JPH11219094A - 静電写真のプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要トナーの貯蔵容量によってコピー容量が
制限される静電写真式複写機の要素となるとともに互い
に係合するモジュール群によって規定される中空部に脱
着自在に装着できる静電写真プロセスカートリッジを提
供する。 【解決手段】 プロセスカートリッジは、除去、搬送さ
れた不要トナーを収容する不要トナー貯蔵電気サブアセ
ンブリを含む。このサブアセンブリは上腕部２５０と前
腕部２５２とが肘部で接続される。前記前腕部２５２
は、延長可能な遠位端２６２と、ハーネスのない電気コ
ンタクトおよびコネクタを有する近位端２６０とを含
み、近位端２６０においてカートリッジモジュールの他
のサブアセンブリとの電気的、機能的インターフェース
に影響を与えることなく接続を行い、遠位端２６２の伸
縮によってコピー容量がそれぞれ異なる同系列機に使用
できるように不要トナー貯蔵電気サブアセンブリをプロ
セスカートリッジに適合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電写真式複写機
に関し、特に、様々な容量および耐用年数を有する小型
の静電写真式複写機のファミリー（同系列機）に簡単に
適応させて使用できる経済的で機能拡張が可能なオール
インワンタイプのプロセスカートリッジに関する。

【０００２】特に、本発明は、このようなマシンの同系
列機に属するとともに容量がそれぞれ異なるマシンに対
して効果的に容量の延長（調整）が可能な不要トナー貯
蔵電気サブアセンブリを有するプロセスカートリッジに
関する。

【０００３】

【従来の技術】一般に、静電写真式複写機で行われてい
るような静電写真式複写法では、光導電部材をほぼ均一
な電位に帯電させてその表面に感光性を持たせる。光導
電性表面の帯電部を露光ステーションで露光し、複写す
る原稿の光像とする。通常、複写する原稿は、上記のよ
うに露光するためにプラテン上に手動でまたは自動原稿
ハンドラによって見当をあわせて配置される。

【０００４】このように露光ステーションで原稿の像を
露光して、光導電部材上に原稿の静電潜像を記録する。
次に、現像装置を用いて、帯電させた乾式または液体現
像剤を記録された静電潜像に付着させることによって潜
像を現像する。一般には、二成分および一成分現像剤が
使用され、典型的な二成分乾式現像剤は、磁性キャリア
粒子とそれに摩擦帯電で付着する溶融可能なトナー粒子
とを含む。一般にトナー粒子のみを含む一成分乾式現像
剤を用いてもよい。次に、このように現像して形成され
たトナー像は転写ステーションにおいて給紙されてきた
コピー用紙へと転写され、トナー粒子像は加熱されて用
紙上に永久的に溶融し、それにより元の像の「ハードコ
ピー」が形成される。

【０００５】静電写真式複写機の種々の要素および部材
を顧客またはユーザーが交換できるユニット（ＣＲＵ）
の形態で設けることがよく知られている。一般に、これ
らのユニットは各々、顧客またはユーザーがマシンのフ
レームに対して挿入したり、取り外したりすることがで
きるカートリッジとして形成される。コピー機やプリン
タ等の複写機は、通常、トナー等の消耗材や、不要トナ
ー用容器等の容量による制限のある部材や、光受容体お
よびクリーニング装置等の耐用年数による制限のある部
材を含む。コピー機やプリンタのこれらの要素は頻繁に
交換する必要があるため、上述のような交換可能なカー
トリッジに組み込むのが適切である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、トナーカート
リッジ等の単一の機械要素のカートリッジから、オール
インワンタイプの静電写真式トナー像形成および転写プ
ロセスカートリッジに至るまで、さまざまな種類および
サイズのカートリッジが存在する。特にオールインワン
タイプのカートリッジの設計は、さまざまな要素の耐用
年数を最適化し、含まれるすべての要素を組み込みなが
ら、像の品質を損なわないようにする必要があるため、
非常にコストが高く、複雑なものとなる恐れがある。こ
のことは、耐用年数がそれぞれ異なる要素を含み、容量
もそれぞれ異なる小型静電写真式複写機のファミリーで
使用するオールインワンタイプのプロセスカートリッジ
には特に当てはまる。

