JP2005258145A - プロセスカートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】入力電気接点の外乱汚染、外乱損傷の抑制を向上させたプロセスカートリッジを提供すること。
【解決手段】電気接続位置に配置された出力電気接点、を有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、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、前記電気接続位置に位置せしめられた出力電気接点に係合し、前記プロセス手段が作動するための電圧を受ける入力電気接点と、前記電子写真画像形成装置本体が有する出力電気接点を案内するためのガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記プロセスカートリッジの装着方向に交差する方向において、前記入力電気接点を挟む両側に設けた斜面であることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、記録媒体にトナー画像を形成する電子写真画像形成装置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、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体(例えば、記録用紙、OHPシート等)に画像を形成するものである。例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ等が含まれる。
又、プロセスカートリッジは、プロセス手段としての帯電部材、現像部材の少なくとも1つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能としたものである。
プロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置においては、画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの着脱をサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができる。そこで、画像形成装置の操作性を格段に向上させることができた。
こうした電子写真画像形成装置においては、プロセスカートリッジの有する電子写真感光体(以下、「感光体ドラム」と称す)を帯電するための帯電部材、或は、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像部材等に電圧を印加する必要がある。
従来、カートリッジが画像形成装置本体に装着された際に、前記カートリッジと前記装置本体との電気接続を行うために、前記カートリッジの枠体に入力電気接点を設ける。一方、前記装置本体には出力電気接点を設ける。そして、カートリッジが装置本体に装着された際に、前記入力電気接点と前記出力電気接点を接続する。これによって、装置本体からカートリッジに電圧を供給することが行われている。
具体的には、次の構成が知られている。
端子部材(出力電気接点)を覆う保護板を装置本体に移動可能に設ける。これによって、プリンタ(画像形成装置)のメンテナンス作業を行う場合に、オペレータ或は工具が端子部材に接触することを防止する。そして、カートリッジの装置本体への挿入により、前記保護板を退避位置へ退避させる。これによって、装置本体の端子部材とカートリッジの端子部材(入力電気接点)とを電気的に接続可能にする(例えば、特許文献1参照)。
又、ユニットを装置本体から取り外した際に、コネクタピン(出力電気接点)を仕切壁の内側に隠蔽する。これによって、サービスマンやユーザーがコネクタピンに接触することを防止する。そして、ユニットの装置本体への挿入により、前記コネクタピンをユニット挿入部内へ侵入させる。これによって、コネクタピンとユニットのコネクタ部(入力電気接点)とを電気的に接続する(例えば、特許文献2参照)。
又、ドラムシャッタに規制部を設ける。そして、この規制部によって電気接点(入力電気接点)を覆う。これによって、前記電気接点に異物が付着して、接点不良が発生することを防止する。そして、カートリッジの装置本体の侵入により、カートリッジの電気接点と装置本体の電気接点(出力電気接点)とを電気的に接続する(例えば、特許文献3参照)。
又、接点部材(出力電気接点)を退避位置と正規位置との間を移動可能に設ける。これによって、カートリッジの接点部(入力電気接点)と装置本体の接点部材とを正常に接触させる。そして、カートリッジを装置本体へ侵入させる前には、前記接点部材(出力電気接点)を退避位置へ移動させる。又、カートリッジを装置本体に装着した際には、前記接点部材を正規位置へ移動させる。これによって、前記接点部と前記接点部とを電気的に接続する(例えば、特許文献4参照)。
特開平7−77921号公報([0012]〜[0015]、図1〜図3) 特開昭62−215278号公報(第4頁左下欄15行目〜第6頁左上欄15行目、第1A図、第1B図、第4A図) 特開平10−74030号公報([0039]〜[0047]、図17) 特開平9−68833号公報([0016]〜[0029]、図1〜図3)
