JPH0545972A - 電子写真記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】消耗品のみを組み込んだ消耗品カートリッジを
着脱自在にしてランニングコストを低減する。 【構成】被現像体は、感光体１４に一部が接触するよう
に設けられ、供給ロールと巻取りロール間で送られ、供
給ロール及び巻取りロールに端部を有する。上記感光体
１４の表面を帯電する帯電手段１５と、帯電した感光体
１４を露光して静電潜像を形成する露光手段１６と、ト
ナーを収容し、かつ、上記感光体１４に密着して重ねら
れた被現像体の上にトナーを付着させ、上記静電潜像に
対応するトナー像を形成する現像装置５と、上記被現像
体の上のトナー像を記録支持体２０に転写する転写手段
１７，１９とを有する。そして、上記被現像体及び現像
装置５のみによって消耗品カートリッジ１を構成し、該
消耗品カートリッジ１を本体に対して着脱自在とする。
記録が継続して行われ、トナーがなくなると消耗品カー
トリッジ１が新しいものと交換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタなど
に用いられる電子写真記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンタなどに用いられ
る電子写真記録装置においては、記録速度が速いこと、
高画質なこと、普通紙に記録することができること等の
理由によってカールソン方式による電子写真記録方法が
多く用いられている。この方法によれば、感光体に対
し、帯電、露光、現像の各プロセスが行われ、感光体上
にトナー像が形成される。そして、上記感光体上のトナ
ー像に紙などの記録支持体が重ねられ、転写が行われ
る。その後、上記記録支持体にトナーが定着される。一
方、転写後の感光体上に残留したトナーはクリーニング
装置によって清掃され、上記感光体は繰り返し使用され
る。

【０００３】ところで、一般的に記録装置は、消耗品の
補給が必要不可欠である。例えば、ワイヤドットプリン
タにおいてはリボンカセットが、熱転写プリンタにおい
てはインクフィルムなどが必要である。これらの消耗品
はオペレータが容易に交換することができる。一方、電
子写真記録装置における消耗品はトナーであり、該トナ
ーが消耗された時は補給する必要がある。しかし、トナ
ーは粉体という性質上飛散しやすく、オペレータの衣服
や、装置内部や室内環境などを汚染することがある。ま
た、上記電子写真記録装置においては、他の記録装置と
は異なりトナーを補給する以外に、クリーニング装置で
回収されたトナーを廃棄する必要がある。この場合もト
ナーによる汚染が問題となる。

【０００４】さらに、電子写真記録装置では長期間連続
して記録を行うと、次のような問題が発生する。すなわ
ち、トナーが付着することなどによって感光体の特性が
劣化したり、感光体の表面に傷が付いたりする。また、
トナーを含む現像剤の特性が劣化したり、クリーニング
装置の清掃部材であるブレード、クリーニングブラシ等
が摩耗して清掃能力が低下したりする。さらに、帯電器
のワイヤがトナーなどによって汚れ、感光体の表面の帯
電電位が不均一になる。上記各問題が発生することによ
って、画像に欠陥が生じ、画像品位が低下してしまう。

【０００５】したがって、画像品位を維持するために、
感光体、現像器、トナー、クリーニング装置、帯電器の
ワイヤ、露光装置の光学系等の清掃、交換等の保守作業
が必要不可欠となり、オペレータに代わって専門の保守
員が定期的に保守作業を行っている。以上説明したよう
に、電子写真記録装置は他の記録装置のように装置を購
入した後、消耗品を補給したり交換したりする以外の保
守作業が必要となる。

