JPH04343367A - 画像形成装置本体に着脱自在な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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機やレーザビームプ
リンタの如き電子写真方式や静電記録方式を採用する画
像形成装置に関し、特にその画像形成装置に着脱自在な
プロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置においては、そ
の使用が長時間に及ぶと像担持体である感光ドラムの交
換、現像器の交換又は現像剤（トナー）の補給、帯電器
の放電ワイヤの清掃、廃トナーで一杯となったクリーニ
ング器の交換、その他感光ドラム回りの機器の調整や交
換が必要となる。

【０００３】しかし、かかるメンテナンス作業はこれを
行なうには専門的技能、知識を有し、一般のユーザには
容易ではなかった。

【０００４】そこで感光ドラム、現像装置、帯電装置、
クリーニング装置等のプロセス機器をカートリッジ容器
内に一体的に組み付け、プロセスカートリッジとして画
像形成装置本体に着脱自在に配設して、上記のプロセス
機器についてメンテナンスの必要が生じれば、プロセス
カートリッジ全体を交換してメンテナンスの容易化を図
るといったことが提案され、実現化されている。

【０００５】このプロセスカートリッジの構成は図７に
示すように感光ドラム１０をはさんで両側にクリーニン
グ装置１３と現像装置１１が配設されており、現像装置
の略上方にトナー容器１１０が設けられている。帯電装
置１２は感光ドラム１０の略上方に配設されている。ク
リーニング装置１３は感光ドラム上の残留トナーをクリ
ーニングして該感光ドラムを次の画像形成のために備え
させるものであるが、以下に詳細に説明する。

【０００６】クリーニング装置１３は廃トナーを回収す
るクリーナー容器１３０と感光ドラム１０に摺擦して感
光ドラム上の残留トナーを掻き落とすクリーニングブレ
ード１３１と掻き落とされた廃トナーをクリーナー容器
１３０内へ導くスクイシート１３２とクリーナー容器１
３０内の廃トナーを該クリーナー容器１３０の内部に搬
送する搬送部材（図示せず）とから構成されている。更
にクリーナー容器１３０には感光ドラムの軸方向の両端
部の壁が感光ドラムの方へ伸びており、感光ドラムの両
端部の回転支軸（図示せず）を介して感光ドラムを回転
自在に支持している。また、この延長されたクリーナー
容器の壁には帯電装置も取付けられている。

【０００７】一方、現像装置１１は感光ドラム上の静電
潜像にトナーを供給して潜像を可視化させるものである
が、その構成は、現像室を構成する現像容器１１１と、
トナーを供給する現像スリーブ１１２と現像スリーブ１
１２に摺擦してトナーを帯電させ同時に現像スリーブ上
へ一定厚さのトナー層を形成させる規制ブレード１１６
とから構成されている。現像容器の感光ドラムと反対側
の面は開口部があり、トナーを収容しているトナー容器
１１０の開口部と係合するように現像容器１１１とトナ
ー容器１１０が結合されている。現像ブレード１１６は
ゴムのような弾性部材によりできており、現像スリーブ
１１２へ押圧され摺擦することにより規制ブレード１１
６と現像スリーブ１１２の間に入ったトナーが現像スリ
ーブ１１２へ強くこすりつけられ帯電するようになって
いる。同時に現像スリーブ上のトナー層の厚みを規制し
ている。この規制ブレード１１６で適当なトナー層の厚
みと帯電量を得るには規制ブレードのエッジ部の直線性
、該エッジ部の現像スリーブへの位置、規制ブレードの
現像スリーブに対する当接角度等に対して非常に厳しい
精度が要求される。

【０００８】また、上記クリーニング装置１３の摺擦部
材であるクリーニングブレード１３１とスクイシート１
３２についても同様に感光ドラム１０に対する高い位置
精度が要求される。

【０００９】さて、感光体ドラム１０、帯電装置１２を
支持しているクリーナ容器１３０とトナー容器１１０を
結合した現像容器１１１は、支点Ｃを中心にしてクリー
ナー容器１３０に対して現像容器が回動自在に取付けら
れ、バネ等の付勢手段（図示なし）によってクリーナー
容器１３０へ付勢されている。これは感光ドラム１０と
現像スリーブ１１２の位置精度を出すためで、現像スリ
ーブ１１２の両端の同軸上に感光ドラム１０と現像スリ
ーブ１１２の間隙保持部材（図示なし）が取付けられて
おり、現像容器１１１がクリーナー容器１３０へ付勢さ
れる、即ち感光ドラム１０に現像スリーブ１１２が付勢
されると間隙保持部材によって感光ドラム１０と現像ス
リーブ１１２の間隙が適当に保持されるようになってい
る。そして、現像容器１１１をクリーナー容器１３０に
取付けた後、外観の美観、取扱い、防麈、遮光のため外
装カバー部材３０を取付けている。また、感光ドラムの
保護のためシャッター３１も取付けられている。

