JP2013125096A - プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長手方向にサブカートリッジを着脱するタイプのプロセスカートリッジにおいては、メインカートリッジに対するサブカートリッジの着脱についてのユーザーインタフェースの向上は課題である。
本発明は、前記従来例の問題点を解決するものであり、分離型プロセスカートリッジのユーザビリティを高め、従来よりも少ない力でサブカートリッジを交換することが可能なプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【解決手段】 上記目的を達成するため、本発明は、従来よりも持ちやすいようにするためにメインカートリッジの把持部を、メインカートリッジの中心位置よりもサブカートリッジの装着方向の上流側に配置することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、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ものである。
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、記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、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。

また、記録媒体とは、電子写真画像形成装置によって画像が形成されるものであり、例えば、紙、ＯＨＰシートなどが含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、電子写真画像形成装置の本体に取り外し可能に装着されて、記録媒体に画像を形成する画像形成プロセスに寄与するプロセス手段を少なくとも一つ備え、一体的にカートリッジ化したものである。電子写真プロセス手段としては、帯電手段、現像手段、クリーニング手段がある。

前述したカートリッジ方式の場合、カートリッジを装置本体に装着する操作や、カートリッジが寿命となった際には、カートリッジの交換操作を、使用者自身が行う。そこで、使用者がカートリッジを取り扱う際に、カートリッジを確実に保持できるように、特許文献１のようなカートリッジの一部に把持部を設けることがある。特許文献１によれば、使用者はカートリッジを装置本体に装着する際に、カートリッジの有する枠体から突出した把持部を掴み、カートリッジを装置本体のガイド部に沿って装置内に挿入する。カートリッジを装置本体から取り出す際にも、前記把持部を手で掴み、装置外に取り出す。カートリッジに把持部を設けることで、使用者は装置本体に対するカートリッジの着脱作業を容易に行うことができる。

また、特許文献２のようにトナーユニットの着脱方向が現像ユニットの着脱方向と直交する方向になっているものが存在する。これによりトナーユニットと現像ユニットの着脱方向が同方向である場合にくらべて現像ユニットの固定解除機構が不要である。

特開２００３−２０８０７４号公報 特開２００２−３１１７０９号公報

ここで、プロセスカートリッジが、さらに複数のカートリッジに分割可能な場合において、一方のカートリッジをメインカートリッジ、メインカートリッジに対して着脱可能に設けられるカートリッジをサブカートリッジと呼ぶことにする。特許文献２において、現像ユニットがメインカートリッジ、トナーユニットがサブカートリッジである。サブカートリッジをメインカートリッジの長手方向に着脱する構成において、特許文献２に記載されたようにメインカートリッジの長手方向全域に配設された把持部の構成を適用した場合について検討する。メインカートリッジの長手方向全域に把持部があると、ユーザーが把持する場所にばらつきが生じ、把持する場所によっては長手方向のバランスが悪く把持しにくくなってしまう場合がある。また、把手をメインカートリッジの長手方向に対する中心部に配設すると、サブカートリッジの装着時に、メインカートリッジの把持部の位置とサブカートリッジを手に持った位置の距離が長くなってしまう。そのため、特に大型カートリッジの場合、メインカートリッジとサブカートリッジの着脱動作が困難になる可能性がある。

本発明の目的は、サブカートリッジをメインカートリッジに着脱しやすく、ユーザビリティに優れたプロセスカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、記録媒体に画像形成を行う電子写真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、感光体に作用するプロセス手段を有するメインカートリッジと、前記メインカートリッジに着脱可能に設けられ、前記メインカートリッジに供給するための現像剤を収容する現像剤収容部を有するサブカートリッジとを有し、前記メインカートリッジは、前記サブカートリッジを前記メインカートリッジに着脱する際に、使用者が把持するための把持部を有し、前記サブカートリッジは、前記メインカートリッジの長手方向に対して着脱可能に設けられており、前記長手方向において、前記把持部の中心位置は、前記メインカートリッジの中心位置よりも、前記サブカートリッジの装着方向の上流側に配設されたことを特徴とするプロセスカートリッジである。

