JPH0581034B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像形成装置本体に装着可能なプロ
セスカートリツジ及び画像形成装置に関する。

ここで、画像形成装置としては、電子写真複写
機、静電記録機、プリンタ等が含まれる。

［従来の技術］ 従来のこの様なプロセスカートリツジは、感光
体、現像装置、クリーニング装置、帯電器等が１
つの匡体に収納されカートリツジ化されて、画像
形成装置本体に着脱可能に構成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記プロセスカートリツジは、収納されていた
現像装置のトナーを使いきつた時、カートリツジ
全体を交換するもので、これによつて所謂メンテ
ナンスフリーを実現したものである。

しかるに、近年、例えばＡ−Si（アモルフアス
シリコン）感光体等の出現で感光体の長寿命化が
可能となりつつある。

そこで近年、像担持体の長寿命性を十二分に活
かして、所謂メンテナンスフリーを実現すること
が望まれている。本発明はこの点に着目してなさ
れたもので、比較的寿命の長い像担持体を装置本
体側に残し、現像手段とクリーニング手段とをカ
ートリツジ化して、トナーを使いきつた時にプロ
セスカートリツジごと交換するものである。

このようにすることにより、像担持体の長寿命
性を十二分に活かして、所謂メンテナンスフリー
を実現したものである。しかも本発明によれば、
プロセスカートリツジを装置本体に対し着脱する
際に、像担持体面に傷等を生じさせることを防止
できるものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、像担持体を有する画像形成装置本体
に装着可能なプロセスカートリツジにおいて、匡
体と、前記匡体に変位可能に設けられた現像手段
と、前記現像手段を作用位置方向へ付勢する現像
弾性手段と、前記匡体に変位可能に設けられた弾
性クリーニング手段と、前記クリーニング手段を
退避位置方向へ付勢するクリーニング弾性手段
と、前記プロセスカートリツジを画像形成装置本
体へ装着する動作に応じて、前記画像形成装置本
体側と当接して前記現像弾性手段の付勢力に抗し
て前記現像手段を前記作用位置から退避位置へ退
避させ、装着完了に応じて前記画像形成装置本体
側との当接を解除する現像当接部材と、前記プロ
セスカートリツジを画像形成装置本体へ装着完了
する動作に応じて、前記画像形成装置本体側と当
接して前記クリーニング弾性手段の付勢力に抗し
て前記クリーニング手段を作用位置へ位置させる
クリーニング当接部材と、を有することを特徴と
するプロセスカートリツジである。

さらに別の本発明は、プロセスカートリツジを
装着可能であつて、記録媒体に画像を形成する画
像形成装置において、像担持体と、匡体と、前記
匡体に変位可能に設けられた現像手段と、前記現
像手段を作用位置方向へ付勢する現像弾性手段
と、前記匡体に変位可能に設けられた弾性クリー
ニング手段と、前記クリーニング手段を退避位置
方向へ付勢するクリーニング弾性手段と、前記プ
ロセスカートリツジを画像形成装置本体へ装着す
る動作に応じて、前記画像形成装置本体側と当接
して前記現像弾性手段の付勢力に抗して前記現像
手段を前記作用位置から退避位置へ退避させ、装
着完了に応じて前記画像形成装置本体側との当接
を解除する現像当接部材と、前記プロセスカート
リツジを画像形成装置本体へ装着完了する動作に
応じて、前記画像形成装置本体側と当接して前記
クリーニング弾性手段の付勢力に抗して前記クリ
ーニング手段を作用位置へ位置させるクリーニン
グ当接部材と、を有するプロセスカートリツジを
装着するための装着手段と、前記装着手段に装着
されるプロセスカートリツジの有するクリーニン
グ当接部材と現像当接部材と当接可能な本体側当
接部材と、を有することを特徴とする画像形成装
置、である。

［作用］ 本発明によれば、像担持体を装置本体に残した
まま、現像手段とクリーニング手段とをカートリ
ツジ化して一体的に装置本体に装着することがで
きる。さらに本発明によれば、プロセスカートリ
ツジを装置本体に装着する際に、現像手段とクリ
ーニング手段とを退避位置へ退避させることがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

なお以下説明する実施例は、像担持体に情報を
付与する情報付与手段と、この情報付与手段によ
つて与えられた情報に応じて前記像担持体に像を
形成する像形成手段とを有し、前記像担持体を装
置本体に設け、前記像形成手段を前記装置本体に
着脱する匡体に収納したプロセスカートリツジ及
び前記プロセスカートリツジを装着可能な画像形
成装置である。

