉、ゴミなどと共にトナー溜め部１６４に溜
る。このうちトナーは、前記のように磁性粉を内包する
磁性トナーであるので、内部に磁極を持つ非磁性のトナ
ー搬送ローラ１６１の表面に付着して矢視方向に搬送さ
れる。一方残留トナー中の紙粉、ゴミ等は非磁性である
ため、トナー搬送ローラ１６１には付着せずに、トナー
溜め部１６４に留まる。トナー搬送ローラ１６１上を搬
送されたトナーは、スクレーパブレード１６３によって
はぎ取られ、重力によって現像器１０４内のトナー中に
落下し、混合される。

現像器１０４においては、トナー容器１０６中のトナー
は、アジテータ１１２によって仕切り１１３の開口部か
ら現像スリーブ１０７側に送り出されるが、前記の残留
トナーが再利用されるべく混入して来るので、現像スリ
ーブ回りのトナーの減り具合いに応じて適宜送り出され
ることになる。

かくして転写されなかった残留トナーは、クリーニング
ブレードによって回収された後、混入している不純物を
除去され、現像器１０４において、トナー容器中の未使
用トナーと混合されて、再使用される すなわち、回収トナーと、未使用トナーは、ともにマグ
ネットローラ１０８の磁力により現像スリーブ１０７の
表面に磁気的に吸引され、現像スリーブの回転にともな
って矢印のように反時計方向に搬送され、ブレード１０
９によってトナー層厚を均一化されたのち、感光体ドラ
ム１０１と対向する部分で、静電潜像を現像する。

なお、本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々
の変形が可能である。

例えば、転写残留トナー中の紙粉等の不純物が少ない場
合には、不純物除去手段１６０は設ける必要がない。ク
リーニングブレード１１８でかき落とされた残留トナー
は、直接現像器１０４の中に混合される。

また、不純物除去手段１６０は、本実施例に示したちの
以外にも、例えばクリーニングブレード１１８と現像器
１０４との間にトナーのみか通過するような開口を有す
るメツシュスクリーンを設け、このメツシュスクリーン
を振動することで、トナーを現像器１０４中に落下させ
てもよい。

［発明の効果コ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、転写残留トナーを簡易な構成によって現像器側に回収
し、これを再使用するので、トナーの単位重量当たりの
印字可能枚数が、従来の方式と比べて２０乃至３０％増
え、ランニングコストを低減できるほか、省資源的に有
利である。

また、プロセスユニット自体の体積か小さくなり、取扱
も簡便となり、本体装置の小型化にも貢献できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の一実施例を示したもので、第
１図は上記実施例によるプロセスユニットとこのプロセ
スユニットを組み込んだ画像記録装置の構成を示す断面
図、第２図は上記プロセスユニットの詳細を示す断面図
である。また第３図から第６図は従来のプロセスユニッ
トとこれを用いた画像記録装置を示すもので、第３図は
従来の画像記録装置と、これに用いるプロセスユニット
の構成を示す断面図、第４図は従来のプロセスユニット
を装置本体から着脱する状態を示した説明図、第５図は
廃トナーの再利用を行う従来のプロセスユニットの構成
を内部を透視して示す斜視図、第６図は第５図の平面図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、像担持体と、 この像担持体を帯電させる帯電手段と、 この像担持体上を光信号で露光することにより形成され
   た潜像を現像する現像手段と、 像担持体上の残留廃トナーを回収するクリーニング手段
   のうち、少なくとも２つ以上を一体的に構成されたプロ
   セスユニットにおいて、 前記のクリーニング手段の配置が、像担持体の潜像形成
   位置よりも、現像器側にあることを特徴とするプロセス
   ユニット。 ２、像担持体と、この像担持体を帯電させる帯電手段と
   、この像担持体上を光信号で露光することにより形成さ
   れた潜像を現像する現像手段と、像担持体上の残留廃ト
   ナーを回収するクリーニング手段を持ち、像担持体上の
   トナー像を転写材に転写して可視像を記録する画像記録
   装置において、クリーニング手段の配置は、像担持体の
   潜像形成位置よりも、現像器側にあることを特徴とする
   画像記録装置。