JP2005227318A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスカートリッジの小型、軽量化或はコスト低減のために枠体の肉厚を薄くした場合であっても枠体の強度を確保し、廃トナーの搬送を確実に行えるようにする。
【解決手段】感光体ドラムを支持し、廃トナーを収容する収容室を構成するクリーニング枠体と、感光体ドラムに当接し、廃トナーが収容室から漏れ出すのを防止するシート部材と、クリーニング枠体に設けられたシート部材の取り付け座面を具備するプロセスカートリッジ或は画像形成装置において、シート部材の取り付け座面の略直角方向の位置、且つ、クリーニング枠体の壁面に固定された補強部材を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真画像形成装置及びこの本体に着脱可能なプロセスカートリッジに関する。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものであり、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

又、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段の少なくとも何れか１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。

このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。

このようなプロセスカートリッジでは、感光体ドラム上の転写残現像剤（廃トナー）を搬送する手段を設け、廃トナー収容部を扁平形状にするといった構成が知られている（特許文献１）。

特開２００３−１６２１９１号公報

近年、プロセスカートリッジの小型軽量化及びコスト低減のために、廃トナー収容部をより扁平に、又、廃トナー収容部を構成する枠体の肉厚をより薄くすることが求められるようになってきた。そこで、そのような場合であっても不都合を生じないような対策が望まれるようになってきた。

本発明は上記従来の技術を更に発展させたものであり、たとえ枠体の厚さを薄くした場合であっても、枠体を把持した際に、枠体が撓むことのないプロセスカートリッジを提供するものである。従って、本発明によれば、扁平／小型な形状であっても、廃トナーを確実に廃トナー収容部へと搬送することができる。

本出願に係る発明は以下の通りである。

像担持体と、
前記像担持体に作用し、転写残現像剤を清掃する、弾性を有するクリーニング部材とこれを支持する支持部より成るクリーニング手段と、
前記像担持体を回転可能に支持し、且つ、前記クリーニング部材を保持する枠体と、
前記枠体に形成された、前記転写残現像剤を収納する収納室と、
前記枠体に取り付けられた、転写残現像剤を収容室へと導き、前記転写残現像剤が収容室から外部へと漏れ出すのを防止するシート部材と、
を具備する、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記シート部材の取り付け座面に略直角方向の位置に設けられ、且つ、前記枠体の壁面に固定された補強部材を有することを特徴とするものである

本発明によれば、枠体の厚さを薄くしたプロセスカートリッジであっても、ユーザの取り扱い時に枠体が撓むことがなく、且つ、廃トナーを廃トナー収容部へ確実に搬送することができる。

次に、本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッジおよびこれを用いる画像形成装置について説明する。
［カラー画像形成装置の全体構成］
先ず、カラー画像形成装置の全体構成について、図１及び図２を参照して概略説明する。図２はカラー画像形成装置の一形態であるフルカラーレーザプリンタの全体構成説明図で、図１はそれに用いられるプロセスカートリッジの全体構成説明図である。

カラーレーザプリンタは、図２に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色ごとに像担持体を有する画像形成部と、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し、給送部から給送された転写材Ｐに更に転写する中間転写体５とから成る。像担持体である感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）は、駆動手段（不図示）によって、同図中反時計回りに回転駆動される。

感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、画像情報に基づいてレーザビームを照射し、感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３、静電潜像に現像剤であるトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を第一転写部Ｔ１（Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄ）に転写する中間転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置を含む感光体ユニット６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）が配設されている。中間転写体５に転写されたトナー像は第二転写部Ｔ２で二次転写ローラ１３にて転写材Ｐへ更に転写し、カラー画像を転写された転写材Ｐを定着部８へ搬送してカラー画像を転写材Ｐに定着し、排出ローラ群２５によって装置上面の排出トレイ２６上へ排出するものである。

ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を形成している。
［プロセスカートリッジの構成］
次に、本発明を実施したプロセスカートリッジについて図１及び図３により詳細に説明する。図１及び図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面及び斜視図を示している。尚、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは同一構成である。

図１及び図３に示すように、プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電装置２及び感光体ドラム１上の転写残トナーを除去するクリーニング部材としてのクリーニングブレード６０を備えた感光ドラムユニット６及び感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像ローラ４０を有する現像ユニット４に分かれている。

感光ドラムユニット６には、感光ドラム１が軸受部材３１を介してクリーニング枠体６１に回転自在に取り付けてられている。

クリーニングブレード６０は、先端が感光ドラム１に当接する、弾性を有するクリーニング部６０ａと、このクリーニング部６０ａを支持し、クリーニング枠体６１に固定される支持板６０ｂにより構成されている。

クリーニング部６０ａの材料としてはウレタン、シリコン等のエラストマが好ましく、本実施の形態では、ウレタンゴムを用いている。又、支持板６１ｂは剛性のある材料が望ましく、本実施の形態では厚さ１．６ｍｍの冷間圧延鋼板を用いている。