【００１０】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では感光ドラムはクリーナー容器にその両端部
を支軸を介して支持されており、クリーニングブレード
はその保持部材を介してクリーナー容器に支持されてい
るためクリーニングブレードのエッジ部の感光ドラムに
対する位置が要求される精度を満たすことは困難な場合
が多く、そのためクリーニング容器にクリーニングブレ
ードを取付けた後でそのエッジ部の位置を検査し、再調
整を行うという工程を余儀なくされていた。このことは
、スイクシートにも同様のことがいえ、また規制ブレー
ドと現像スリーブの現像容器への取付けについても同様
である。

【００１１】更に、感光ドラムとクリーニングブレード
、スクイシートをクリーナー容器へ取付け、現像スリー
ブと規制ブレードを現像容器へ取付けそれぞれの容器で
それぞれの位置精度を出し、それらを組付けて初めて一
体のプロセスカートリッジとする構造のため部品点数が
多く、組立てや検査工数の増大をも招いていた。

【００１２】更に上記従来例では前記トナー容器内のト
ナーを使い切ると前記プロセスカートリッジを交換する
必要が生じるが、画像形成装置によっては前記プロセス
カートリッジの寿命を変える必要がある。例えば高速複
写機の場合、月間コピー量が多くプロセスカートリッジ
の交換頻度が高くなってしまうため、トナー容量を大き
くしてプロセスカートリッジの寿命を長くする必要があ
る。一方、小型複写機の場合は月間コピー量も少なく、
また装置本体の軽量、小型化が要求されているためトナ
ー容量を小さくし、小形にしなければならない。この様
にプロセスカートリッジを画像形成装置本体の種類毎に
用意する必要があった。

【００１３】また、プロセスカートリッジはトナー容器
内のトナーを使いきった後は廃棄物として捨てられるた
め、大量に消費されると環境汚染問題にも発展する恐れ
があり、一方、プロセス機器は近年くり返し使用に対す
る寿命が向上しているものもあり、使用可能な部品を含
んでいるものまでを捨てなければならないという問題が
あった。

【００１４】本発明は上述した問題点に鑑み成されたも
のでその目的はこのような問題点を解消したプロセスカ
ートリッジを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は像担持体と、この像担持体に作用するプロセス手段
とを有し、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリ
ッジであって、前記像担持体を支持する支持手段に、前
記プロセス手段の構成部材を位置決めして一体的に支持
させ、この支持手段に互いに種類の異なる複数の現像剤
収容容器を選択的に接合可能とし、複数種のプロセスカ
ートリッジに対して前記支持手段を共通化したことを特
徴とするものである。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添附図面に基づいて
説明する。

【００１７】先ず、図３により本発明のプロセスカート
リッジが適用可能な画像形成装置の概要を説明する。図
中１０は像担持体である感光ドラムであり、該感光ドラ
ムの回りには現像器１１、帯電器１２、クリーニング器
１３といった画像形成用のプロセス手段がそれぞれ配設
されている。そしてこれ等のプロセス手段はカートリッ
ジ容器１４ａ、１４ｂと共に一体的に組付けられ、プロ
セスカートリッジ１４として装置本体１内に着脱自在に
配設されてメンテナンスの容易化が図られている。

【００１８】プロセスカートリッジ１４内の感光ドラム
１０下方には転写帯電器１５が配設され、該転写帯電器
１５に対し給紙側には給紙トレイ１６、給紙ローラ１７
、レジストローラ１８が配設され、排紙側には転写紙ガ
イド１９、定着器２０、排紙ローラ２１、排紙トレイ２
２が配設されている。

【００１９】またプロセスカートリッジ１４の上方には
原稿照明用の照明ランプ２３及び該照明ランプ２３によ
る原稿の反射画像光を感光ドラム１０に露光する短焦点
光学素子アレイ２４が配設されている。また、装置本体
１の上部には図示矢印方向に移動可能な原稿台２５が設
けられている。