これによつて以下説明する実施例は、感光ドラ
ムを装置本体側に残し、その周辺の像形成手段を
カートリツジ化したので、カートリツジのコスト
が低下するとともにカートリツジの軽量化で操作
性が向上し、感光ドラムに傷をつけることもなく
なる。

さて図面は電子写真複写機を例示するもので、
第１図乃至第３図は電子写真複写機の構成説明図
である。

なお、第２図は第１図の複写機本体の上部を開
放した状態図、第３図はプロセスカートリツジを
取り外した同上図である。

第１図において、１は透明な部材よりなる原稿
載置台で矢印方向に往復動する。２は結像素子ア
レイで、原稿載置台１上にある原稿像の光像をＡ
−Si感光ドラム３上にスリツト露光する。

なお、感光ドラム３は軸３ａを中心に矢印方向
に回転する。４はコロナ帯電器であり、感光ドラ
ム３に一様に帯電を施す。５は現像器であり、一
様に帯電された感光ドラムにアレイ２により光像
露光して形成した静電潜像をトナーで現像する。

一方、転写シートＰは給送ローラ６及びレジス
タローラ７により感光ドラム３面に送り込まれ、
転写用帯電器８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、シートは分離手段１３
によりドラムから分離され、ガイド９上を通つて
搬送路端部に位置するローラ９ａにより定着器１
０に送られる。

定着器１０でシート上のトナー像は定着され、
シートは排出ローラ１１によりトレイ１２上に排
出される。感光ドラム３上に転写されずに残つた
トナーは、クリーナ１４により回収される。

１５は原稿を露光する照明系、１６は熱線吸収
フイルタ等のフイルタである。

上記各構成ユニツトを収納した複写機本体は第
２図に示すように、上部匡体１７と下部匡体１８
とに分割可能に支軸１９で結合され、この支軸１
９を中心に上部匡体１７は上方へ回動する構成に
なつている。

この上部匡体１７には、照明光学系２，１５・
感光ドラム３・現像手段５・クリーナ１４等の画
像形成手段が配置されている。

下部匡体１８には、給送ローラ６・転写帯電器
８・分離手段１３・ガイド９及び定着器１０等が
シート搬送経路に配置されている。

また、本実施例では、感光ドラム３を除く現像
器５・クリーナ１４・帯電器４等の画像形成手段
を１つの匡体に収納してプロセスカートリツジ３
０を構成し、このプロセスカートリツジ３０内の
各ユニツトを同時に交換することにより、保守作
業の軽減を図つている。

このプロセスカートリツジの装置本体に対する
着脱は本体側のレール３１，３２に沿つて感光ド
ラム３の回転軸方向（ドラム長手方向）に移動さ
せる。この時、感光ドラム３は上部匡体１７にそ
のまま残される。

第４図はプロセスカートリツジ３０の拡大断面
図である。このプロセスカートリツジ３０には
着脱時における感光ドラム３へのキズ付き防止機
構、着脱時及び保管時における現像器及びクリ
ーナからのトナー漏れ防止機構、装置本体と感
光ドラムの位置決め機構、感光ドラム及び現像
スリーブの駆動機構の４機構が盛り込まれてい
る。

従つて、装置本体に対する着脱は、ユーザ自身
が極めて容易に行えるとともに、プロセスカート
リツジ３０はユーザが取り扱つてもトナーが飛散
しないという特徴がある。

以下、プロセスカートリツジ３０には上記各機
構について順次詳細に説明する。まず、プロセス
カートリツジ３０を装置本体に対して着脱する際
に、感光ドラム３に近接する現像スリーブ１０４
が互いに接触してキズや打コン等が付かないよう
に防止する手段について述べる。

第４図はプロセスカートリツジ３０が装置本体
に装着される前の自然状態を示す。即ち、現像器
５はプロセスカートリツジの前後の側壁に回転軸
２２で揺動自在に取付けられ、圧縮ばね２４によ
つて押圧され、現像器ストツパ部２６がプロセス
カートリツジのストツパ部２６′に当接している。

一方、クリーナ１４も現像器５と同時に、プロ
セスカートリツジの前後の側壁に回転軸２３で揺
動自在に取付けられ、引張ばね２５によつてクリ
ーナストツパ部２７がプロセスカートリツジのス
トツパ溝の片端に当接している。

