JP2010079263A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロセスカートリッジDのクリーニング枠体31に、転写残現像剤25aが像担持体2から現像剤収納部30へ向かう補強部31dの下流側に像担持体回転軸方向に連通した空間31eを設けた構成にする。それによって、現像剤収納部30に堆積した転写残現像剤が、ドラム回転軸方向に移動可能である。また、クリーニング枠体31の補強部31dが、開口33の一端31aから対向する他端31bを連結する方向と交差する方向に緩衝部Tを有す構成にする。クリーニング枠体31の熱変形を起す温度変化があっても像担持体2に当接するシート部材32の像担持体2への当接を安定させることが可能である。
【選択図】図6
Description
《電子写真画像形成装置の全体構成》
図1の(a)は本実施例における電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置と記す)の全体的な概略構成図である。この画像形成装置1は、電子写真プロセスを用いた、4色フルカラーのレーザービームプリンタである。即ち、パソコン・イメージリーダ・相手方ファクシミリ装置等のホスト装置(不図示)から制御回路部(不図示)に入力する電気的な画像信号に基づいてシート状の記録媒体(記録用紙、OHPシート、ラベル等)Pに対する画像形成を実行する。制御回路部(制御手段:CPU)はホスト装置や操作部(不図示)との間で各種の電気的情報の授受をすると共に、画像形成装置の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。従って、以下に説明する画像形成動作は制御回路部によって制御されるものである。この画像形成装置1の内部には、回転可能な像担持体としての電子写真感光体ドラム(以下、ドラムと記す)2が配設されている。このドラム2は駆動機構(不図示)により破線矢印aの反時計方向に所定の速度(プロセススピード)で回転駆動される。ドラム2の周囲には、ドラム2に作用するプロセス手段が配設されている。本実施例においては、ドラム2を一様に帯電するための帯電手段3と、ドラム2の一様帯電処理面を選択的に露光して潜像を形成する露光手段4と、潜像を現像剤(可視粉体:以下トナーと記す)により顕像化する現像手段5が配置されている。また、ドラム2上の1次転写残留トナーを除去するためのドラムクリーニング手段6が配置されている。本実施例においては、帯電手段3は接触帯電ローラである。露光手段4はレーザースキャナーである。現像手段5は、複数の現像装置を支持して回転して各現像装置を順次現像位置へ搬送するための支持体(回転支持体:以下、ロータリと記す)16を有するロータリ方式の現像手段である。本実施例においては、ドラム2上に形成された潜像を対応する色のトナーで現像して顕像化する、イエロー現像装置5a、マゼンタ現像装置5b、シアン現像装置5c、ブラック現像装置5dの4つの現像装置を有している。イエロー現像装置5aにはイエロー(Y)色のトナーが収容されている。マゼンタ現像装置5bにはマゼンタ(M)色のトナーが収容されている。シアン現像装置5cにはシアン(C)色のトナーが収容されている。ブラック現像装置5dにはブラック(Bk)色のトナーが収容されている。ロータリ16は、中心支軸16aを中心に回転可能であり、ロータリ電動駆動機構(不図示)により駆動されるドライブギアG1の回転力がアイドラギアG2を介してロータリギアG3に伝達される。これにより、ロータリ16は中心支軸16aを中心に破線矢印bの時計方向に回転される。制御回路部はロータリ電動駆動機構を制御してロータリ16を所定に割り出し回転制御する。各現像装置5a・5b・5c・5dはロータリ16に対して固定されている固定式でも良いし、ロータリ16に対して着脱可能な現像カートリッジ方式でも良い。固定式の場合は各現像装置5a・5b・5c・5dに対してそれぞれ対応する色のトナーを補給するためのトナー補給手段が配設される。本実施例においては、現像カートリッジ方式としている。ドラムクリーニング手段6は、ドラム2に作用し転写残トナー(転写残現像剤)を清掃するクリーニング部材としてクリーニングブレード61を用いたブレードクリーニング装置である。ブレード61によりドラム面から除去されたトナーはクリーニング容器30内に収納される。本実施例においては、ドラム2と、帯電手段3と、ドラムクリーニング手段6と、を一体的にカートリッジ化して、画像形成装置1の装置本体1Aの所定の装着部1Bに対して着脱可能なプロセスカートリッジDとしている。装置本体1AはプロセスカートリッジDを除いた画像形成装置部分である。