本発明によれば、サブカートリッジをメインカートリッジに装着しやすく、ユーザビリティに優れたプロセスカートリッジを提供することができる。

本発明を適用可能な第１の実施例に係るカートリッジの構成を説明する図である。 本発明を適用可能な第１の実施例に係る画像形成装置とプロセスカートリッジの概念を説明する図である。 本発明を適用可能な第１の実施例に係るカートリッジの構成を説明する図である。 （ａ）本発明を適用可能な第１の実施例に係るメインカートリッジの構成を説明する断面図である。（ｂ）本発明を適用可能な第１の実施例に係るサブカートリッジの構成を説明する図である。 本発明を適用可能な第２の実施例に係るカートリッジの構成を説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）はサブカートリッジの着脱方向を示す図、（ｃ）はメインカートリッジの断面図である。

（実施例１）
本発明に係るプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（画像形成装置の全体構成）
まず、本発明に基づいて構成される、プロセスカートリッジを着脱可能に装着する電子写真画像形成装置の一実施形態について説明する。なお、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録紙、ＯＨＰシート、布等の記録媒体に画像を形成する装置である。プロセスカートリッジは、感光体に作用するプロセス手段を備え、電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能にもうけられたものである。なお、装置本体とは、カートリッジを除いた画像形成装置部分を指す。

電子写真画像形成装置は、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置および電子写真ワードプロセッサ等が含まれる。本実施形態においては、特に、電子写真式のレーザービームプリンタを例にとって説明する。

まず、図１、図３のように、本実施例に係るプロセスカートリッジ２０１は、分離型カートリッジであり、メインカートリッジ３１とサブカートリッジ３２に分離することが可能である。ここで、装置本体に着脱可能に設けられるカートリッジをメインカートリッジ、メインカートリッジに対して着脱可能に設けられるカートリッジをサブカートリッジと呼ぶことにする。つまり、サブカートリッジ３２は、メインカートリッジ３１に対して着脱可能に設けられている。本実施例において、メインカートリッジ３１は、感光体ドラム、帯電手段、現像手段、ドラムクリーニング手段などの機能を含む電子写真プロセスを有する。サブカートリッジ３２は、メインカートリッジ３１に供給されるトナー（現像剤）を収容する現像剤収容部であるトナー収容部１４を備える。サブカートリッジ３２はメインカートリッジ３１に対して着脱可能である。

また、サブカートリッジ３２の装着方向Ａは、本実施例によるとメインカートリッジ３１の長手方向（感光体ドラム１の長手方向）に対して平行である。以下、長手方向とある場合は、メインカートリッジ３１の長手方向を指す。

なお、プロセスカートリッジ２０１の構成として、メインカートリッジ３１に感光体ドラムとクリーニング手段を有し、サブカートリッジ３２に現像手段及びトナー収容部１４を有する構成であってもよい。また、メインカートリッジ３１に感光体ドラムを有さず、現像手段を有し、サブカートリッジ３２にトナー収容部１４を有する構成でも実施は可能である。

図２を用いて画像形成プロセスについて説明する。像担持体であるドラム形状の感光体ドラム１の表面は、感光体ドラム１に対して従動回転する帯電手段である帯電ローラー２によって一様に帯電される。次に、画像情報に応じたレーザービーム光Ｌを光学手段３から開口露光部１３を通して感光体ドラム１に照射して、感光体ドラム１に画像情報に応じた静電潜像を形成する。