クリーニングブレード６０によって感光ドラム１表面から除去された転写残トナーは、トナー送り機構６２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室６３に順次送られる。トナー送り機構６２は、プロセスカートリッジ外部からの駆動（不図示）を後端の駆動伝達部６２ａ部へと伝達し、６２ａ部に取り付けられたクランク軸（不図示）により、図中矢印Ｆの軌跡で回転するようになっている。これにより、トナー送り機構６２はクリーニングブレード６０と感光体ドラム１の当接位置近辺にある廃トナーＴを順次廃トナー収容室６３側へと送り出す。

現像ユニット４は、感光ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ４０及びトナーが収容されたトナー容器４１と現像容器４５とから構成される。現像ローラ４０は現像軸受４７，４８を介して回転自在に現像容器４５に支持され、又、現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３と現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。更に、トナー容器４１内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構４２が設けられている。

そして、図３に示すように、現像ユニット４は、現像ユニット４の現像軸受４７，４８にそれぞれ設けられた支持穴４９を中心に、ピン４９ａによって現像ユニット４全体が感光体ドラムユニット６に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。

プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸４９ａを中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光ドラム１に接触するよう、加圧バネ６４によって現像ユニット４が常に付勢されている。

現像時、トナー攪拌部材４２によって収納されたトナーがトナー供給ローラ４３へ搬送されると、矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ４０との摺擦によって現像ローラ４０に供給し、現像ローラ４０上に担持させる。現像ローラ４０上に担持されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像ブレード４４の所に至り、現像ブレード４４がトナーに対して電荷を付与するとともに、所定のトナー薄層に形成する。そして、感光ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して潜像を現像する。

現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留したトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像器内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構４２により残りのトナーと撹拌混合される。

感光ドラム１と現像ローラ４０が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光ドラム１は剛体とし、これに当接する現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
［クリーニングユニット枠体構成］
次に、本発明に係るクリーニングユニット６の詳細について図１及び図４を用いて説明する。図４はクリーニング枠体を図１の矢印Ｄ方向から見た図である。

クリーニング枠体６１は、図４に示すように、クリーニングブレードの取り付け座面６１ａ、シート部材６４の取り付け座面６１ｂ、感光体ドラム支持部６１ｃ、帯電部材支持部６１ｄ、廃トナー収容室６３の一部が一体に成形されている。又、廃トナー収容室６３は、廃トナー収容部材６７がクリーニング枠体６１に溶着等の手段により固定され形成されている。本実施の形態では、クリーニング枠体６１及び廃トナー収容部材６７はポリスチレン（ＰＳ）樹脂の成形品である。

クリーニングブレード６０は、クリーニング枠体６１の座面６１ａにビス７０等の締結手段により固定され、感光体ドラム１に所定の侵入量で当接している。
［シート部材］
クリーニング枠体６１にはシート部材６４の取り付け座面６１ｂも設けられている。シート部材６４は、両面テープ等の手段により座面６１ｂに取り付けられ、感光体ドラム１の回転方向の順方向に当接している。このとき、シート部材６４先端は長手方において波打ちがないように取り付けられており、この結果、感光ドラム１上の転写残トナーはシート部材６４と感光体ドラム１表面との当接部をすり抜けて廃トナー収容室６３へと導かれる。本実施の形態においてシート部材６４は厚さ２５〜５０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いている。

図１に示すように、感光体ドラム１上の転写残トナーはシート部材６４を通過した後クリーニングブレード６０に至り、ここで感光体ドラム１から削ぎ落とされ、廃トナーＴとなる。クリーニングブレード６０により削ぎ落とされた廃トナーＴはクリーニングブレード６０周辺に順次堆積し、その後、廃トナー送り機構６２によりクリーニングユニット６後方の廃トナー収容室６３へと搬送される。

プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に装着され使用されていくに連れ、廃トナーＴは廃トナー収容室６３へと搬送されるが、廃トナーＴの一部はクリーニング枠体前方壁６１ｅとシート部材６４及び感光体ドラム１にて囲まれる領域にも堆積していく。ここで、シート部材６４は感光体ドラム１に対して一様に当接しており、廃トナーＴが感光体ドラム１とシート部材６４との間から外部へ漏れ出すことを防止している。
［補強部材］
次に、本実施の形態における補強部材６８の取り付けについて説明する。