【００２０】帯電器１２により一様帯電された感光ドラ
ム１０上に、照明ランプ２３及び短焦点光学素子アレイ
２４を介して原稿台２５上の原稿の光像が照射されると
、この感光ドラム１０上には静電潜像が形成される。 該静電潜像は感光ドラム１０の回転に伴い現像器１１の
方に向けられ、該現像器１１によってトナーｔが供給さ
れてトナー像に変えられる。そして、このトナー像は転
写帯電器１５により転写紙Ｐ上に転写されるが、該転写
紙Ｐは給紙トレイ１６、給紙ローラ１７を介してレジス
トローラ１８に送られ、該レジストローラ１８によって
タイミングを合されて感光ドラム１０と転写帯電器１５
間に搬送されて、この転写紙Ｐ上に感光ドラム１０上の
トナー像が転写される。転写されたトナー像を担持する
転写紙Ｐは定着器２０に送られてそのトナー像が永久像
として定着された後、排紙ローラ２１により排紙トレイ
２２上に積載される。また転写の終了した感光ドラム１
０はその残留トナーがクリーニング器１３によりクリー
ニングされ、つぎの画像形成のために備えなられている
。

【００２１】次に図１及び図２により本実施例のプロセ
スカートリッジ１４について更に詳細に説明する。感光
ドラム１０は両端にて回転支軸１４１、１４２を介して
支持部材２６に回転自在に取付けられている。感光ドラ
ム１０の一方の端にはドラムギア１０１が結合されてお
り、図示しない画像形成装置本体の駆動系により図１の
矢印方向へ回転される。支持部材２６はクリーニング装
置側へ伸び、前奥が連絡されており、その連絡部分でク
リーニングブレード１３１を直接保持している。このた
めクリーニングブレード１３１のエッジ部の感光ドラム
に対する位置決めは、支持部材２６と感光ドラムの回転
支持軸１４１、１４２の部品を精度良く製作すれば要求
精度を満たすことができる。

【００２２】また、支持部材２６はクリーニング装置側
の下部において一部が折れ曲っており、スクイシート１
３２の保持部材１３３が取付けられるようになっており
、スクイシート１３２先端の感光ドラムへの位置精度が
支持部材２６と保持部材１３３によって確保されるよう
になっている。クリーニングブレード１３１及びスクイ
シート１３２とクリーナー容器１４ａのリブ部材１３６
、１３７の間にはシール部材１３４、１３５が配設され
、廃トナーの漏れ出しを防いでいる。

【００２３】クリーナー容器１４ａの上部には爪１４３
、１４４が設けられ、支持部材２６の穴（不図示）に係
合され、クリーナー容器１４ａ下部においては支持部材
２６とネジ止めされている。また、前記クリーナー容器
の上部及び左右の壁は容器部から更に伸び、感光ドラム
を覆っており、その先端はトナー容器１４ｂと突当てら
れ、プロセスカートリッジ１４の外装カバーを兼ねてい
る。

【００２４】一方、支持部材２６には図２に示されるよ
うに現像剤担持体たる現像スリーブ１１２が軸受１５０
、１５１を介して取付けられている。現像スリーブ１１
２の一端には前記ドラムギア１０１と噛み合うように歯
車１１３が取付けられ、感光ドラムの回転に伴い図１の
矢印方向へ回転される。現像スリーブ１１２の他の端部
にはバネ性をもつ材料でてきたバイアス電極板１１４が
現像スリーブ１１２に摺擦するように配設されており、
図示しない画像形成装置本体の現像バイアス給電部から
現像バイアスが給電されている。また、現像スリーブ１
１２の中には円周方向に複数の磁極を持つ棒状のマグネ
ットローラ１１５が配設され、その軸は軸受１５０、１
５１を通り抜けトナー容器１４ｂと支持部材１５２によ
って支持されている。

【００２５】現像スリーブ１１２の感光ドラム１０に対
する位置は支持部材２６、感光ドラムの回転支軸１４１
、１４２、及び軸受１５０、１５１を精度良く製作する
ことにより要求精度を確保している。このため従来必要
としていた間隙保持部材は不要となった。

【００２６】また、支持部材２６の現像スリーブ１１２
の上側部分は図１に示されるように内側へ折れ曲がって
おり、現像剤層規制部材たる規制ブレード１１６がその
保持部材１１７を介して取付けられている。現像ブレー
ド１１６のエッジ部の現像スリーブに対する位置精度は
支持部材２６の製作の精度によって確保している。また
、現像スリーブ、規制ブレードとトナー容器１４ｂのリ
ブ部材１１７、１１８の間にはシール部材２７、２８、
２９が配設され、トナーの漏れ出しを防いでいる。