前述したように、本実施例においては、プロセスカートリッジDは、ドラム2と、帯電ローラ3と、クリーニング手段6と、を一体的にカートリッジ化して装置本体1Aに対して着脱自在としたものである。ドラム等の部品が寿命に達した際やクリーニング容器30内に収納する転写残トナーが満タンに達した際などには、プロセスカートリッジDを交換することで引き続き画像形成装置1を使用できる。本実施例において、プロセスカートリッジDの装置本体1Aに対する着脱は次のようにしてなされる。即ち、プロセスカートリッジDは、図2の(b)のように、装置本体1Aの正面カバー1aをヒンジ部1bを中心に開いて装置本体1Aの内部を開放することで着脱操作される。カバー1aを開くと、カバー1aが開いた開口部1Dから装置本体1A内のプロセスカートリッジ装着部1Bが見える。この装着部1Bの左右の対向壁部にはプロセスカートリッジDを装置本体1Aの内外に挿脱案内するためのガイド部材40(装着手段)が配設されている。即ち、装置本体1Aの骨格をなすメインフレーム1Cの左右の対向側板にはそれぞれガイド部材40が配設されている。また、カバー1aの開き移動に連動する連動機構(不図示)により、装着部1Bに装着されているプロセスカートリッジDの駆動入力部(不図示)に対する装置本体1A側の駆動出力部(不図示)の結合が解除される。また、装置本体1A側の位置決め固定手段(不図示)によるプロセスカートリッジDの位置決め固定が解除される。また、プロセスカートリッジDの入力電気接点(不図示)に対する装置本体1A側の出力電気接点(不図示)の導通が解除される。これにより、装置本体1Aに装着されているプロセスカートリッジDの取り出しが可能となる。そこで、プロセスカートリッジDの背面側(ドラム2側とは反対側)を掴み、プロセスカートリッジDをガイド部材40に沿って引き抜き移動して、開口部1Dから装置本体1Aの外に取り出す。
イエロー現像装置5a、マゼンタ現像装置5b、シアン現像装置5c、ブラック現像装置5dの各現像装置はそれぞれ現像カートリッジとしてロータリ16の所定の装着部位に対して略円柱状に集合配置して着脱可能に装着される。各現像装置5(a、b、c、d)はそれぞれ収容させているトナーの色が異なるだけで、構成は全て同様である。図3は現像装置5の構成図であり、(a)はトナーシール開封前の現像装置5の断面模式図、(b)はトナーシール開封後の現像装置5の断面模式図である。現像装置5の現像容器23は、現像剤収容室23aと、現像ローラ21や現像剤供給ローラ22を有する現像室23bを有し、現像剤収容室23aと現像室23bの間には現像剤供給開口23cがある。現像装置5がユーザーの手元に届くまでの未使用状態においては、(a)に示すように、現像剤供給開口23cには、現像剤収容室23aと現像室23bを分離するためのフィルム状のトナーシール24が熱溶着などの方法により現像容器23に固定されている。使用前に現像剤シール24を取り除くことで、(b)のように、現像剤収容室23a内のトナー25は現像室23b内に入る。現像装置5はトナーシール24を開封した状態でロータリ16の所定の装着部位に装着される。現像装置5はローラリ16の回転により現像位置に移動されかつ位置決めされた状態において装置本体1A側から駆動力の伝達と現像バイアスの印加を受ける。これにより、現像剤供給ローラ22は(b)の矢印E方向に回転することによって現像ローラ21にトナー25を供給する。現像ローラ21は弾性ゴムローラで構成され、矢印F方向に回転し、現像ローラ21上のトナー25は現像ブレード26によって規制され、ドラム2に対して供給される。現像バイアスは現像ローラ21に対して印加される。これによりドラム2の静電潜像がトナー像として現像される。現像後に現像ローラ21上に残されたトナー25は現像剤供給ローラ22によって除去される。その後、再び現像剤供給ローラ22によって現像ローラ21にトナー25が供給される。