第５図は上記のプロセスカートリツジ３０が装
置本体に装着されつつある途中における状態を示
す。

プロセスカートリツジ３０は本体側の右ガイド
レール３１と左ガイドレール３２に沿つて装置本
体に装着されると、現像器５の退避リブ３３が右
ガイドレール３１の現像器ガイドレール面３１−
１に案内されて圧縮ばね２４を圧縮する方向に押
し、現像器５を回転軸２２を中心に外側に押し広
げる。

この結果、現像スリーブ１０４と感光ドラム３
の表面間の距離Ｌは自然状態の時よりも広くな
る。この作用はプロセスカートリツジ３０を装置
本体に装着開始してから完了する直前までの間続
く。

装着が完了して退避リブ３３がガイドレール面
３１−１から開放されると、第６図で示した如く
現像スリーブ１０４の両端に固着されたコロ１０
５，１０６が感光ドラム３の表面に当接して、感
光ドラム３と現像スリーブ１０４の表面間距離ｌ
（第７図）が所定に保持される。

一方、クリーナ１４は装置本体へ装着が完了さ
れる直前まで自然状態（第５図の状態）が保持さ
れ続け、装着完了と同時にクリーナ１４の開放リ
ブ３４が左右ガイドレール３２のクリーナガイド
レール面３２−２に案内されて、引張ばね２５を
伸ばす方向にクリーナ１４が固定軸２３を中心に
回転し、所定位置に移動する。

即ち、第４図に示した如く、クリーナ１４に固
定された弾性材のクリーニングブレード３５は、
固定軸２３に固定されスクイシートアーム３６
（常にプロセスカートリツジに固定され回転せず）
に接着されたポリエステルシート材のスクイシー
ト３７の内側で重なり合つた状態なら、第６図に
示した如く、クリーナ１４が所定位置に移動する
と、クリーニングブレード３５がスクイシート３
７の内側を滑つて感光ドラム３の表面に圧接する
状態に移る。

なお、第４図に示す様にスクイシートアーム３
６とクリーナ本体の内壁１４ａは、スクイシート
３７を介してスライドし、トナーの流出がないよ
うに固定軸２３を中心としたそれぞれR₁，R₂の
曲率面を有する。また、クリーニングブレード３
５とスクイシート３７の両側部に対しては、フエ
ルトやモルトプレン等のシール部材３８がクリー
ナ本体１４に接着されている。

このように、プロセスカートリツジ３０は装置
本体への非装着時はもちろんのこと、装置本体へ
の着脱途中においても現像器５とクリーナ１４か
らのトナーの流出を良好に防止するものである。

第７図は前記第１図で示したプロセスカートリ
ツジ３０が装置本体に装着された状態を上方から
見た平面図、第８図はその縦断面図である。この
第７図において、上記プロセスカートリツジ３０
を本体上部１７の側板と感光ドラム３の中心に位
置決めする機構について説明する。

プロセスカートリツジ３０の奥側には奥側板８
１への位置決めピン８６と８７が２本設けられて
おり、手前側には奥側と同様に前側板９１に設け
た嵌合穴９２，９３に位置決めされるピン８８と
８９が設けられている。この他に、感光ドラム３
の中心軸３ａとの位置決めピン９０が１本設けら
れている。

即ち、感光ドラム３は奥側に片持ち支持されて
いるが、プロセスカートリツジ３０が装置本体に
装着されると同時に、感光ドラム３の中心軸３ａ
の端面凹部３ｄに位置決めピン９０が嵌合して、
感光ドラム３は両端支持される。同時に、プロセ
スカートリツジ３０の構成手段である現像器５・
クリーナ１４・帯電器（第７図に不図示）が感光
ドラム３に対して所定位置に配置される。

次に感光ドラム３及びカートリツジ内の現像ス
リーブ１０４の駆動系を第７図・第８図について
説明する。

装置本体８１に感光ドラム３のドラム軸３ａが
固着され、このドラム軸３ａの両端に軸受部材９
４，９５を介して感光ドラム３が回転可能に取付
けられ、上記ドラム軸３ａの先端にリング３ｂを
取付けて感光ドラム３のスラスト方向の移動を規
制している。