【０００７】したがって、耐用年数がそれぞれ異なる要
素を含み、その容量もそれぞれ異なる小型静電写真式複
写機のファミリーに属する種々の機械で使用するのに容
易に適合するとともに、品質のよい像を形成し、経済的
で機能の拡張が可能なオールインワンタイプのプロセス
カートリッジが必要とされる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によると、不要ト
ナーの貯蔵容量によってコピー容量が制限される静電写
真式複写機の要素となるとともに互いに係合するモジュ
ール群によって規定される中空部に脱着自在に装着でき
る静電写真プロセスカートリッジが提供される。このプ
ロセスカートリッジは、プロセスチャンバを規定する壁
を有する長手のハウジングと、プロセスチャンバ内で前
記壁に装着される回転可能なエンドレス光受容性部材と
を備える。前記光受容性部材は、形成されたトナー像を
保持するための像保持面と、導電層と、プロセスチャン
バ内の閉ループ経路とを有する。前記プロセスカートリ
ッジはまた、長手のフレームに前記閉ループ経路に沿っ
て装着されて光受容性部材の像保持面に静電荷層を付与
する高圧の静電写真式帯電装置と、像保持面上にトナー
像を形成してこれを前記面から転写するための手段と、
形成されたトナー像を担持体に転写するための手段とを
備える。重要なことには、このプロセスカートリッジ
は、前記長手のフレームの端部に装着されて、クリーニ
ングサブアセンブリによって除去、搬送された不要トナ
ーを受けて収容するための不要トナー貯蔵電気サブアセ
ンブリを含む。この不要トナー貯蔵電気サブアセンブリ
は、上腕部と、ほぼ水平な前腕部とを含む肘の形状を有
する。前腕部は、延長可能な遠位端と、ハーネスのない
電気コンタクトおよびコネクタを有する近位端とを含
み、それにより、近位端においてカートリッジモジュー
ルの他のサブアセンブリとの重要な電気的および機能的
インターフェースに影響を与えることなく接続を行うと
共に、コピー容量がそれぞれ異なる同系列機に使用でき
るように遠位端において貯蔵電気サブアセンブリを適合
させることが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明をその好適な実施形態に関
して説明するが、これは本発明をその実施形態に制限す
ることを意図するものではなく、前述の特許請求の範囲
によって定義される本発明の範囲および精神に包含され
るすべての代替例、変形例、および均等例を含むことを
理解されたい。

【００１０】次に、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００１１】図１を参照すると、フレームのない例示的
な小型静電写真式複写機２０（以下、マシン２０とい
う）が図示されている。マシン２０は、本発明による個
別にフレーム化されて互いに整列されるモジュール群を
含んでいる。マシン２０には（全体の）フレームがな
い。つまり、従来の典型的な機械は別個の機械のフレー
ムを備えず、静電写真プロセスサブシステムを組み立て
て整列させ、かつサブシステム同志を整列させる。マシ
ン２０の構成では、その代わりに、個々にフレーム化さ
れて互いに整列されるいくつかのマシンモジュールを含
み、これらのモジュールがあらかじめ整列された様々な
静電写真アクティブプロセスサブシステムを含む。

【００１２】図示のように、フレームのないマシン２０
は、少なくとも、フレームを備えたコピー用紙収納モジ
ュール（ＣＩＭ）２２を含む。好ましくは、マシン２０
は、１対のコピー用紙収納モジュールである、主または
一次モジュールＣＩＭ２２と補助モジュール（ＡＣＩ
Ｍ）２４とを含む。これらの各々がマシン２０を面上で
支持することができる脚部２３の組を有し、これにより
ＣＩＭ２２、ＡＣＩＭ２４の各々がマシン２０の基部を
形成することが可能になる。さらに、図示のように、各
コピー用紙収納モジュール（ＣＩＭ、ＡＣＩＭ）は、モ
ジュールフレーム２６と、モジュールフレーム２６に対
して摺動可能に出し入れできるように移動可能なコピー
用紙スタッキング（積み重ね）およびリフティング（持
ち上げ）カセットトレイアセンブリ２８とを含む。マシ
ン２０は２つのコピー用紙収納モジュールを有するのが
好ましく、その場合には、一番基部となるモジュールは
補助モジュール（ＡＣＩＭ）とみなし、基部モジュール
上に搭載されてこれと互いに整列される上部モジュール
は、一次モジュール（ＣＩＭ）とみなす。

【００１３】マシン２０はさらに、フレームを備えた電
子制御および電源（ＥＣＳ／ＰＳ）モジュール３０を含
む。モジュール３０は、図示の通り、ＣＩＭ２２（好ま
しくは上部または唯一のコピー用紙収納モジュール）の
上に搭載され、これと互いに整列される。フレームを備
えた潜像形成画像化（画像形成）モジュール３２が、Ｅ
ＣＳ／ＰＳモジュール３０の上に搭載され、これと整列
される。ＥＣＳ／ＰＳモジュール３０は、マシン２０の
全てのモジュールおよびプロセスのためのあらゆる制御
装置および電源（図示せず）を含み、さらに、画像処理
パイプラインユニット（ＩＰＰ）３４を含む。ＩＰＰ３
４は、ラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）３６からの未処理
のデジタル化画像を管理して処理するためのものであ
り、処理されたデジタル画像をラスタ出力スキャナ（Ｒ
ＯＳ）３８に生成する。図示されるように、画像形成モ
ジュールのフレーム３５内で個々にフレーム化されるＲ
ＩＳ３６、ＲＯＳ３８、光源３３は、画像形成モジュー
ル３２を構成する。ＥＣＳ／ＰＳモジュール３０はま
た、ハーネスのない相互接続ボードおよびモジュール間
コネクタ（図示せず）を含み、これらが、残りのマシン
モジュールに対する全ての電力および論理経路を与え
る。相互接続ボード（ＰＷＢ）（図示せず）は、ＥＣＳ
コントローラおよび電源ボード（図示せず）をモジュー
ル間コネクタに接続するとともに、全てのコネクタをそ
の他のモジュールに対して、その係合するコネクタがマ
シン２０の最終組立時に自動的にＥＣＳ／ＰＳモジュー
ルにプラグインされるように位置づける。重要なこと
に、ＥＣＳ／ＰＳモジュール３０は、モジュールフレー
ム４０を有し、これに、上述のようなモジュールのアク
ティブ部材が装着され、マシン２０の覆われた部分を形
成するとともに、ＣＩＭ２２および画像形成モジュール
３２等の隣接するフレーム付きモジュールを位置決め
し、互いに整列し、これらに装着される。