図5の(a)は本実施例におけるプロセスカートリッジDの斜視模式図である。プロセスカートリッジDを出荷・輸送する際は、ドラム2の表面の傷など画像不良を引き起こす影響を防ぐことが望ましい。(b)はプロセスカートリッジDにドラム2を保護するカバー部材100が装着されている状態の斜視模式図である。ユーザーはそのカバー部材100を取り外してからプロセスカートリッジDを装置本体1Aに装着して使用する。図6の(a)はプロセスカートリッジDの横断面模式図、(b)は断面斜視模式図である。本実施例におけるプロセスカートリッジDは、像担持体としてのドラム2と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段3及びクリーニング手段6が所定の配置関係をもってクリーニング枠体31に対して組み付けられて構成されている。クリーニング枠体31は、転写残トナー(転写残現像剤)を収容する現像剤収容部としてのクリーニング容器30を有する。ドラム2は、図5のように、クリーニング枠体31の左右の側板31L・31R間に回転可能に軸受け保持されて配設されている。帯電手段としての帯電ローラ3はドラム2に対して並行に配列され、かつ付勢部材(不図示)により所定の押圧力でドラム面に押し付けられた状態にしてクリーニング枠体31に配設されている。帯電ローラ3はドラム2の回転に従動して回転する。クリーニング部材としてのクリーニングブレード61は支持板金61aとゴムブレード61bより構成されている。クリーニングブレード61は高いクリーニング性能を得るためにドラム2の回転方向に対してカウンター方向にして、支持板金61aをクリーニング枠体31に固定しゴムブレード61bをドラム2と所定領域で当接させてニップ部を形成させている。クリーニングブレード61はドラム2上の転写残トナーを除去してクリーニング容器30内に収容する。即ち、クリーニング枠体31はドラム2とクリーニングブレード61の当接部付近が開口部33となっている。そして、クリーニングブレード61で掻き落された転写残トナー25aが開口部33を通過して図6の(a)の矢印Xの方向に堆積してクリーニング容器30内に収納される。本実施例においては、クリーニングブレード61で掻き落された転写残トナー25aは強制送り機構なしでクリーニング容器30内に自然堆積する。
本実施例にかかる画像形成装置の形態は、実施例1と類似の構成であるが、クリーニング装置の構成及びクリーニング枠体にかかる補強部の構成が異なる。図8の(a)と(b)はそれぞれ本実施例におけるカートリッジDの断面模式図である。本実施例のカートリッジDにおいては、開口33の一端側31aと他端側31bを連結する補強部31dは、開口の一端側から対向する他端側を直線で連結する直線Sと交差する方向に曲がった緩衝部Tを有する。本実施例のカートリッジDを高温環境及び低温環境に放置しても、クリーニング容器30内に収納した転写残現像剤が漏れることはなかった。即ち、金属部61aを有すクリーニングブレード61に対して樹脂製のクリーニング枠体31は熱変形が大きいため、高温環境下または低温環境下でクリーニング枠体31が部分的に熱変形を起す場合がある。それに対し、本実施例の補強部31dは、開口33の一端側31aから対向する他端側31bを直線で連結する直線Sと交差する方向に曲がった緩衝部Tを有する。また、緩衝部Tは、直線Sに対してクリーニングブレード61が設けられた側とは反対側に曲がっている。そのため、開口33の他端側31bの熱変形が、開口33の一端側31aに伝わりにくい。即ち、補強部31d33の緩衝部Tは、開口の他端側31bの熱変形を吸収し、開口33の一端側31aが変形するのを抑える緩衝機能をはたす。これにより、開口33の一端側31aの変形を抑制しドラム2に当接する可撓性シート部材32の波打ちを抑制できる。ドラム2に当接する可撓性シート部材32を支持する開口33の一端側31aに対向する開口33の他端側31bはクリーニングブレード61を支持する。しかし、金属材料を含むクリーニングブレード61と樹脂材料から構成されるクリーニング枠体31とでは熱膨張率が異なる。よってクリーニングブレード61を支持するクリーニング枠体31の開口33の他端側31bは、開口33の一端側31aに比べて熱変形が大きくなる場合が多く、補強部31dの緩衝部Tによって開口33の一端側31aの熱変形を抑制する。緩衝部Tの形状としては、湾曲形状、屈曲形状、曲線形状などを好適に用いることができ、形成方向としては開口33の一端側31aから対向する他端側31bを連結する直線Sと交差する方向に曲がった形状であればよく、例えばドラム回転軸方向に設けても良い。本実施例のプロセスカートリッジにおいては、補強部31dが、開口33の一端側31aから対向する他端側31bを直線で連結する方向と交差する方向に曲がった緩衝部Tを有する。この構成であるため、クリーニング枠体31の熱変形を起す温度変化があってもドラム2に当接する可撓性シート部材32のドラム2への当接を安定させることが可能である。