本発明は前記従来技術を更に発展させたものである。
上記従来例では、装置本体との電気的接続を行うプロセスカートリッジ接点が前記プロセスカートリッジ外装表面に配置構成されていたため、外乱による汚染の可能性があった。
又、上記従来例では、本体側の接続接点の位置が変化した際に、前記本体装置側の接続接点位置と前記プロセスカートリッジ側の接続接点位置を規制するものがなかったため、安定接続ができない可能性があった。
本発明の目的は、入力電気接点の外乱汚染、外乱損傷の抑制を向上させたプロセスカートリッジを提供することにある。
本発明の他の目的は、当該プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体に装着した際に、該プロセスカートリッジの有する入力電気接点と、前記画像形成装置本体に設けられた出力電気接点との電気接続の信頼性を向上させたプロセスカートリッジを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、電気接続位置に配置された出力電気接点、を有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、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、前記電気接続位置に位置せしめられた出力電気接点に係合し、前記プロセス手段が作動するための電圧を受ける入力電気接点と、前記電子写真画像形成装置本体が有する出力電気接点を案内するためのガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記プロセスカートリッジの装着方向に交差する方向において、前記入力電気接点を挟む両側に設けた斜面であることを特徴とする。
本発明によれば、プロセスカートリッジ入力電気接点は、該プロセスカートリッジに設けた斜面に挟まれた配置構成としたため、ユーザーが入力電気接点に直接触れたり、机上にプロセスカートリッジを置いた際に、机上の汚物が直接入力電気接点に触れるつことがなく、入力電気接点への外乱による汚染を抑制することができる。
又、プロセスカートリッジの入力電気接点は、該プロセスカートリッジに設けた斜面に挟まれた配置構成とし、画像形成装置本体側の出力電気接点に対し、プロセスカートリッジの斜面を接点挿入ガイド機能をも兼ねるようにしたため、プロセスカートリッジ装着時の画像形成装置本体側の出力電気接点とプロセスカートリッジ側の入力電気接点の接続安定化を容易に実現することができる。
以下、本発明に係るプロセスカートリッジ及び電気接続機構を添付図面に基づいて説明する。
(1)プロセスカートリッジの概略説明:
先ず、図1を用いて、本発明の実施の形態を適用したプロセスカートリッジB(以下、「カートリッジ」と称す)について説明する。図1はカートリッジBの断面図である。
図1において、カートリッジBは、電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」と称す)107を有する。感光体ドラム107は、図2に示すように、カートリッジBが電子写真画像形成装置本体(以下、「装置本体」と称す)Aに装着された際に、装置本体Aから駆動力を受けて回転する。
感光体ドラム107の外周面に対向配置して帯電部材としての帯電ローラ108が設けられる。帯電ローラ108は装置本体Aからの電圧印加によって、感光体ドラム107を帯電する。又、帯電ローラ108は、感光体ドラム107に接触して設けられており、感光体ドラム107と従動回転する。
カートリッジBが装置本体Aに装着された際、帯電ローラ108は、出力電気接点としての帯電出力電気接点144a(図4参照)及び入力電気接点としての帯電入力電気接点141a(図8参照)を介して装置本体100から電圧を受ける。帯電ローラ108は、この電圧によって作動して感光体ドラム107を帯電する。
カートリッジBは、現像部材としての現像ローラ110を有する。現像ローラ110は、感光体ドラム107の現像領域へ現像剤tを供給する。そして、現像ローラ110は、前記現像剤tを用いて、感光体ドラム107に形成された静電潜像を現像する。この現像ローラ110は、マグネットローラ(固定磁石)111を内蔵している。
カートリッジBが装置本体Aに装着された際、現像ローラ110は、出力電気接点としての現像出力電気接点161a(図4参照)及び入力電気接点としての現像入力電気接点160a(図8参照)を介して装置本体100から電圧を受ける。現像ローラ110は、この電圧によって作動して前記静電潜像を現像する。
現像ローラ110の周面に当接して現像ブレード112が設けられる。現像ブレード112は、現像ローラ110の周面に付着する現像剤tの量を規定する。又、現像剤tに摩擦帯電電荷を付与する。
現像剤収納容器114内に収納された現像剤tを攪拌部材115の回転によって現像室113aへ送り出す。そして、前記電気接点を介して電圧を印加された現像ローラ110を回転させる。これによって、現像ブレード112によって摩擦帯電電荷を付与した現像剤層を現像ローラ110の表面に形成する。そして、その現像剤tを潜像に応じて感光体ドラム107へ移転させる。これによって、前記潜像を現像する。
尚、感光体ドラム107に形成された現像剤像は、転写ローラ104によって記録媒体102に転写される。