【０００６】そこで、これらの保守作業を不要としたプ
ロセスカートリッジが提供されている（特公昭５８−５
４３９２号公報、特公昭６２−３３５８１号公報参
照）。該プロセスカートリッジは、メンテナンスフリー
の記録装置として小型、低速の複写機やパーソナルコン
ピュータのプリンタなどに採用されている。上記プロセ
スカートリッジは、一定の画像品質を保持するために、
調整、清掃、交換等の保守作業が必要な感光体、現像装
置、クリーニング装置、帯電器、トナー等を含むもので
構成される。そのため、オペレータは、衣服や装置の内
部や室内環境を汚染することなくトナーを補給すること
ができるとともに、その時同時に感光体、現像装置、ク
リーニング装置、帯電器等を交換することができ、定期
的な保守作業を不要とし、長期にわたって安定した画質
を得ることが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の電子写真記録装置においては、プロセスカートリッ
ジは、例えば、感光体、現像装置及びクリーニング装置
で構成したり、感光体、現像装置、クリーニング装置、
帯電器及びトナー収容槽で構成したり、感光体、クリー
ニング装置及び帯電器で構成しているため、価格が高く
なってしまう。すなわち、プロセスカートリッジは、電
子写真記録装置の中心部である感光体を中心としてプロ
セスユニットを多数配列して成っており、各プロセスユ
ニットには非常に多くの部品が組み込まれている。した
がって、このプロセスユニット自体が非常に複雑な構造
となり、高価となって、プロセスカートリッジの価格も
高くなってしまう。

【０００８】本発明は、上記従来の電子写真記録装置の
問題点を解決して、組み込まれるプロセスユニットの数
を少なくして簡素化し、消耗品のみを組み込んだ消耗品
カートリッジを着脱自在に装着し、ランニングコストを
低減することができる電子写真記録装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の電
子写真記録装置においては、感光体に一部が接触するよ
うに被現像体が設けられ、該被現像体が供給ロールと巻
取りロール間で送られる。該被現像体は、上記供給ロー
ル及び巻取りロールに端部を有する。また、上記感光体
の表面を帯電する帯電手段と、帯電した感光体を露光し
て静電潜像を形成する露光手段と、トナーを収容し、か
つ、上記感光体に密着して重ねられた被現像体の上にト
ナーを付着させ、上記静電潜像に対応するトナー像を形
成する現像装置と、上記被現像体の上のトナー像を記録
支持体に転写する転写手段とを有する。

【００１０】そして、上記被現像体及び現像装置によっ
て消耗品カートリッジを構成し、該消耗品カートリッジ
を本体に対して着脱自在とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、上記のように感光体に一部が
接触するように被現像体が設けられ、該被現像体が供給
ロールと巻取りロール間で送られる。該被現像体は、上
記供給ロール及び巻取りロールに端部を有する。また、
上記感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した感光
体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを
収容し、かつ、上記感光体に密着して重ねられた被現像
体の上にトナーを付着させ、上記静電潜像に対応するト
ナー像を形成する現像装置と、上記被現像体の上のトナ
ー像を記録支持体に転写する転写手段とを有する。

【００１２】したがって、上記感光体は、帯電手段によ
って帯電された後、露光手段によって露光されて表面に
静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された感光
体の上に、被現像体が密着して重ねられ、該被現像体を
介して現像装置が現像を行う。すなわち、被現像体にト
ナーが付着され、静電潜像に対応するトナー像が形成さ
れる。このトナー像は転写手段に送られ、該転写手段に
よって記録支持体に転写させられる。

【００１３】そして、上記被現像体及び現像装置によっ
て消耗品カートリッジを構成し、該消耗品カートリッジ
を本体に対して着脱自在とする。記録が継続して行われ
トナーがなくなると、消耗品カートリッジが取り外され
新しいものと交換される。この時、上記被現像体及び現
像装置のみが交換される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の電子写真記録装
置における消耗品カートリッジの装着状態図、図２は消
耗品カートリッジの概略図、図３は本発明の電子写真記
録装置の概略図である。