【００１４】上述のように搭載されるフレーム付きコピ
ー用紙収納モジュール２２，補助モジュール２４、ＥＣ
Ｓ／ＰＳモジュール３０、および画像形成モジュール３
２は、中空部４２を規定する。マシン２０は、顧客が交
換できるオールインワンＣＲＵまたはプロセスカートリ
ッジモジュール４４を含む。モジュール４４は、中空部
４２内に挿入可能および取り外し可能に装着され、その
中でフレームを備えたＣＩＭ２２、ＥＣＳ／ＰＳ３０、
および画像形成モジュール３２と互いに整列され、作動
的に接続される。

【００１５】さらに図示されるように、マシン２０は、
プロセスカートリッジモジュール４４の上に画像形成モ
ジュール３２の端部に隣接して搭載されるフレーム付き
溶融モジュール４６を含む。溶融モジュール４６は、一
対の溶融ロール４８，５０と、像が形成されたシートを
溶融モジュール４６を介してここから排紙トレイ５４へ
と搬送するための少なくとも１つの排紙ロール５２とを
含む。溶融モジュールはまた、ヒータランプ５６と、温
度検知手段（図示せず）と、給紙経路ハンドリングバッ
フル（図示せず）と、モジュールフレーム５８とを含
む。モジュールフレーム５８には、モジュールの上述の
ようなアクティブ部材が搭載され、マシン２０の覆われ
た部分を形成するとともに、画像形成モジュール３２お
よびプロセスカートリッジモジュール４４等の隣接する
フレーム付きモジュールを位置決めし、これらと互いに
整列され、これらに装着される。

【００１６】マシンはさらに、ＣＩＭ２２の端部にピボ
ット点６２で回動できるように装着されるアクティブ部
材フレーム付きドアモジュール６０を含む。ドアモジュ
ール６０は、実質的に閉じた垂直の位置から開いたほぼ
水平な位置まで回動可能に搭載され、プロセスカートリ
ッジモジュール４４へのアクセスを与えるとともに、Ｃ
ＩＭ２２から給紙された用紙が詰まった際にそれを取り
除くことができるようになっている。ドアモジュール６
０は、バイパスフィーダアセンブリ６４と、用紙見当合
わせロール６６と、トナー像転写装置(toner image tra
nsfer and detack device)６８と、溶融像排紙トレイ５
４とを含むアクティブ部材を備える。ドアモジュール６
０はまた、駆動結合部材および電気コネクタ（図示せ
ず）と、重要なことに、モジュールフレーム７０とを含
む。フレーム７０には、モジュールの上述のようなアク
ティブ部材が搭載され、マシン２０の覆われた部分を形
成するとともに、ＣＩＭ２２、プロセスカートリッジモ
ジュール４４、および溶融モジュール４６等の隣接する
フレーム付きモジュールを位置決めし、これらと互いに
整列されるとともに、これらに搭載される。

【００１７】具体的には、マシン２０はデスクトップデ
ジタルコピー機であり、モジュール２２，２４，３０，
３２，４４，４６，６０の各々は、部品外注（sourcin
g)のために特定されたものであるとともに完全な出荷可
能な製品とされたアクティブ静電写真プロセス部材と独
立型フレームを備えたハイレベルアセンブリである。既
存のデジタルおよび光レンズ複写機の中には、機械のフ
レームに装着するために、かつ、供給業者が設計および
製造できるように分割された選択的な静電写真モジュー
ルを含むものがある。しかし、既知のこのようなマシン
には、別個のマシンフレームを備えず、各々が自立して
いて、仕様を設定でき（すなわち、インターフェース入
出力を含み個々に仕様が設定される）、かつテスト可
能、出荷可能なモジュールユニットとして設計、供給さ
れ、単純に組立てるとあらゆる重要な静電写真機能を実
現するように個別に製作、分割されたフレーム付きモジ
ュール群を備えたものは、存在しない。このような本発
明のマシン２０の独自の利点は、この自立していて、仕
様設定およびテスト可能で出荷可能なモジュールユニッ
トによって、特定のモジュールについて熟練している少
数の製造業者に対して個別に高度な部品外注を行うこと
が可能になる点である。このような高度な部品外注によ
って、最終製品であるマシン２０の品質、総コスト、納
入時間を大きく向上することができる。

【００１８】ここで図１−６を参照すると、ＣＲＵまた
はプロセスカートリッジモジュール４４は、一般に、モ
ジュールハウジングサブアセンブリ７２と、光受容体サ
ブアセンブリ７４と、帯電サブアセンブリ７６と、新し
い現像剤の供給源を含む現像サブアセンブリ７８と、光
受容体の表面から不要トナーとして残留トナーを除去す
るクリーニングサブアセンブリ８０と、不要トナーを貯
蔵するための不要トナー貯蔵サブアセンブリ８２とを含
む。ＣＲＵまたはプロセスカートリッジモジュール４４
のモジュールハウジングサブアセンブリ７２は、支持、
位置決め、整列を行う構造となり、これらの構造ととも
にプロセスカートリッジモジュール４４の駆動部材を含
む。