感光体ドラム107の外周面に対向して弾性クリーニングブレード117aが配置される。クリーニングブレード117aは、その先端が感光体ドラム107に当接している。そして、クリーニングブレード117aは、前記現像剤像を記録媒体102に転写後に感光体ドラム107に残留する現像剤tを除去する。クリーニングブレード117aによって感光体ドラム107表面から除去された現像剤tは、除去現像剤溜め117bに収納される。尚、カートリッジBは、現像ユニット119及びドラムユニット120にて一体に構成されている。
又、現像ユニット119は、カートリッジ枠体の一部である現像枠体113によって構成されている。そして、現像ユニット119は、現像ローラ110、現像ブレード112、現像室113a、現像剤収納容器114及び攪拌部材115を有する。そして、現像入力電気接点160aが現像枠体113から内の凹部に設けられている(図8参照)。
又、ドラムユニット120は、カートリッジ枠体の一部であるドラム枠体118によって構成されている。そして、ドラムユニット120は、感光体ドラム107、クリーニングブレード117a、除去現像剤溜め117b及び帯電ローラ108を有する。そして、帯電入力電気接点141aがドラム枠体118から露出して設けられている。
尚、感光体ドラム107の一端は、ドラム軸139(図6参照)によってドラム枠体118に支持されている。又、このドラム軸139の外側端部が後述するカートリッジガイド140L1(図6参照)を兼ねている。
又、図7を参照すると理解されるように、ドラムユニット120の長手方向一端120aには、カートリッジガイド140R1,140R2が設けられている。そして、図6に示すように、前記長手方向他端120bには、上記カートリッジガイド140L1及び他のカートリッジガイド140L2が設けられている。
又、現像ユニット119とドラムユニット120は、回動可能に結合されている。そして、感光体ドラム107に現像ローラ110が押圧している。
(2)電子写真画像形成装置の説明:
図2を用いて前述したカートリッジBを用いる電子写真画像形成装置100について説明する。図2は電子写真画像形成装置(以下、「画像形成装置」と称す)100の構成図である。
尚、以下、画像形成装置100として、レーザービームプリンターを例に挙げて説明する。
画像形成時に、回転する感光体ドラム107の表面を帯電ローラ108によって一様に帯電する。次いで、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、レンズ、反射ミラー(何れも不図示)を有する光学手段101から画像情報に応じたレーザ光を感光体ドラム107へ照射する。これによって、感光体ドラム107に画像情報に応じた静電潜像を形成する。この潜像は、前述した現像ローラ110によって現像される。
一方、現像剤像の形成と同期して、カセット103aにセットした記録媒体102を送り出しローラ103b、搬送ローラ対103c,103dによって転写位置へ搬送する。転写位置には、転写手段としての転写ローラ104が配置されている。そして、この転写ローラ104に電圧を印加する。これによって、感光体ドラム107上の現像剤像を記録媒体102に転写する。
現像剤像の転写を受けた記録媒体102は、ガイド103eを介して定着手段105へ搬送される。定着手段105は、駆動ローラ105c及びヒータ( 不図示) を内蔵した定着ローラ105bを備えている。そして、通過する記録媒体102に熱及び圧力を印加して現像剤像を記録媒体102に定着する。記録媒体102は、その後、ローラ対103g,103hで搬送され、トレイ106へ排出される。前記ローラ103b、搬送ローラ対103c,103d、ガイド103e及びローラ対103g,103h等が記録媒体102の搬送手段103を構成する。
カートリッジBの装置本体Aに対する着脱は、次のように行われる。
図3に示すように、操作者によって、装置本体Aに設けられたドア109を開く。そして、カートリッジBを装置本体Aに設けたカートリッジ装着手段130に対して取り外し可能に装着する。
本実施の形態の装着手段130は、図4及び図5に示すように、装置本体Aに設けた本体ガイド130R1,130R2,130L1,130L2を有する。カートリッジBを装置本体Aに装着する際は、カートリッジガイド140R1,140R2(図7)を、本体ガイド130R1,130R2に沿って、又、カートリッジガイド140L1,140L2(図6)を本体ガイド130L1,130L2に沿ってカートリッジ装着部130aに装入する。
そして、カートリッジBは、カートリッジガイド140R1が本体ガイド130R1の位置決め部130R1aに嵌合し、又、カートリッジガイド140R2が本体ガイド130R2の位置決め部130R2aに載置され、カートリッジガイド140L1が本体ガイド130L1の位置決め部130L1aに嵌合し、又、カートリッジガイド140L2が本体ガイド130L2の位置決め部130L2aに載置される。このように、装着手段130によって、カートリッジBは、カートリッジ装着部130aに取り外し可能に装着される。カートリッジBは、カートリッジ装着部130aに装着されることによって画像形成動作が可能となる。