補強部材６８はクリーニング枠体６１の、シート部材取り付け座面６１ｂに略直角の位置にある前方壁６１ｅに両面テープで取り付けられている。補強部材６８はシート部材６４の貼り付け座面６１ｂ全域とほぼ同等の長手方向長さを有している。本実施の形態で補強部材６８は冷間圧延鋼の厚さ０．８ｍｍ、幅６ｍｍのものを用いている。
［プロセスカートリッジのハンドリング］
本実施の形態のプロセスカートリッジ７には、図５に示すように、画像形成装置１００から取り出す際にユーザが容易に取り出せるよう取っ手６９が設けられている。但し、プロセスカートリッジ７をユーザが画像形成装置本体１００へ装着する時や、移動する場合、図１の矢印Ａ及びＢで示す方向に握って持つことがある。

プロセスカートリッジの小型化やコストダウンを狙いクリーニング枠体全体の肉厚を薄くした場合、プロセスカートリッジ７を握る力が強いと、クリーニング枠体６１は撓むことがある。このときはシート部材６４の座面６１ｂの長手方向中央部周辺（図５のＥで示す領域）が変形し易くなる。

しかし、本実施の形態のように補強部材６８を設けることにより、ユーザがプロセスカートリッジを握った場合でもシート部材座面６１ｂの撓みが抑えられ、シート部材６４が波打つことはなくなる。

本実施の形態では、クリーニング枠体６１の肉厚が１．５ｍｍであるが、補強部材の幅が６ｍｍ、板厚が０．６ｍｍ以上であれば枠体の撓みに対しての効果が確認されている。

尚、本実施の形態では、クリーニング枠体の材質にポリスチレン、補強部材の材質に冷間圧延鋼板を用いたが、この組合せに限定されるものではなく適宜変更されるものである。

又、本実施の形態では、補強部材のクリーニング枠体への取り付けを両面テープにて行ったが、クリーニング枠体からボスを立てて熱カシメを行う、接着剤による固定、或は一体成形等、その固定方法は限定されるものではない。

更に、本実施の形態では補強部材６８の形状を平板形状としたが、形状はこれに限定されるものではない。図６に示すように、補強部材をＬ字形状としてクリーニング枠体６１の壁面に沿うように配置するとより高い効果が得られる。

本発明は、電子写真画像形成装置及びこの本体に着脱可能なプロセスカートリッジに対して適用可能である。

本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す断面図である。 フルカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 プロセスカートリッジの全体構成を示す斜視図である。 クリーニングユニットの構成を示す斜視図である。 プロセスカートリッジの構成を示す斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの断面図である。

符号の説明

１（１ａ〜１ｄ） 感光ドラム
２（２ａ〜２ｄ） 帯電装置
３ スキャナユニット
４（４ａ〜４ｄ） 現像装置、現像ユニット
５ 中間転写体（中間転写ベルト）
６（６ａ〜６ｄ） 感光体ユニット
７（７ａ〜７ｄ） プロセスカートリッジ
８ 定着器（定着部）
１２（１２ａ〜１２ｄ） 一次転写ローラ
１３ 二次転写ローラ
２５ 排出ローラ
２６ 排出トレイ
３１ 軸受部材
４０ 現像ローラ
４１ トナー容器
４２ トナー撹拌（搬送）部材
４３ トナー供給ローラ
４４ 現像ブレード
４５ 現像容器
４７，４８ 軸受部材
４９ 支持穴
４９ａ ピン
６０ クリーニング部材（クリーニングブレード）
６０ａ クリーニング部
６０ｂ 支持板
６１ クリーニング枠体
６１ａ クリーニングブレード座面
６１ｂ シート部材座面
６１ｃ 感光体ドラム支持部
６１ｄ 帯電装置支持部
６１ｅ 前方壁
６２ トナー送り機構
６２ａ トナー送り機構駆動入力部
６３ 廃トナー収容室
６４ 加圧バネ
６７ 廃トナー収容部材
６８ 補強板
６９ 取っ手
７０ 締結手段（ビス）
１００ 画像形成装置
Ｐ 転写材
Ｔ１（Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄ） 一次転写部
Ｔ２ 二次転写部

Claims (2)

1. 少なくとも像担持体と、転写残現像剤を収容する収容室と、前記像担持体を回転可能に支持し、且つ、前記収容室を構成するクリーニング枠体と、前記クリーニング枠体に取り付けられ、前記像担持体に当接する、前記転写残現像剤が前記収容室から外部へと漏れ出すのを防止するシート部材と、前記クリーニング枠体に設けられた前記シート部材の取り付け座面と、を具備する、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   前記シート部材の取り付け座面に略直角方向の位置且つ前記クリーニング枠体の壁面に固定された補強部材を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 少なくとも像担持体と、転写残現像剤を収容する収容室と、前記像担持体に当接する、前記転写残現像剤が前記収容室から外部へと漏れ出すのを防止するシート部材と、前記収容室を構成するフレームと、前記フレームに設けられた前記シート部材の取り付け座面と、を具備する画像形成装置において、
   前記シート部材の取り付け座面に略直角方向の位置且つ前記フレームの壁面に固定された補強部材を有することを特徴とする画像形成装置。

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