【００１９】引き続き図１を参照して、主にオールイン
ワンプロセスカートリッジモジュール４４を用いたマシ
ン２０の画像形成サイクルの動作を以下に簡単に説明す
る。まず、顧客が交換可能なユニット（ＣＲＵ）または
プロセスカートリッジモジュール４４の光導電性ドラム
８４の形態であって、矢印８６の方向に回転する光受容
体が、帯電サブアセンブリ７６によって帯電される。次
に、ドラムの帯電された部分は、ＲＯＳ３８からの画像
形成／露光光８８が至る位置まで搬送され、画像形成モ
ジュール３２を介したこの光によりプラテン９０上に置
かれた原稿の像に対応する潜像がドラム８４の上に形成
される。ここで、画像形成モジュール３２はデジタルス
キャニングモジュールから光レンズ画像形成モジュール
に容易に変更できることが理解されるであろう。

【００２０】次に、ドラム８４の潜像を有する部分が現
像サブアセンブリ７８に至るまで回転され、ここで、プ
ロセスカートリッジモジュール４４の磁性現像ローラ９
２を用いて、帯電された一成分磁性トナー等の現像剤で
潜像が現像される。ドラム８４上の現像された像は、次
にほぼ垂直方向の転写点９４まで回転されて、ここでト
ナー像は、ＣＩＭ２２またはＡＣＩＭ２４からコピー用
紙すなわち担持体の経路９８に沿って給紙されたコピー
用紙である担持体９６に転写される。このとき、ドアモ
ジュール６０の転写装置６８は、転写点９４でコピー用
紙である担持体（図示せず）の背面を帯電させて、帯電
されたトナー像を光導電性ドラム８４からコピー用紙で
ある担持体に引きつけるために設けられる。

【００２１】転写されたトナー像を伴うコピー用紙であ
る担持体は、次に溶融モジュール４６に送られ、ここ
で、加熱された溶融ロール４８および加圧ロール５０が
回転可能に共働し、トナー像を加熱、溶融し、コピー用
紙である担持体に定着させる。次に、既知のように、コ
ピー用紙である担持体を選択的に排紙トレイ５４に搬送
してもよいし、または別の溶融後の動作を行うべく搬送
してもよい。

【００２２】ドラム８４の現像されたトナー像を転写し
終えた部分は次にクリーニングサブアセンブリ８０へと
進み、ここでドラム８４上の残留トナーおよび残留電荷
が除去される。クリーニングされた部分が再び帯電サブ
アセンブリ７６の下に戻ると、ドラム８４を用いたマシ
ン２０の画像作成サイクルを繰り返して別のトナー像を
形成および転写することができる。

【００２３】次に、オールインワンＣＲＵまたはプロセ
スカートリッジモジュール４４の構造および動作の詳細
かつ特定的な利点を図１ないし図６を参照して説明す
る。図示の通り、オールインワンＣＲＵまたはプロセス
カートリッジモジュール４４は一般に、モジュールハウ
ジングサブアセンブリ７２（図２）と、クリーニングサ
ブアセンブリ８０と、光受容体サブアセンブリ７４と、
帯電サブアセンブリ７６と、現像サブアセンブリ７８
（図３）と、不要トナー貯蔵サブアセンブリ８２の６つ
のサブアセンブリを備える。一般に、マシン２０内のオ
ールインワンＣＲＵまたはプロセスカートリッジモジュ
ール４４の機能は、静電写真法で潜像を形成し、トナー
現像によりその潜像をトナー像に現像し、未溶融のトナ
ー像を紙等の印刷媒体に転写するというものである。ド
アモジュール６０（図１）を開けることによって、操作
者はＣＩＭ２２に向かって左側でＣＲＵまたはプロセス
カートリッジモジュールにアクセスすることができる。
ドアモジュールを開けると、操作者または顧客は片手で
ＣＲＵまたはプロセスカートリッジモジュール４４を取
り外したり挿入したりすることができる。

【００２４】図１−６を参照すると、モジュールハウジ
ングサブアセンブリ７２が図示される（図２）。図示の
ように、このサブアセンブリは、おおむね矩形で桶を逆
にした形状のモジュールハウジング１００を含む。ハウ
ジング１００は、第１の側壁１０２と、それに対向する
第２の側壁１０４と、上壁１０６とを有し、上壁１０６
は、実質的に水平な部分１０８と、高くなった後端１１
２（中空部４２に挿入されるプロセスカートリッジに関
して見た後端）を規定するほぼ垂直の部分１１０とを含
む。後壁は設けられておらず、そのため光受容体サブア
センブリ７４を装着するための開いた後端１１４が得ら
れる。桶型のモジュールハウジングはまた、角度を成し
て上壁１０６につながる前端壁１１６を含む。もちろ
ん、桶型のモジュールハウジング１００には底壁がな
く、したがって逆にすると現像サブアセンブリ７８（図
３）を組み立てるために開いている桶型領域１１８を規
定する。上壁１０６および前端壁１１６の各々は、その
隣接しあう角に形成されて画像形成モジュール３２のＲ
ＯＳ３８からの露光光８８の第１の光路１２２（図１）
を部分的に規定する第１の切り取り部１２０を含む。上
壁１０６はまた、水平部１０８とほぼ垂直な部分１１０
との隣接部に角度をなして形成される第２の切り取り部
１２４を含む。切り取り部１２４は、帯電サブアセンブ
リ７６（図５）を装着するためのものであるとともに、
モジュールハウジング１００の高くなった後端１１２に
おいて光受容体領域へと焦点を合わせる消去光１２８の
第２の光路１２６（図１および６）を部分的に規定す
る。