【００１５】図２において、消耗品カートリッジ１はフ
ィルムで構成される被現像体２、該被現像体２を供給す
る供給ロール３、上記被現像体２を巻き取る巻取りロー
ル４、現像装置５、該現像装置５に収容され上記被現像
体２を案内するガイドローラ９及び外枠１０から成って
いる。上記被現像体２は、後述するように転写部で加熱
され１６０°Ｃ前後に達する。したがって、その材質は
耐熱性があり、また、ある程度の絶縁性があるポリエス
テル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテル
サルフォン、ポリエーテルエーテルケトン等とされる。
また、フィルムの厚さは、現像時に被現像体２とトナー
担持体６間に電気力線を発生させることを考慮すると、
１００μｍ以下とし、引張り強度とその取扱性を考慮す
ると５μｍ以上とすることが望ましい。上記実施例で
は、ポリイミドの基材にフッ素樹脂を被覆して、総厚３
０μｍのフィルムとしている。

【００１６】現像装置５は、収容したトナー８をトナー
担持体６上に吸着し、搬送して、感光体１４に密着して
重ねられた被現像体２に付着させ、感光体１４上の静電
潜像に対応して現像する。上記現像装置５としては、二
成分磁気ブラシ現像器、一成分磁気ブラシ現像器、一成
分非磁性現像器等のいずれのものも利用することができ
る。

【００１７】図１及び図２において、１１は第１筐体、
１２は第２筐体であって、これらは回動支点１３を中心
にして回動可能な構成にしてある。上記第１筐体１１に
は、感光体１４が設けられるとともに該感光体１４の周
囲に帯電手段１５、露光手段１６、第１の転写手段１７
が設けられている。一方、第２筐体１２には、第１の転
写手段１７と一対で機能する第２の転写手段１９、例え
ば、記録紙などの記録支持体２０を収容する給紙カセッ
ト２１、給紙ローラ２２、送紙手段である送紙ローラ２
３と排紙ローラ２４及び記録支持体２０を案内する案内
部材２５，２６，２７が設けられている。

【００１８】上記感光体１４はドラム状に形成されてお
り、導電性支持体上に光導電層を設けたもので構成さ
れ、セレン感光体、有機系感光体、酸化亜鉛感光体、ア
モルファスシリコン感光体等いずれのものも使用するこ
とができる。帯電手段１５としての帯電装置は、上記感
光体１４の表面に対向して設けられる。帯電装置として
は、図に示すような帯電ローラが使用され、該帯電ロー
ラは例えば、金属製の芯金に導電性のゴムを積層したも
ので構成され、かつ、芯金には図示しない電圧印加手段
によって電圧が印加されている。帯電ローラのほかに、
コロナ放電器なども利用することができる。

【００１９】露光手段１６としての露光装置は、画像信
号を光に変換して感光体１４に照射する。露光装置とし
ては、レーザ、ＬＥＤアレイ等の光源と作像光学系を組
み合わせたもの、あるいは複写機に一般に用いられ、原
稿の反射光を投影する光学系などのいずれのものも利用
することができる。記録状態では、図３に示すように、
上記第１筐体１１に設けられた第１の転写手段１７と第
２筐体１２に設けられた第２の転写手段１９が当接させ
られて転写装置を形成する。ここでは、第１の転写手段
１７は加熱手段を有する帯状の加熱体で構成され、ガラ
ス、セラミックス等の基材の表面にＮｉ−Ｐなどの発熱
抵抗層を形成し、更にその上にＴａ₂ Ｏ₅ 、フッ素樹脂
等の保護層を被覆して形成される。上記加熱体として
は、ローラ状の形状を有していてもよく、例えば金属製
中空部材にハロゲンランプを内蔵したもの、又は金属面
に直接発熱体を設けたものなどを利用することができ
る。第２の転写手段１９は弾性体状の加圧ローラで形成
される。該加圧ローラは金属製の芯金にゴムを積層して
形成され、ゴムとしては耐熱性のシリコーンなどが使用
される。

【００２０】次に、上記構成の電子写真記録装置の動作
及び作用について説明する。初めに、上記消耗品カート
リッジ１を図１に示すように第１筐体１１に装着する。
この時、被現像体２は、ガイドローラ９と第１の転写手
段１７間の部分が、第１筐体１１側の感光体１４と消耗
品カートリッジ１側の現像装置５のトナー担持体６とに
挟まれるような位置に置かれる。第１筐体１１を閉じる
と、被現像体２はさらに第１筐体１１側の第１の転写手
段１７と第２筐体１２側の第２の転写手段１９とに狭圧
され、図示しない加圧手段によって一定の圧力で加圧さ
れる。この状態で画像が形成される。