そして、サブカートリッジ３２内のトナー送り部材９の回転によって、サブカートリッジ３２内のトナー収容部１４のトナーをメインカートリッジ３１内のトナー収容部１０に送り出す。さらに、メインカートリッジ３１内のトナー送り部材８の回転によって、トナー塗布部材である塗布ローラー６にトナーを送り出す。塗布ローラー６に送られたトナーは、塗布ローラ６から現像剤担持体としての現像ローラー４に供給される。現像ローラー４の上のトナーは、現像ブレード板金１６に支持された現像ブレード７により層厚を規制され、現像ローラー４の表面にトナー層が形成される。また、現像ローラー４のトナーは、現像ブレード７や塗布ローラー６によって摩擦帯電電荷を付与され負極性に帯電する。そして、トナーは、現像ローラ４の回転により、感光体ドラム１と現像ローラ４とが対向する現像領域に供給される。そのトナーを前記静電潜像に応じて感光体ドラム１に転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。本実施例における現像手段は、現像ローラ４、塗布ローラ６、現像ブレード７、現像ブレード板金１６等を含めたものを指す。

そして、転写ローラー２４に前記トナー像を形成しているトナーと逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム１に形成されたトナー像を記録媒体２１に転写する。その後、クリーニング手段５によって感光体ドラム１上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段とは、感光体ドラム１に当接して設けられた弾性クリーニングブレード５によって感光体ドラム１に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め１２に集めるものである。クリーニングブレード５は、クリーニングブレード板金１５に支持されている。

一方、前述トナー像の形成と同期して、給紙カセット２９にセットした記録媒体２１をピックアップローラー２２、及び搬送ローラー対２３で転写位置まで搬送し、記録媒体２１に感光体ドラム１からトナー像を転写する。ピックアップローラー２２や搬送ローラー対２３が記録媒体の搬送手段である。

その後、トナー像の転写を受けた記録媒体２１を定着手段２７に搬送する。この定着手段２７は、駆動ローラー２５と、ヒーターを内蔵する定着ローラー２６を有する。この定着手段２７によって、通過する記録媒体２１に熱、及び圧力を印加して転写されたトナー像を形成する。そして、この記録媒体２１を、排出ローラー対２８によって排出トレイ３０へと排出される。

なお、プロセスカートリッジ２０１は、操作者によって画像形成装置２０２に着脱可能に構成されている。

（メインカートリッジの構成）
ここでは、メインカートリッジ３１の基本的な構成について図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）はメインカートリッジの断面図である。

メインカートリッジ３１にはサブカートリッジ３２を装着可能なサブカートリッジ装着部３５が存在する。そしてサブカートリッジ装着部３５の入口には開口部４６が存在する。

サブカートリッジ装着部３５にはサブカートリッジ３２をガイドするためのガイド部３６を備える。ガイド部３６はサブカートリッジ装着部３５について図示した位置と対向した位置にも設けられている。

サブカートリッジ装着部３５にはトナーをサブカートリッジ３２からメインカートリッジ３１に供給するための開口部であるトナー受け入れ口４７と、閉位置にバネで付勢されているメインカートリッジ側トナーシャッタ４３とが設けられている。また、トリガー部材４９はメインカートリッジ側トナーシャッタ４３と一体的にサブカートリッジ３２の着脱方向にスライドする。図４（ｂ）におけるサブカートリッジ３２のトリガー部材５０とメインカートリッジ３１のトリガー部材４９とは、サブカートリッジ３２の装着動作時に当接する。この当接により、メインカートリッジ３１のメインカートリッジ側トナーシャッタ４３とサブカートリッジ３２のサブカートリッジ側トナーシャッタ４４が同時に開く。従って、サブカートリッジ３２からメインカートリッジ３１へのトナー供給経路が解放されるため、サブカートリッジ３２からメインカートリッジ３１へのトナーの供給が可能となる。

また、メインカートリッジ３１からサブカートリッジ３２内のトナー送り部材９に駆動を伝えるためのカップリング３８が、メインカートリッジ３１のサブカートリッジ装着部３５内に設けられている。

また、サブカートリッジ装着部３５内にはスイッチ４２と連動して回動するストッパー部材４０が設けられている。

（サブカートリッジの構成）
ここでは、サブカートリッジ３２の基本的な構成について図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）はサブカートリッジ３２の基本構成を示した図である。