【００２５】重要なことには、モジュールハウジング１
００は、第２の切り取り部１２４を規定する２つの上壁
断面１３０、１３２を含み、そのうちの一方１３０は、
クリーニングサブアセンブリ８０のクリーニングブレー
ド１３８（図６）を装着してセットするための所望の
（光受容体面に対する）角度１３４を有する。高くなっ
た後端１１２には装着部材１４０、１４２が設けられ、
それぞれ第１および第２の側壁１０２、１０４から延在
する。これらは、モジュールハンドル１４４をモジュー
ルハウジング１００に装着するためのものである。

【００２６】上述のように、モジュールハウジング１０
０はオールインワンＣＲＵまたはプロセスカートリッジ
モジュール４４の主となる構造であり、オールインワン
プロセスカートリッジモジュール４４のその他すべての
サブアセンブリ（クリーニングサブアセンブリ８０、帯
電サブアセンブリ７６、現像サブアセンブリ７８、およ
び貯蔵サブアセンブリ８２）を支持する。そのため、サ
ブアセンブリの種々の動的力、たとえば現像サブアセン
ブリ７８に対して必要な反力を与えるための力等による
応力に耐えられるように設計される。さらに、溶融モジ
ュール４６のわずか３ｍｍ下に配置されるため、溶融モ
ジュールから発生する比較的高温の熱に耐えるのに適切
なプラスチック材料で形成される。モジュールハウジン
グサブアセンブリの桶型部内の現像サブアセンブリに対
する台（図示せず）は、モジュールハウジングの上壁１
０６が、現像サブアセンブリの上部１４６との間で第１
の光路１２２を含む所望の空間を規定するように配置さ
れる。同様に、モジュールハウジングの上壁１０６の高
くなった後端１１２もまた、帯電サブアセンブリ７６と
光受容体またはドラム８４との双方が当該モジュールハ
ウジング１００の高くなった後端１１２に装着されると
これらの間で所望の空間を規定するようになっている。
さらに、モジュールハウジング１００はプロセスカート
リッジモジュール４４全体に対して剛性と支持を与える
とともに、組み立てると、ＣＩＭ２２およびＥＣＳ／Ｐ
Ｓモジュール３０等の隣接するモジュールに対してＣＲ
Ｕまたはプロセスカートリッジモジュール４４を互いに
自己整列させる。

【００２７】ここで特に図２を参照すると、第１の側壁
１０２は、ＥＣＳ／ＰＳモジュール３０（図１）から貯
蔵サブアセンブリ８２を介して帯電サブアセンブリ７６
に電力を供給するための電気コネクタ１４８、１５０を
備える。さらに、この第１の側壁１０２は、現像サブア
センブリ７８に電気バイアスを与えるための電気コネク
タ１５２と、転写装置６８（図１）を光受容体に整列さ
せるための整列部材１５４を備える。図示のように、第
１の側壁１０２はさらに、光受容体（光導電性ドラム）
８４のための接地ピン１６０を受けるための開口を有す
る保持具１５６を備える。重要なことに、第１の側壁１
０２はさらに、貯蔵サブアセンブリ８２をモジュールハ
ウジング１００に装着するための装着部材１６２，１６
４，１６６と、クリーニングサブアセンブリ８０（図
６）のオーガー１７０を装着するための開口部１６８と
を備える。開口部１６８は、上述のように装着される
と、高くなった後端１１２における光受容体８４から受
けた不要トナーを貯蔵アセンブリ８２に送る。

【００２８】ここで図３は、プロセスカートリッジモジ
ュール４４の現像サブアセンブリ７８が、現像サブアセ
ンブリの内部を見せるために拡張可能な底部部材１７２
が外された状態で図示されている。図示のように、現像
サブアセンブリ７８は、おおむね矩形の現像ハウジング
１７４を備える。ハウジング１７４は、底部部材１７２
と、上部１４６と、第１の側面１７６と、それに対向す
る第２の側面１７８と、（カートリッジの挿入に関して
の）前端１８０と、後端１８２とを有する。現像ハウジ
ング１７４は、一成分磁性トナー（図示せず）等の現像
剤を収容するためのものであり、この他に、磁性現像ロ
ール９２（図１）と、現像バイアス付与装置１８４と、
一対の現像剤またはトナー攪拌子１８６，１８８とを収
容する。