【００２１】そして、上記感光体１４と第２の転写手段
１９である加圧ローラが図示しない駆動手段によって矢
印Ａ方向（図３）に一定周速度で回転すると、被現像体
２は、感光体１４との摩擦力と、第１の転写手段１７と
第２の転写手段１９間の圧接力によって矢印Ｂ方向に移
動する。一方、巻取りロール４には、電子写真記録装置
の本体側から図示しない駆動伝達手段を介して回転が伝
えられ、適度な速度と張力で被現像体２を巻き取ること
ができるようになっている。また、供給ロール３には図
示しないブレーキ機構が設けられており、被現像体２が
たるまないように適度な張力が与えられる。

【００２２】次に、記録のプロセスについて図４及び図
５を併用して説明する。図４は本発明の電子写真記録装
置における現像プロセスを示す図、図５は本発明の電子
写真記録装置における転写・定着プロセスを示す図であ
る。初めに、感光体１４（１４ａは光導電層であり、１
４ｂは導電性支持体である。）は、帯電手段１５によっ
て一様かつ均一に帯電させられる。次に、露光プロセス
では、露光手段１６によって画像信号に対応した光が感
光体１４に照射され、静電潜像が形成される。

【００２３】現像プロセス（図４）では、感光体１４に
密着して重ねられた被現像体２に現像装置５が現像を行
う。本実施例では反転現像が利用され、そのため、感光
体１４の導電性支持体１４ｂとトナー担持体６間にはバ
イアス電位付与手段３２が設けられ、バイアス電位が印
加される。このような構成でトナー担持体６と被現像体
２の空間には、感光体１４に形成された静電潜像に伴う
電気力線が被現像体２を貫通して発生する。このため、
トナー担持体６上の帯電したトナー８は、静電気力で被
現像体２上に付着し、現像される。

【００２４】一方、給紙カセット２１に収容された記録
支持体２０は、給紙ローラ２２によって給紙され、給紙
ローラ２２によって第１、第２の転写手段１７，１９に
送紙される。転写プロセス（図５）では、トナー像が形
成された被現像体２に記録支持体２０が重ねられ、第１
の転写手段１７と第２の転写手段１９に挟まれて、図示
しない加圧手段によって圧接される。被現像体２上のト
ナー８には被現像体２を介して第２の転写手段１９から
熱が伝達され、加熱溶融される。溶融したトナー８は被
現像体２から記録支持体２０に転写し、同時に定着され
る。その後、記録支持体２０は装置外へ排出され、図示
しないスタッカに積み重ねられる。

【００２５】一方、記録支持体２０への転写を行った後
の被現像体２は、巻取りロール４に回収される。上記被
現像体２の表面は離型性の良いフッ素樹脂が被覆されて
いるので、被現像体２から記録支持体２０への転写率は
非常に高く、トナー８はほとんど残留しない。そのた
め、被現像体２は何度も使用することが可能である。な
お、非記録時に、巻取りロール４に巻き取られた被現像
体２は供給ロール３側に適宜逆方向に巻き取られ、再度
使用されるようになっている。