本実施例は、実施例1及び実施例2に対して画像形成装置とプロセスカートリッジの形態が異なる。即ち、実施例1及び実施例2の画像形成装置は、4つの現像装置と1つのクリーニング装置で4色フルカラーの画像形成を行った。本実施例では、現像装置とクリーニング装置を一対で具備するプロセスカートリッジを用いる。本実施例にかかる画像形成装置は、4色のプロセスカートリッジを用いてフルカラーの画像形成を行うタンデム型(インライン型)の電子写真レーザービームプリンタであり、図9の(a)は、その概略構成を示す断面模式図である。また、(b)は本実施例に好適に適用できるプロセスカートリッジの概略構成を示す断面模式図である。
本実施例を好適に適用できる画像形成装置を図9の(a)を用いて説明する。画像形成装置201はイエロープロセスカートリッジSy、マゼンタプロセスカートリッジSm、シアンプロセスカートリッジSc、ブラックプロセスカートリッジSkを具備している。また、イエロープロセスカートリッジSyはイエロー現像ユニットTyとクリーニングユニットUyから構成される。マゼンタプロセスカートリッジSmはマゼンダ現像ユニットTmとクリーニングユニットUmから構成される。シアンプロセスカートリッジScはシアン現像ユニットTcとクリーニングユニットUcから構成される。ブラックプロセスカートリッジSkはブラック現像ユニットTkとクリーニングユニットUkから構成される。
次に本実施例のプロセスカートリッジSy、Sm、Sc、Skについて、図9の(b)を用いて説明する。ここで、プロセスカートリッジSy、Sm、Sc、Skは、色の異なる現像剤を収納している以外は同じ構成の為、以降はプロセスカートリッジSyを用いて説明する。プロセスカートリッジSyは、ドラム202yと、ドラム202yに作用するプロセス手段を備えている。ここで、プロセス手段は、ドラム202yを帯電させる帯電手段としての帯電ローラ203yがある。また、ドラム202yに形成された潜像を現像する現像手段としての現像ローラ221y、ドラム202yの表面に残留する転写残現像剤を除去するためのクリーニング手段206yなどがある。そして、プロセスカートリッジSyは、現像ユニットTyとクリーニングユニットUyに分かれている。
現像ユニットTyは、図9の(b)に示すように、現像ローラ221y、現像ローラ221y周面の現像剤の層厚を規制する現像ブレード220y、現像枠体223yで構成される。
図9の(b)に示すように、クリーニングユニットUyは、ドラム202y、帯電手段としての帯電ローラ203y、クリーニング手段206y、クリーニング枠体231yを有する。また、クリーニングユニットUy内に収納した転写残現像剤を外に漏らさないように設けたドラムに当接する可撓性シート部材232yを有する。クリーニング枠体231yは、ドラム202yとクリーニング手段206yの当接部付近が開口部233yとなっており、クリーニング手段206yで回収された転写残現像剤234yがクリーニングユニットUy内に収納される。また、クリーニング枠体231yはクリーニングユニットUy内に収納した転写残現像剤234yを容器外に漏らさないように設けたドラムに当接する可撓性シート部材232yを支持する開口の一端側231ayを具備する。また、開口の他端側231byはクリーニング手段206yを支持している。更に、開口の一端側231ayと開口の枠体231byは補強部231cyで連結されている。この補強部231cyがあることにより、例えばプロセスカートリッジSyを着脱する際にユーザーに強く握られた際でも、クリーニング枠体231yの変形が抑えられ、内圧上昇による転写残現像剤234yの吹き出しを防ぐことができる。また、クリーニング枠体231yは、転写残現像剤234yが像担持体202yから現像剤収容部へ向かう補強部231cy下流側にドラム回転軸方向に連通した空間231ydを設けた構成である。そのため、クリーニングユニットUyに収納された転写残現像剤234yが空間231dyでドラム回転軸方向に移動できる。即ち、印字が紙面の片側(一端側)のみで行われ、転写残現像剤234yがクリーニングユニットUyの片側にのみ片寄って収納されたとしても、ドラム回転軸方向に連通した空間231dyにより転写残現像剤234yがドラム回転軸方向で他端側に移動できる。また、補強部231cyは、開口の一端側から対向する他端側を直線で連結する方向と交差する方向に曲がった緩衝部T2を有する。そのため、開口の他端側231byの熱変形が、開口の一端側231ayに伝わりにくく、開口の一端側231ayが支持するドラム202yに当接する可撓性シート部材232yの波打ちを抑制できる。