感光ドラム３の後側にはドラムより突出したド
ラム軸に小径のギヤ３ｃが固着されて、装置本体
の内側に突出した軸端部の駆動ギヤ９５とかみ合
つている。駆動開始指令により、装置本体の駆動
系（図示せず）で駆動ギヤ９５が回転駆動される
と、ギヤ３ｃを介して感光ドラム３を回転させ
る。

一方、装置本体の内側に突出した軸９６の先端
には、同軸を中心に揺動可能なアーム９７がはめ
込まれ、さらにその先端にはギヤ９８が固定され
ている。

上記アーム９７の先端には軸９９によりギヤ１
００が取付けられ、ギヤ９８及び現像スリーブ１
０４の後端部に固着されたギヤ１０１と噛み合つ
ている。

また、アーム９７はスプリング１０２により上
方に引き上げられ、装置本体から突出しているス
トツパ１０３に突きあたり停止している。

プロセスカートリツジ３０を装置本体に挿入し
た時、挿入完了の直前までは、感光ドラム３と現
像スリーブ１０４が遠ざかつているため、スリー
ブギヤ１０１と駆動ギヤ１００が対向はしていて
も噛み合わず、所定位置への挿入完了により両者
の噛み合いが行われる。

この噛み合い時、両者の歯先同士が接触してし
まう状態でプロセスカートリツジがセツトされた
場合でも、現像器ユニツトの押し付け力により軸
９６を支点にアーム９７が反時計方向に回転して
歯先同士の当接を防止する。

ここで、コピー指令により軸９６が回転開始
し、ギヤ９８が回転すると、ばね１０２により上
方に持ち上げられ駆動ギヤ１００と現像スリーブ
１０１が噛み合い、現像スリーブ１０４が回転す
る。

第９図は感光ドラム３とクリーナ１４を装置本
体側に残し、現像器５と帯電器４とを一体に収納
したプロセスカートリツジを、装置本体に着脱す
る様にした実施例である。

クリーナ１４のトナー収容量を大きくすれば、
クリーナの交換サイクルはカートリツジのそれよ
り長くなるため装置本体側に残せる。

この実施例ではプロセスカートリツジ３０の装
置本体に対する着脱に当たり、クリーナ１４を感
光ドラム３から離す動作がないため、クリーナ１
４からのトナー飛散がなく、従つて、トナー飛散
防止のための複雑な装置が不要となる。

また、同様に他色のトナーを有する現像器を含
んだカートリツジを装着し、プリント動作をして
も、クリーナ１４を一旦感光ドラム３から離し、
再装着した時に起こる異色のトナーの混じり合い
による画像不良が起こることもない。

第１０図は感光ドラム３と現像器５を装置本体
側に残し、クリーナ１４と帯電器４とを一体に収
納したプロセスカートリツジを装置本体に着脱す
るようにした実施例である。

一般に現像器５は装置が複雑なため、高価とな
り、比較的大きい。そこで、現像器５のトナー収
容量を多くするか、現像器５にトナーを補充する
ようにすれば、現像器５の交換サイクルはカート
リツジの交換サイクルより長くできるため、現像
器５は装置本体側に残してプロセスカートリツジ
３０を小型、かつ安価に構成できる。

第１１図は感光ドラム３と帯電器４を装置本体
側に残し、クリーナ１４と現像器５とを一体に収
納したプロセスカートリツジを装置本体に着脱す
るようにした実施例である。

帯電器４はクリーナ１４・現像器５とは異な
り、消耗品ではないため、半永久部品として装置
本体側に残すことができる。また、一般にトナー
による帯電ワイヤの汚れが生じ、そのため清掃サ
イクルは必ずしもカートリツジの交換サイクルと
は一致しないため、帯電器４を装置本体側に残し
適宜帯電器４のワイヤを清掃するものである。

以上のように、本実施例によれば、感光ドラム
を装置本体に残し、その周辺の像形成手段をカー
トリツジ化したことにより、 カートリツジのコストが下がる。

省資源化ができる。

感光ドラムをカートリツジに組み込まないこ
とにより、カートリツジの軽量化、使用者の操
作性向上を実現し、感光ドラムに傷をつけるこ
とはない。

従来の感光ドラム内蔵形カートリツジは機外
に長時間放置した時、匡体の隙間より光が入り
込み、感光ドラムが光メモリを持ち、画像品位
の低下を招くことがあつたが、感光ドラムが内
蔵されていないため上記のような現象が発生し
ない、即ち、カートリツジに遮光するための機
構は全く不要となる。