【００２６】一方、感光体１４は、現像プロセスを終え
被現像体２と分離した後は、必要に応じて除電ランプな
どによって全面に光が照射され、残留電荷が除去され
る。こうして、感光体１４は繰り返し利用される。この
ようにして、記録が続けられトナー８がなくなると、電
子写真記録装置を図１に示すように開放状態にして、消
耗品カートリッジ１を交換すれば、同様の安定した画像
を形成することができる。消耗品カートリッジ１は、供
給ロール３と巻取りロール４で構成される被現像体２
と、現像装置５のみで構成されているので、消耗品カー
トリッジ１の交換時にはこれらのみが廃棄される。トナ
ー８は転写プロセスでほとんど１００％転写されるの
で、廃棄されない。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。例えば、上記実施例では消耗品カートリッジ
１を電子写真記録装置を開放して取り外し及び装着を行
うようにしているが、電子写真記録装置の一側面から行
うようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、感光体に一部が接触するように被現像体が設けら
れ、該被現像体が供給ロールと巻取りロール間で送られ
る。該被現像体は、上記供給ロール及び巻取りロールに
端部を有する。また、上記感光体の表面を帯電する帯電
手段と、帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する
露光手段と、トナーを収容し、かつ、上記感光体に密着
して重ねられた被現像体の上にトナーを付着させ、上記
静電潜像に対応するトナー像を形成する現像装置と、上
記被現像体の上のトナー像を記録支持体に転写する転写
手段とを有する。

【００２９】そして、上記被現像体及び現像装置によっ
て消耗品カートリッジを構成し、該消耗品カートリッジ
を本体に対して着脱自在とする。上記記録が継続して行
われ、トナーがなくなると、消耗品カートリッジが取り
外され、新しいものと交換される。この時、消耗品カー
トリッジは、上記被現像体及び現像装置から成り、感光
体、クリーニング装置、帯電手段等は含まれないので交
換されない。上記被現像体の価格は感光体、クリーニン
グ装置、帯電手段等に比べて極めて低く、ランニングコ
ストを低減することができる。

【００３０】さらに、従来の静電転写ではトナーの転写
率は環境に影響されて変化が多く、その平均はおよそ７
０〜８０％前後であり、トナーの使用効率が悪かったの
に対し、本発明の電子写真記録装置においては、ほとん
ど１００％に近い転写効率を得ることができ、トナーの
使用効率が高くなる。したがって、廃棄される消耗品カ
ートリッジにはトナーが含まれない。

【００３１】また、感光体は被現像体を介してトナー担
持体と分離されているので、トナーに触れることはな
い。すなわち、感光体へのトナーの付着や接触摩擦がな
いので、感光体が劣化しない。そして、転写効率はおよ
そ１００％であるのでクリーニング装置が不要となる。
しかも、感光体に対向して設けられる帯電手段や露光手
段の光学系がトナーによって汚れず、清掃などの保守作
業は不要となる。

【００３２】このように、特別な保守の専門員による保
守作業が不要となり、廃棄される消耗品カートリッジに
含まれる部品が非常に少なく、ランニングコストを低減
することができるだけでなく、廃棄物を少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真記録装置における消耗品カー
トリッジの装着状態図である。

【図２】消耗品カートリッジの概略図である。

【図３】本発明の電子写真記録装置の概略図である。

【図４】本発明の電子写真記録装置における現像プロセ
スを示す図である。

【図５】本発明の電子写真記録装置における転写・定着
プロセスを示す図である。

【符号の説明】

１ 消耗品カートリッジ ２ 被現像体 ３ 供給ロール ４ 巻取りロール ５ 現像装置 １１ 第１筐体 １２ 第２筐体 １４ 感光体 １５ 帯電手段 １６ 露光手段 １７ 第１の転写手段 １９ 第２の転写手段 ２０ 記録支持体（記録紙）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）感光体と、 （ｂ）該感光体に一部が接触させられて供給ロールと巻
   取りロール間で送られるとともに、該供給ロール及び巻
   取りロールに端部を有する被現像体と、 （ｃ）上記感光体の表面を帯電する帯電手段と、 （ｄ）帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露
   光手段と、 （ｅ）トナーを収容し、かつ、上記感光体に密着して重
   ねられた被現像体の上にトナーを付着させ、上記静電潜
   像に対応するトナー像を形成する現像装置と、 （ｆ）上記被現像体の上のトナー像を記録支持体に転写
   する転写手段とを有するとともに、 （ｇ）上記被現像体及び現像装置によって消耗品カート
   リッジを構成し、該消耗品カートリッジを本体に対して
   着脱自在としたことを特徴とする電子写真記録装置。