【００２９】図４に示されるように、現像サブアセンブ
リ７８はモジュールハウジング１００の桶型領域１１８
内に装着される。現像ハウジングの底部部材１７２が、
（図示の目的のためのみに）外されており、攪拌子１８
６，１８８がよく見えるようになっている。さらに図４
には、モジュールハウジング１００の高くなった後端１
１２内に装着される光受容体またはドラム８４と、高く
なった後端１１２において側壁１０２，１０４に装着さ
れるモジュールハンドル１４４とが示されている。さら
に、貯蔵サブアセンブリ８２全体が、その内壁１９２の
外側表面１９０がモジュールハウジング１００の第１の
側壁１０２に装着された状態で示されている。貯蔵アセ
ンブリの外壁１９６の外側表面１９４もはっきりと見て
取ることができる。内壁１９２と外壁１９６は、上述の
ように受けた不要トナーを収容するための貯蔵用中空部
（図示せず）を部分的に規定する。

【００３０】ここで図５を参照すると、ＣＲＵまたはプ
ロセスカートリッジモジュール４４の上述のような種々
のサブアセンブリの分解斜視図が示されている。図示の
ように、モジュールハウジング１００の高くなった後端
１１２の装着部材１４０，１４２にモジュールハンドル
１４４を装着することができ、また、貯蔵サブアセンブ
リ８２は、カートリッジハウジングの第１の側壁１０２
に装着できる。現像サブアセンブリ７８はモジュールハ
ウジング１００の桶型領域１１８内に装着され、第１の
切り取り部１２０から部分的に見ることができる。現像
サブアセンブリは、その上部１４６（図３）とモジュー
ルハウジングの上壁１０６の内側とでＲＯＳ３８（図
１）からの露光光８８の第１の光路１２２を規定するよ
うに、桶型領域１１８に嵌合するという利点がある。さ
らに図示されるように、帯電サブアセンブリ７６は、第
２の切り取り部１２４においてモジュールハウジング１
００に装着することができ、帯電サブアセンブリを介し
て消去光１２８の光受容体８４への第２の光路１２６の
一部を規定するスリット１９８を含む。

【００３１】次に図６を参照すると、図５に示すＣＲＵ
またはプロセスカートリッジモジュール４４の（前端か
ら後端にかけての）垂直断面図が示される。図５，６に
示すように、モジュールハウジングサブアセンブリ７２
の前端壁１１６と、第２の側壁１０４と、上壁１０６と
によって部分的に規定されるようにサブアセンブリの桶
型領域１１８内に現像サブアセンブリ７８が装着され
る。モジュールハンドル１４４は、装着部材１４０，１
４２に装着されると、モジュールハウジング１００の高
くなった後端１１２における光受容体８４から距離２０
０だけ離されることによって、マシン２０（図１）の給
紙経路９８の一部を形成する。光受容体またはドラム８
４（図４参照）は、側壁１０２，１０４（その一方のみ
が図示される）に装着され、図示されるように、高くな
った後端１１２（図５参照）内に配置されて、矢印８６
の方向に回転可能である。帯電サブアセンブリ７６は、
上壁１０６の第２の切り取り部１２４内に装着され、光
受容体８４に送るための消去光１２８の第２の光路１２
６の一部を規定するスリット１９８を含む。帯電サブア
センブリ７６の上流において、クリーニングブレード１
３８および不要トナー除去オーガー１７０を含むクリー
ニングサブアセンブリ８０が高くなった後端１１２内に
装着され、光受容体８４のクリーニングを行うようにこ
れと接触する。さらに図示のように、モジュールハウジ
ング１００の上壁１０６は、現像サブアセンブリ７８の
上部１４６から間隔をあけられており、それにより、Ｒ
ＯＳ３８（図１）からの露光光８８の第１の光路１２２
の一部を規定する。第１の光路１２２は、帯電サブアセ
ンブリ７６の下流の点で光受容体に入射するように配置
される。

【００３２】現像サブアセンブリの前部１８０、上部１
４６、および底部部材１７２は、現像剤（図示せず）を
収容するとともに開口部２０４を有するチャンバ２０２
を規定する。第１および第２の攪拌子１８６，１８８が
チャンバ２０２内に図示されており、これらが現像剤を
混合し、開口部２０４へと送る。現像剤バイアス装置１
８４と、電荷調整およびメータリングブレード２０６
が、開口部２０４に設けられる。さらに、図示されるよ
うに、磁性現像ロール９２が開口部２０４に装着され
て、帯電されるとともに量が調整された現像剤をこの開
口部から受け、これを搬送して光受容体８４とともに現
像を行う。

【００３３】ここで、図５，図７，および図８を参照す
ると、プロセスカートリッジ４４の貯蔵または貯蔵電気
サブアセンブリ８２がより詳細に図示される。ここで、
貯蔵電気サブアセンブリと称するのは、プロセスカート
リッジモジュール４４に対する電気接続の全てがこの貯
蔵サブアセンブリを介して行われるからである。図示さ
れるように、貯蔵サブアセンブリ８２は肘の形状をして
おり、後方に傾斜する上腕部２５０と、わずかに下方に
傾斜するとともにおおむね水平な前腕部２５２とを含
み、前腕部２５２は肘部２５３で上腕部２５０に接続す
る。上述のように、貯蔵サブアセンブリ８２は、（モジ
ュールハウジング１００（図５）への装着に関して見
た）内壁１９２と外壁１９６とを備え、これらが端部壁
とその上壁および底壁（符号は付さず）とともに不要ト
ナー２５６を保持するための貯蔵用中空部２５４（図
８）を規定する。貯蔵電気サブアセンブリ８２は、装着
部材１６２，１６４，１６６（図２）を介してモジュー
ルハウジング１００の第１の側壁１０２に装着される。
上腕部２５０は、上腕部２５０の上部中央に位置して不
要トナー２５６を中空部２５４へと受けるための第１の
開口２５８を含む。上腕部２５０はさらに、接地ピン１
６０（図４および図５を参照）を収容して保持するため
の第２の開口２５９を含み、それにより光受容体８４を
整列させる。さらに図示されるように、ほぼ水平の部分
２５２は上腕部２５０より長く、上腕部２５０に接続す
るとともにこれに対して開いている第１の端部２６０
と、上腕部２５０から遠位へと延在する第２の端部２６
２とを有する。