【００２７】また、支持部材２６にはクリーナー容器と
同じようにトナー・容器１４ｂが上部の爪１４５、１４
６と下部のネジによって取付けられている。

【００２８】また、トナー容器１４ｂには仕切り板１１
９があり、現像装置をトナー容器１１０、現像室１１１
に分けている。仕切板１１９の中央部、リブ部材１１７
から１１８までの間にはトナー供給用の開口部があり、
シール部材１０２によって覆われており、その一端は折
り返されトナー容器１４ｂの外側へ突出しており、把手
１０３と接触されており、操作者が前記把手１０３をつ
かんでシール材１０２を引き抜くことによりトナーを現
像室１１１へ供給できるようになっている。

【００２９】さらに、支持部材２６の上方には帯電器１
２の帯電ケース１２２が固定ピン（不図示）を介して支
持されている。帯電ケースの他端にはピンが一体的に形
成されており、支持部材２６の穴に嵌合され支持されて
いる。帯電ケース１２２の内側にはバネ（不図示）を介
して軸受（不図示）が設けられ、帯電ローラ１２１の軸
を支持し、かつ感光ドラム１０へ帯電ローラ１２１を付
勢している。また、帯電ケース１２２の一端は支持部材
２６の外へ伸びており、帯電ローラ１２１へ給電するた
めの電極板１２６を内包し、図示しない画像形成装置本
体の給電接点と接続されるようになっている。

【００３０】このように画像形成装置の要部の部品、即
ち感光ドラム、クリーニングブレード、スクイシート、
現像スリーブ、規制ブレード、帯電ケースを１つの支持
部材２６へ一体的に取付けることにより、感光ドラムに
対するクリーニングブレードやスクイシートの位置決め
、現像スリーブに対する規制ブレードの位置決めが支持
部材２６、回転支軸１４１、１４２、軸受１５０、１５
１、スクイシート保持部材１３３の６点の部品の精度に
より決まるので、これらの部品、特に支持部材２６の検
査を行えば組立て時に各ブレードのエッジ部の位置を検
査する必要もなくなる。

【００３１】更に、本発明によるプロセスカートリッジ
では、前記したようにクリーナ容器１４ａ、トナー容器
１４ｂが支部部材２６に分解可能に取付けてあるので、
トナー容器内のトナーを使い切ったプロセスカートリッ
ジを回収して、クリーナー容器、トナー容器を取外し、
清掃後シール部材１０２を貼付け、トナーを再充填し、
支部部材２６に取付けている再使用できない磨耗した部
品やクリープしたゴム部品等を交換し、再び組立てて出
荷できる。

【００３２】また、支部部材２６に図１に２点鎖線で示
すようにトナー容量、廃トナー容量の異るトナー容器や
クリーナ容器をそれぞれ取付けることにより、寿命の異
る別種のプロセスカートリッジを簡単に製造できる。

【００３３】このように、本発明によれば、複数種のプ
ロセスカートリッジに対して、像担持体やプロセス手段
の構成部材が一体的に位置決めされて支持される支持部
材を共通化することができるのである。

【００３４】図４に本発明による他の実施例を示す。

【００３５】図において１３８は廃トナーをプロセスカ
ートリッジから排出させるパイプであり、画像形成装置
本体に設けられた廃トナーボトル（図示せず）に接続さ
れている。クリーナー容器１４ａ内には廃トナーを排出
パイプ１３８へ導き、搬出させる螺旋状の廃トナー送り
１３９が配設され、この一端は駆動歯車（図示せず）に
結合されており、駆動歯車はドラムギア１０１から駆動
を受け回転させられる。

【００３６】また、トナー容器１４ｂの中にはトナーを
現像室１１１へ送り込むためのトナー送り部材１０４が
配設され、この一端は廃トナー送り１３９と同様に駆動
歯車（不図示）に結合されており、現像スリーブの駆動
歯車１１３と噛み合う歯車列（不図示）によって図中矢
印方向へ回転される。

【００３７】また、クリーナー容器１４ａ、トナー容器
１４ｂは共に上側に開いた形状になっており、前記廃ト
ナー送り１３９、トナー送り部材１０４等の部品を上か
ら組み込み、支持部材２６に取付け、上部カバー１５３
を取付けてプロセスカートリッジを成している。

【００３８】この形状のプロセスカートリッジは、クリ
ーナー容器が小さく、トナー容器が上方へ位置していな
いため薄形で全長も短くできるため、特に小型の画像形
成装置に向いている。