等の効果が得られる。

［発明の効果］ 前述した通り本発明によれば、像担持体を装置
本体に残したまま、現像手段とクリーニング手段
とをカートリツジ化して一体的に装置本体に装着
することができる。

さらに本発明によれば、プロセスカートリツジ
を装置本体に装着する際に、現像手段とクリーニ
ング手段とを退避位置へ退避させることができ
る。

しかも本発明によれば、前記プロセスカートリ
ツジを画像形成装置本体へ装着する動作に応じ
て、前記画像形成装置本体側と当接して前記現像
弾性手段の付勢力に抗して前記現像手段を前記作
用位置から退避位置へ退避させ、装着完了に応じ
て前記画像形成装置本体側との当接を解除する現
像当接部材と、前記プロセスカートリツジを画像
形成装置本体へ装着完了する動作に応じて、前記
画像形成装置本体側と当接して前記クリーニング
弾性手段の付勢力に抗して前記クリーニング手段
を作用位置へ位置させるクリーニング当接部材と
を有するから、現像手段とクリーニング手段とを
効率良く所望の作用力でもつて作用位置へ位置さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による画像形成装置を
示す縦断面図、第２図はその画像形成装置の上部
開放状態図、第３図はプロセスカートリツジを取
り外した同上図、第４図は上記画像形成装置から
取り外したプロセスカートリツジを示す横断面
図、第５図はそのプロセスカートリツジの装置本
体装着途中の横断面図、第６図は上記プロセスカ
ートリツジの装置本体装着完了の同上図、第７図
は上から見た平面図、第８図はその縦断面図、第
９図・第１０図・第１１図はプロセスの他の構成
例を示す横断面図である。 ３は感光ドラム、４はコロナ帯電器、５が現像
器、１４はクリーナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 像担持体を有する画像形成装置本体に装着可
   能なプロセスカートリツジにおいて、 匡体と、 前記匡体に変位可能に設けられた現像手段と、 前記現像手段を作用位置方向へ付勢する現像弾
   性手段と、 前記匡体に変位可能に設けられた弾性クリーニ
   ング手段と、 前記クリーニング手段を退避位置方向へ付勢す
   るクリーニング弾性手段と、 前記プロセスカートリツジを画像形成装置本体
   へ装着する動作に応じて、前記画像形成装置本体
   側と当接して前記現像弾性手段の付勢力に抗して
   前記現像手段を前記作用位置から退避位置へ退避
   させ、装着完了に応じて前記画像形成装置本体側
   との当接を解除する現像当接部材と、 前記プロセスカートリツジを画像形成装置本体
   へ装着完了する動作に応じて、前記画像形成装置
   本体側と当接して前記クリーニング弾性手段の付
   勢力に抗して前記クリーニング手段を作用位置へ
   位置させるクリーニング当接部材と、 を有することを特徴とするプロセスカートリツ
   ジ。 ２ プロセスカートリツジを装着可能であつて、
   記録媒体に画像を形成する画像形成装置におい
   て、 (a) 像担持体と、 (b) 匡体と、 前記匡体に変位可能に設けられた現像手段
   と、 前記現像手段を作用位置方向へ付勢する現像
   弾性手段と、 前記匡体に変位可能に設けられた弾性クリー
   ニング手段と、 前記クリーニング手段を退避位置方向へ付勢
   するクリーニング弾性手段と、 前記プロセスカートリツジを画像形成装置本
   体へ装着する動作に応じて、前記画像形成装置
   本体側と当接して前記現像弾性手段の付勢力に
   抗して前記現像手段を前記作用位置から退避位
   置へ退避させ、装着完了に応じて前記画像形成
   装置本体側との当接を解除する現像当接部材
   と、 前記プロセスカートリツジを画像形成装置本
   体へ装着完了する動作に応じて、前記画像形成
   装置本体側と当接して前記クリーニング弾性手
   段の付勢力に抗して前記クリーニング手段を作
   用位置へ位置させるクリーニング当接部材と、
   を有するプロセスカートリツジを装着するため
   の装着手段と、 (c) 前記装着手段に装着されるプロセスカートリ
   ツジの有するクリーニング当接部材と現像当接
   部材と当接可能な本体側当接部材と、 を有することを特徴とする画像形成装置。