【００３４】重要なことに、本発明によると、ほぼ水平
の部分２５２の第１の端部（近位端）２６０は、そこに
形成されたハーネスのない電気ピックアップコンタクト
２６４Ａ，２６４Ｂ，２６４Ｃ，２６４Ｄを有する。こ
れらのコンタクトはそれぞれ電気コネクタ２６６Ａ，２
６６Ｂ，２６６Ｃ，２６６Ｄに装着されて、プロセスカ
ートリッジモジュールの他のサブアセンブリに対する電
気接続のための経路を与える。ほぼ水平の部分２５２の
第２の端部（遠位端）２６２は、このような電気コンタ
クトまたはコネクタを備えず、そのため、この第２の端
部２６２を拡張させて不要トナーを蓄積するための付加
的な部分２７０（図７）を含むようにできるという利点
が得られる。このように、ハーネスのない電気コンタク
トおよびコネクタ２６４Ａ〜２６４Ｄ，２６６Ａ〜２６
６Ｄの位置、配置、および構造に影響を与えることな
く、単に第２の端部２６２を延長させたり縮小させたり
することによって、スループットや耐用年数の異なる様
々なマシンに貯蔵電気サブアセンブリ８２を適合させる
ことができる。

【００３５】不要トナー貯蔵電気サブアセンブリ８２
は、マシン２０内のプロセスカートリッジ４４全体の動
作上の配置を実現し、簡単にするという利点を有する。
さらに、貯蔵サブアセンブリ８２は、上述のようなハー
ネスのない電気接続および光受容体の整列を実現する。
貯蔵電気サブアセンブリの設計によって部分２７０を簡
単に適合および延長させることが可能となることによっ
て、さらに、コピー容量が様々である同系列機に合わせ
て不要トナー投入口２５８と電気コンタクトを変更させ
る必要がないという利点が得られる。カートリッジモジ
ュールの他のサブアセンブリとの重要な電気的および機
能的インターフェースに影響を与えることなく、部分２
７０を加えることによって上述のようにほぼ水平の前腕
部２５２を延ばして不要トナー貯蔵サブアセンブリ８２
の容量を増大させることができる。

【００３６】例えば、電気コンタクト２６４Ａ〜２６４
Ｄの配置を換えることなく、たとえば５ｋの部材耐用期
間を有するマシンから、１４Ｋの部材耐用期間を有する
マシンへというように様々な残留トナーの容量に対応し
て端部２５２を上述のように延長できるように設計され
ている。このような拡張性によって、カートリッジおよ
び貯蔵サブアセンブリのサイズが異なる様々な仕様に合
わせてＥＣＳ／ＰＳモジュールボード（図示せず）を再
設計する必要がなくなる。このように、貯蔵電気サブア
センブリは、要求されるいかなるサイズに対してもコス
ト効率がよく、電気端子が頑強であるために効果的に再
使用できる。

【００３７】ここで特に図８を参照すると、上腕部２５
０とほぼ水平な前腕部２５２との接続は、投入口２５８
から中空部２５４へと重力で落下する不要トナーが蓄積
され、符号２７４で示される約３５度の「静止(repose)
角度（θ）」を形成して遠位端２６２に流れるのを促進
するように行われる。２つのトナー表面２７６，２７８
の間の最小角度が、図８に示されるようにトナーが矢印
２８０の方向に流れ始めるまでの静止角度である。

【００３８】このように、不要トナーの貯蔵容量によっ
てコピー容量が制限される静電写真式複写機の要素とな
るとともに互いに係合するモジュール群によって規定さ
れる中空部に脱着自在に装着できる静電写真プロセスカ
ートリッジが提供される。このプロセスカートリッジ
は、プロセスチャンバを規定する内側表面と外側表面と
を有する長手のハウジングまたはフレームと、プロセス
チャンバ内で前記フレームに装着される回転可能なエン
ドレス光受容性部材とを備える。前記光受容性部材は、
形成されたトナー像を保持するための像保持面と、導電
層と、プロセスチャンバ内の閉ループ経路とを有する。
前記プロセスカートリッジはまた、長手のフレームに前
記閉ループ経路に沿って装着されて光受容性部材の像保
持面に静電荷層を付与する高圧の静電写真式帯電装置
と、像保持面上にトナー像を形成してこれを前記面から
転写するための手段と、形成されたトナー像を担持体に
転写するための手段とを備える。重要なことには、この
プロセスカートリッジは、前記長手のハウジングの端部
に装着されて、クリーニングサブアセンブリによって除
去、搬送された不要トナーを受けて収容するための不要
トナー貯蔵サブアセンブリを含む。この不要トナーサブ
アセンブリは、上腕部と、ほぼ水平な前腕部とを含む肘
の形状を有する。前腕部は、延長可能な遠位端と、そこ
に形成されたハーネスのない電気コンタクトおよびコネ
クタを有する近位端とを含み、それにより、近位端にお
いてカートリッジモジュールの他のサブアセンブリとの
重要な電気的および機能的インターフェースに影響を与
えることなく接続し、コピー容量がそれぞれ異なる同系
列機に使用できるように遠位端において貯蔵サブアセン
ブリを適合させることが可能になる。