【００３９】図５に本発明による更に他の実施例を示す
。

【００４０】図中１４ａ′、１４ｂ′は例えばポリエチ
レンシートの様な可撓性を有するシート材を袋状にした
、それぞれクリーナー容器、トナー容器であり、支持部
材２６を覆うカバー部材１４ｃに接着されている。この
場合、画像形成装置本体には図６に示すようにプロセス
カートリッジのクリーナー容器、１４ａ′、トナー容器
１４ｂ′を支持し、プロセスカートリッジ着脱時のガイ
ドとなる枠１４ｄを配設している。

【００４１】この様に、プロセスカートリッジのクリー
ナー容器、トナー容器を安価な可撓性のシート材にし、
そのカバーの機能を持つものとして画像形成装置本体に
枠を設けることにより、消耗品としてのプロセスカート
リッジのコストを下げることができ、ランニングコスト
の低い画像形成装置を提供することができる。

【００４２】尚、本実施例ではクリーニング装置の摺擦
部材としてのクリーニングブレードを、現像スリーブの
トナー層の厚みを規制する現像剤層規制部材として規制
ブレードを用いているが、これらがローラ形状のもので
あっても良い。

【００４３】また、本実施例ではプロセスカートリッジ
がトナー容器とクリーナー容器の両方をもつものを示し
たが、これに限らず現像剤収容容器として少なくとも一
方を有していればよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体の支持部材に、クリーニング手段の摺擦部材、
現像手段の現像担持体及び現像剤担持体上への現像剤層
規制部材及び帯電手段のケース等のプロセス手段の構成
部材を一体的に取付けることにより、クリーニング手段
の摺擦部材や現像剤層規制部材のそれぞれ像担持体、現
像剤担持体に対する位置決めが、支持部材等の部品精度
によって決定できるので、組立て時の検査工程を省略で
き、また、ユニット化により組立て工数も削減できるた
め、低コストでかつ品質の安定したプロセスカートリッ
ジを実現できる。

【００４５】また、前記プロセス手段の構成部材を一体
に取付けた像担持体の支持部材に、現像剤収容容器であ
るトナー容器、クリーナー容器を接合して組立てて、更
に分解可能とすることにより次の効果が得られる。 １．現像剤収容容器であるトナー容器やクリーナー容器
を交換することにより簡単に寿命や断面形状の異なるプ
ロセスカートリッジを供給できる。 ２．像担持体と、プロセス手段と、支持部材とを統一で
きるため生産管理が簡便になる。 ３．更にトナー容器内のトナーを使い切ったプロセスカ
ートリッジを回収し、現像剤収容容器を取外し、耐用限
度を越えた部品を交換し、例えば新しいトナーを再充填
したトナー容器を取付ければ、プロセスカートリッジの
再利用が簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したプロセスカートリッジの断面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ′断面図である。

【図３】本発明のプロセスカートリッジが着脱自在な画
像形成装置の概略断面図である。

【図４】本発明による他の実施例を表わすプロセスカー
トリッジの断面図である。

【図５】本発明による更に他の実施例を表わすプロセス
カートリッジの断面図である。

【図６】図５に表したプロセスカートリッジが着脱自在
な画像形成装置の概略断面図である。

【図７】従来のプロセスカートリッジの断面図である。

【符号の説明】

１０　　感光ドラム １１　　現像装置 １２　　帯電器 １３　　クリーニング装置 １４ａ　　クリーナー容器 １４ｂ　　トナー容器 ２６　　感光ドラムの支持部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　像担持体と、この像担持体に作用する
   プロセス手段とを有し、画像形成装置に着脱自在なプロ
   セスカートリッジであって、前記像担持体を支持する支
   持手段に、前記プロセス手段の構成部材を位置決めして
   一体的に支持させ、この支持手段に互いに種類の異なる
   複数の現像剤収容容器を選択的に接合可能とし、複数種
   のプロセスカートリッジに対して前記支持手段を共通化
   したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】　　前記現像剤収容容器は現像に供する現
   像剤を収容する現像剤収容容器及び／又は廃現像剤を収
   容する現像剤収容容器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. 【請求項３】　　前記複数の現像剤収容容器は互いに現
   像剤の収容量が異なることを特徴とする請求項１又は請
   求項２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】　　前記複数の現像剤収容容器は互いに形
   状が異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載のプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】　　前記現像剤収容容器は可撓性を有する
   部材で形成されていることを特徴とする請求項１及至請
   求項４に記載のプロセスカートリッジ。