尚、カートリッジBが装着される際には、駆動力伝達部としてのカップリング134(図5)は退避しており、カートリッジBの装着に邪魔になることはない。因に、カバー109を閉じると、駆動力受け部としてのカートリッジBのカップリング107a(図7)と、装置本体A側の前記カップリング134は連結する。そして、装置本体Aから感光体ドラム107を回転させるための駆動力を受ける。
(3)カートリッジBの有する現像入力電気接点部材:
次に、カートリッジBの有する現像入力電気接点部材160について説明する。
図8はカートリッジBの現像入力電気接点部材160部の斜視図、図9はカートリッジBの組立図、図10はカートリッジBの長手方向断面図である。
現像ユニット119の底面に、現像ローラ110に現像バイアス電圧を印加するための現像入力電気接点部材160の一部である接点160aが配置されている。現像入力電気接点部材160は現像ユニット119の内部で不図示の現像ローラ110と電気的に接続されている。
図8に示すように、現像入力電気接点部材160の接点160aは、現像ユニット119の外装の一部に設けた斜面160bで覆われている。
即ち、カートリッジBを画像形成装置本体Aに装着しない状態では現像入力電気接点部材160の接点160aは、現像ユニット119の外装の一部に設けた斜面160bによって覆われることで保護された状態となっている。
より詳しくは、前記現像入力電気接点160aは、カートリッジBを装置本体A内へ挿入する挿入方向Xにおいて、ドラム軸139に対して上流側に配置されている。図10に示すように、前記プロセスカートリッジBの装着方向に交差する方向において、前記入力電気接点部材160は現像ユニット119の外装の一部に設けた斜面160bで形成されたV字形の壁の底に前記現像入力電気接点160aを配置構成している。
(4)装置本体Aに設けた現像出力電気接点部材:
次に、装置本体Aに設けられている現像出力電気接点部材について説明する。
図4に示すように、装置本体Aの内側板145の底面103i には、現像入力電気接点部材160の接点160aと接触して現像バイアス電圧を印加するための現像出力電気接点部材161の接点161aが設けられ、カートリッジBの現像入力電気接点部材160の接点160aとそれぞれ接触する構成となっている。
以上説明したように、カートリッジBを装置本体Aに装着すると、現像出力電気接点部材161の出力電気接点161aは、底面103i から突出している現像出力電気接点部材161の161aがカートリッジBの現像入力電気接点部材160の160aに接触し、エンジンコントローラの回路基板ECに設けたCPU200(図11)の制御に基づいて装置本体Aから現像ローラ110に現像バイアス電圧を印加可能となる。
(5)装置本体Aの内部構成:
ここで、図12を用いて装置本体Aの内部構成について説明する。図12は装置本体Aを手前側D、即ち、カートリッジBを装着する側D(図3)から装着方向Xへ向かって見た内部正面図である。
装置本体Aの底面、即ち、カートリッジ装着部130aの下方には、エンジンコントローラ回路基板EC(図11)が配置されている。又、前記装着部130aの一端側であって、内側板145の内側側面145eの外側には、モータM及び該モータMの駆動力を例えばカップリング134等に伝達する駆動ギア列(駆動力伝達手段)M1が配置されている。
(6)エンジンコントローラ回路基板(電源回路):
ここで、図11を用いて、本実施の形態に用いられる装置本体Aに実装されたエンジンコントローラ回路基板ECについて説明する。この回路基板ECは、前記カートリッジ装着部130aの下方に実装されている。そして、前記回路基板ECは、CPU200及び電源回路Eを有している。
又、前記回路基板ECには、即ち、前記電源回路Eには、電源Sが接続されている。そして、電源回路Eは、帯電バイアス回路E1、現像バイアス回路E2及び転写帯電バイアス回路E3で構成されている。
ここで、帯電バイアス回路E1は、負のDC電圧とAC電圧を生成する。そして、帯電ローラ108に前記各電圧を重畳した電圧を印加する。帯電ローラ108はこの電圧を受けて感光体ドラム107を帯電する。
尚、帯電バイアス回路E1は、駆動ローラ105cを介して定着ローラ105bにも負のDC電圧を印加する。又、現像バイアス回路E2は、負のDC電圧とAC電圧を生成する。そして、現像ローラ110に前記各電圧を重畳した電圧を印加する。現像ローラ110はこの電圧を受けてトナーで静電潜像を現像する。又、転写バイアス回路E3は、正又は負のDC電圧を生成する。そして、転写ローラ104に正又は負のDC電圧を印加する。
このように、帯電ローラ108には、帯電バイアス回路E1を介して電源Sからの電圧が供給される。又、定着ローラ105b及び駆動ローラ105cにも、帯電バイアス回路E1を介して電源Sからの電圧が供給される。更に、現像ローラ110には、現像バイアス回路E2を介して電源Sからの電圧が供給される。又、転写ローラ104には、転写帯電バイアス回路E3を介して電源Sからの電圧が供給される。
これらの回路E1,E2,E3は、前記回路基板EC上に設けられたCPU200からの指示によりそのオン、オフ等が制御される。