1・・画像形成装置、1A・・装置本体、D・・プロセスカートリッジ、2・・像担持体、25a・・転写残現像剤、30・・現像剤収容部、31・・クリーニング枠体、31a・・一端側、31b・・他端側、31c・・支持部、31d・・補強部、31e・・空間、32・・可撓性シート部材、33・・開口、T・・緩衝部、61・・クリーニング部材
Claims (10)
- 画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、像担持体と、前記像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材と、開口が設けられた枠体と、前記クリーニング部材で除去され前記開口を通過した現像剤を収容する現像剤収容部と、前記像担持体に当接し、前記現像剤収容部から前記現像剤が漏るのを防止するシート部材と、前記シート部材を支持する、前記枠体に設けられた支持部と、前記像担持体の回転方向において前記開口よりも上流側の前記枠体の一端側と前記開口よりも下流側の前記枠体の他端側とを連結した、前記枠体に設けられた補強部と、前記開口から前記現像剤収容部に向かう方向において前記補強部の下流側に、前記像担持体の軸線方向に前記現像剤の移動を許容する空間と、を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 前記補強部は、前記一端側と前記他端側とを結んだ直線に対して曲がった緩衝部を有することを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記緩衝部は、前記直線に対して前記クリーニング部材が設けられた側とは、反対側に曲がった形状であることを特徴とする請求項2に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記支持部は前記一端側に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記枠体は、前記クリーニング部材を支持する、前記他端側に設けられた第2の支持部を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
- 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、(i)装着手段と、(ii)前記装着手段に取り外し可能に装着されたプロセスカートリッジであって、像担持体と、前記像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材と、開口が設けられた枠体と、前記クリーニング部材で除去され前記開口を通過した現像剤を収容する現像剤収容部と、前記像担持体に当接し、前記現像剤収容部から前記現像剤が漏るのを防止するシート部材と、前記シート部材を支持する、前記枠体に設けられた支持部と、前記像担持体の回転方向において前記開口よりも上流側の前記枠体の一端側と前記開口よりも下流側の前記枠体の他端側とを連結した、前記枠体に設けられた補強部と、前記開口から前記現像剤収容部に向かう方向において前記補強部の下流側に、前記像担持体の軸線方向に前記現像剤の移動を許容する空間と、を有するプロセスカートリッジと、(iii)前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記補強部は、前記一端側と前記他端側とを結んだ直線に対して曲がった緩衝部を有することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記緩衝部は、前記直線に対して前記クリーニング部材が設けられた側とは、反対側に曲がった形状であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記支持部は前記一端側に設けられていることを特徴とする請求項6乃至8のいずれかの項に記載の画像形成装置。
- 前記枠体は、前記クリーニング部材を支持する、前記他端側に設けられた第2の支持部を有することを特徴とする請求項6乃至9のいずれかの項に記載の画像形成装置。
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