サブカートリッジ３２にはメインカートリッジ３１のガイド部３６に対応する位置に被ガイド部３７が対向して設けられている。

トナーをメインカートリッジ３１に供給するための開口部であるトナー供給口４８とサブカートリッジ側トナーシャッタ４４がメインカートリッジ３１のトナー受け入れ口４７及びメインカートリッジ側トナーシャッタ４３に対応した位置に設けられている。また、サブカートリッジ側トナーシャッタ４４を解放するためのサブカートリッジ側トナーシャッタ４４と一体的にスライドするトリガー部材５０が設けられている。

メインカートリッジ３１のカップリング３８から駆動をサブカートリッジ３２内のトナー送り部材９に伝えるためのカップリング５２がサブカートリッジ３２の先端部に設けられている。また、トナー送り部材９とカップリング５２とは駆動伝達可能に連結している。

メインカートリッジ３１のストッパー部材４０に対応する位置に、被ストッパー部材としての開口部５１が設けられている。開口部５１に、ストッパー部材４０が入り込むことで、サブカートリッジ３２のメインカートリッジ３１に対する位置が決められる。メインカートリッジ３１に設けられた、スイッチ４２を押すことにより、ストッパー部材４０が回動して、ストッパー部材４０と開口部５１との係合が解除される。よって、スイッチ４２を押すことで、サブカートリッジ３２をメインカートリッジ３１から引き出すことが可能となる。

（メインカートリッジの把持部の位置）
メインカートリッジの把持部の位置について図１を用いて説明する。図１（ｂ）のｐ及びｑは長さを示しており、記号が同じ部位の長さが等しいことを示している。

図１（ａ）のようにサブカートリッジ３２の装着方向Ａが、メインカートリッジ６１の長手方向に対して平行となるように設けられている。

図１（ｂ）は、メインカートリッジ３１の把持部３３の長手方向の位置を説明するための図である。
１０１は、メインカートリッジ３１の両端部からの距離が等しい位置であり、長手方向についてメインカートリッジ３１の中心位置である。中心位置１０２は、メインカートリッジ３１の把持部３３の両端部からの距離が等しい位置であり、把持部３３の長手方向の中心位置である。

図１（ｂ）のように、長手方向について、把持部３３の中心位置１０２は、メインカートリッジ３１の中心位置１０１よりも、サブカートリッジ３２の装着方向Ａの上流側に配設されるようになっている。即ち、把持部の中心位置１０２は、サブカートリッジ３２を装着するための開口部４６が存在する方向に近い位置に存在することが本発明の特徴である。

本発明によれば使用者がサブカートリッジを着脱するために、片手でメインカートリッジ３１の把持部３３を持ち、もう片方の手でサブカートリッジ３２を持ったときの着脱動作における両手の間隔が従来よりも狭くなる。そのため、サブカートリッジをより少ない力で着脱することが可能であり、ユーザビリティの高いプロセスカートリッジを提供することが可能である。

（実施例２）
本発明に係るプロセスカートリッジの実施の形態について、実施例１と異なる形態について図５を用いて説明する。実施例２では、実施例１のように、サブカートリッジがメインカートリッジの内部に装着されるのではなく、サブカートリッジ６２が露出している点が実施例１と異なる。その他の構成については、実施例１と同様であるので説明は割愛する。図５（ａ）は斜視図、（ｂ）はサブカートリッジの着脱方向を示す図、（ｃ）はメインカートリッジの長手方向の断面図である。

（メインカートリッジ内の重量物配置）
図５（ａ）、（ｂ）のように、メインカートリッジ６１には、把持部６３が設けられている。メインカートリッジに対して、サブカートリッジ６２は装着方向Ａから装着される。