以上説明した通り、本実施の形態によれば、カートリッジBの現像入力電気接点部材160の接点160aは斜面160bで覆われているため、ユーザーがカートリッジBの取り扱い時に電気接点160a等に容易に触れることができない。これにより、カートリッジBの接点160aに人の汗やグリス等が付着し、導通不良が発生することを抑制することができる。
又、前記入力電気接点部は、前記斜面160bに挟まれていることにより、前記プロセスカートリッジを装着する際に前記斜面160bは前記入力電気接点と、前記装置本体A側の出力電気接点の接合時の接点挿入ガイドを兼ねる。これにより、前記装置本体側の出力電気接点の位置が不安定(バラついても)となっても、前記斜面160bの接点挿入ガイド作用により安定した接触が容易となる。
尚、以上の実施の形態の説明においては、前記斜面160bは、現像入力電気接点160aを覆うものとして説明したが、これに限定されるものではなく、帯電入力電気接点141aに用いた構成、又、現像入力電気接点160aと帯電入力電気接点141aの双方に配置構成しても、同様の効果が得られ、電気接点の導通安定性向上が可能である。
本発明は、記録媒体にトナー画像を形成する電子写真画像形成装置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断面図である。 本発明に係る画像形成装置の構成を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジを装着するための装置本体の装着部を示す図である。 本発明に係るプロセスカートリッジを装着するための装置本体の装着部を示す図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの入力電気接点部の構成を説明する斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの入力電気接点部の構成を説明する組立図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの入力電気接点部の構成を説明する断面図である。 本発明に係る画像形成装置のエンジンコントローラ回路基板の構成を説明する図である。 本発明に係る画像形成装置本体の装着部の構成を示す図である。
符号の説明
A 電子写真画像形成装置本体
B プロセスカートリッジ
101 光学手段
102 記録媒体
103 搬送手段
104 転写ローラ
105 定着ローラ(定着手段)
107 感光体ドラム(電子写真感光体)
108 帯電ローラ(帯電部材)
108a 金属軸
109 カートリッジドア
110 現像ローラ(現像部材)
113 現像枠体
113a 現像室
114 トナー収納容器
117 クリーニングブレード
118 ドラム枠体
119 現像ユニット
120 ドラムユニット
130 カートリッジ装着手段
130a カートリッジ装着部
130L1,L2,R1,R2 本体ガイド
132 帯電ローラ軸受
133 金属ばね
134 カップリング
139 ドラム軸
140L1,L2,R1,R2 カートリッジガイド
141 帯電入力電気接点部材(入力電気接点部材)
141a、b 帯電入力電気接点(入力電気接点)
144 帯電出力電気接点部材(出力電気接点部材)
144a 帯電出力電気接点(出力電気接点)
145 装置本体内側板
160 現像入力電気接点部材(入力電気接点部材)
160a 現像入力電気接点(入力電気接点)
161 現像出力電気接点部材(出力電気接点部材)
161a 現像出力電気接点(出力電気接点)
170 ドラムシャッター

Claims (4)

  1. 電気接続位置に配置された出力電気接点、を有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であって、
    電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、前記電気接続位置に位置せしめられた出力電気接点に係合し、前記プロセス手段が作動するための電圧を受ける入力電気接点と、前記電子写真画像形成装置本体が有する出力電気接点を案内するためのガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記プロセスカートリッジの装着方向に交差する方向において、前記入力電気接点を挟む両側に設けた斜面であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  2. 前記プロセス手段は、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像部材であり、前記入力電気接点は前記出力電気接点から静電潜像を現像させるための電圧を受けることを特徴とする請求項1記載のプロセスカートリッジ。
  3. 前記プロセス手段は、前記電子写真感光体ドラムを帯電する帯電部材であり、前記入力電気接点は、前記出力電気接点から電子写真感光体ドラムを帯電させるための電圧を受けることを特徴とする請求項1又は2記載のプロセスカートリッジ。
  4. 少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とする請求項1〜3の何れか1項に記載のプロセスカートリッジ。
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