【００３９】ここに開示した本発明の実施の形態は好適
であるものの、当業者であればこの教示より種々の代替
例、変形例、変更例または改良点を実施することが可能
であり、これらも前掲の特許請求の範囲に包含されるこ
とが理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る個々にフレームを
有するとともに互いに整列されるモジュールを備えた小
型静電写真式複写機の正面図である。

【図２】 図１のマシンのＣＲＵまたはプロセスカート
リッジモジュールのモジュールハウジングの上面斜視図
である。

【図３】 図１のマシンのＣＲＵまたはプロセスカート
リッジモジュールの現像サブアセンブリの底面斜視図で
あって、現像ハウジングの底部を装着していない状態を
示す図である。

【図４】 図１のマシンのＣＲＵまたはプロセスカート
リッジモジュールの開放した状態の底部斜視図である。

【図５】 図１のマシンのＣＲＵまたはプロセスカート
リッジモジュールの種々のサブアセンブリの分解図であ
る。

【図６】 図１のマシンのＣＲＵまたはプロセスカート
リッジモジュールの（前部から後部にかけての断面を示
す）垂直断面図である。

【図７】 図１のマシンのプロセスカートリッジモジュ
ールの貯蔵サブアセンブリの内壁の内側表面を垂直方向
に示す概略図である。

【図８】 本発明の実施の形態に係る不要トナーの蓄積
を示す図７の貯蔵サブアセンブリを垂直方向に示す概略
図である。

【符号の説明】

２０ 複写機、４２ 中空部、４４ プロセスカートリ
ッジモジュール、７２モジュールハウジングサブアセン
ブリ、７４ 光受容体サブアセンブリ、７６帯電サブア
センブリ、７８ 現像サブアセンブリ、８０ クリーニ
ングサブアセンブリ、８２ 不要トナー貯蔵サブアセン
ブリ、８４ 光導電性ドラム、９８給紙経路、１００
モジュールハウジング、１４４ モジュールハンドル、
２７０ バッフル、２５０ 上腕部、２５２ 前腕部、
２５３ 肘部、２５４ 中空部、２５８ 第１の開口、
２６０ 近位端、２６２ 遠位端、２６４Ａ〜２６４Ｄ
電気コンタクト、２６６Ａ〜２６６Ｄ 電気コネク
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アジャ クマール アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート サウス リッジ トレイル 51

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不要トナー貯蔵容量によってコピー容量
   が制限される静電写真式複写機の要素となるとともに、
   互いに係合するモジュール群によって規定される中空部
   に脱着自在に装着される、有限の耐用年数を有する静電
   写真のプロセスカートリッジであって、 プロセスチャンバを規定する壁を有する長手のハウジン
   グと、 前記プロセスチャンバ内で前記壁に装着されて、前記プ
   ロセスチャンバ内の閉ループ経路と、形成されたトナー
   像を保持するための像保持面とを有する回転可能なエン
   ドレス光受容性部材と、 前記閉ループ経路に沿って配置されて、トナー像を前記
   像保持面上に形成し、前記面から転写するための複数の
   静電写真プロセス部材と、 前記像保持面から不要トナーを除去、搬送するためのク
   リーニング部材と、 前記長手のハウジングの端部に装着されて、前記クリー
   ニング部材から除去、搬送された不要トナーを受けて収
   容するとともに、上腕部とほぼ水平の前腕部とを含む肘
   形の不要トナー貯蔵電気サブアセンブリとを含み、 前記前腕部は、延長可能な遠位端と、ハーネスのない電
   気コンタクトおよびコネクタを有する近位端とを含み、
   それによって、前記近位端でカートリッジモジュールの
   他のサブアセンブリとの重要な電気的および機能的イン
   ターフェースに影響を与えることなく接続を行い、前記
   遠位端で前記貯蔵電気サブアセンブリを延長させてコピ
   ー容量が異なる同系列機に使用することが可能となるこ
   とを特徴とする静電写真のプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプロセスカートリッジ
   であって、 前記貯蔵電気サブアセンブリが、前記上腕部を貫いてそ
   の上部中央に位置するとともに前記貯蔵電気サブアセン
   ブリの中空部へと不要トナーを受けるための第１の開口
   を含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のプロセスカートリッジ
   であって、 前記上腕部と前記ほぼ水平の前腕部との接続は、前記第
   １の開口から中空部へと重力で落下する不要トナーが蓄
   積され、約３５度の静止角度を形成して、不要トナーが
   前記遠位端へと自由に流れるのを促すように行われるこ
   とを特徴とするプロセスカートリッジ。