図５（ｃ）のｘ，ｙ，ｚ，ｗは長さを示しており、記号が同じ部位の長さが等しいことを示している。中心位置１０２は、メインカートリッジ６１の把持部６３の両端部からの距離が等しい位置であり、把持部６３の長手方向の中心位置である。中心位置１０１は、メインカートリッジ６１の両端部からの距離が等しい位置であり、長手方向についてメインカートリッジ６１の中心位置である。中心位置１０４は、クリーニングブレード板金１５の両端部からの距離が等しい位置であり、クリーニングブレード板金１５の長手方向の中心位置である。中心位置１０３は、現像ローラー４の両端部からの距離が等しい位置であり、現像ローラ４の長手方向の中心位置である。これら、中心位置１０３、１０４などをメインカートリッジ６１の長手方向の中心位置１０１よりもサブカートリッジ装着方向Ａの上流側に配設している。なお、図５（ｃ）には不図示であるが、現像ブレード板金１６の両端部から距離が等しい位置（現像ブレード板金１６の長手方向の中心位置）も、メインカートリッジ６１の長手方向の中心位置１０１よりもサブカートリッジ装着方向Ａの上流側に配設している。これにより、メインカートリッジ６１の長手方向の重心をサブカートリッジ６２装着上流側に移動することができる。ここで、メインカートリッジ６１の把持部６３の配置は、メインカートリッジ６１の重心の近くに持っていくことが好ましい。これは、把持部６３の位置から重心の位置が遠い場合には、把持部６３にかかるモーメントが大きくなり、把持部６３を持つ使用者に過度の負担をかけるおそれがあるからである。上記したように、プロセスカートリッジの長手方向の重心をメインカートリッジ６１の中心位置１０１よりも装着方向Ａの上流側にすることにより、重心の位置と把持部６３の位置を近づけることができる。そのため、使用者の負担を減らすことができる。ここで、現像ローラ４、クリーニングブレード板金１５、現像ブレード板金１６を挙げているのは、メインカートリッジ６１に長手方向に沿って備えられるものであり、また比較的重量があるものだからである。

好ましくは、サブカートリッジ６２が装着された状態におけるメインカートリッジ６１の重心と、サブカートリッジ６２が装着されていない状態におけるメインカートリッジ６１の重心とが、長手方向における把持部６３の両端の内側（図５（ｃ）においてＢの範囲）に存在するのがよい。このようにすることで、サブカートリッジ６２が装着された状態から離脱された状態にメインカートリッジ６１が変化しても、メインカートリッジ６１の重心は把持部６３の近傍にあり、使用者の把持に負担がかかるのを少なくすることができる。

また、現像剤収容部に現像剤が十分に充填された新品のサブカートリッジ６２を装着されたメインカートリッジ６１の重心と、新品の時よりも現像剤の充填の量が少なくなった使用後のサブカートリッジ６２を装着されたメインカートリッジ６１の重心とが、前述したＢの範囲に存在するのがよい。このようにすることで、現像剤収容部の現像剤の量によらずメインカートリッジ６１の重心は把持部６３の近傍にあり、使用者の把持に負担がかかるのを少なくすることができる。

１ 感光体ドラム
４ 現像ローラー
５ クリーニングブレード
７ 現像ブレード
１５ クリーニングブレード板金
１６ 現像ブレード板金
３１ メインカートリッジ
３２ サブカートリッジ
３３ 把持部
１０１ メインカートリッジの長手中心
１０２ 把持部の長手中心
２０１ プロセスカートリッジ
２０２ 画像形成装置
Ａ サブカートリッジの装着方向
ｐ，ｑ，ｘ，ｙ，ｚ．ｗ 符号が同じ部位の長さが等しいことを示す

Claims (8)

1. 記録媒体に画像形成を行う電子写真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、
   感光体に作用するプロセス手段を有し装置本体に着脱可能に設けられるメインカートリッジと、前記メインカートリッジに着脱可能に設けられ、前記メインカートリッジに供給するための現像剤を収容する現像剤収容部を有するサブカートリッジとを有し、
   前記メインカートリッジは、前記サブカートリッジを前記メインカートリッジに着脱する際に、使用者が把持するための把持部を有し、
   前記サブカートリッジは、前記メインカートリッジの長手方向に対して着脱可能に設けられており、
   前記長手方向において、前記把持部の中心位置は、前記メインカートリッジの中心位置よりも、前記サブカートリッジの装着方向の上流側に配設された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、静電潜像を現像するための現像手段であり、
   前記現像手段は、現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記長手方向において、前記現像剤担持体の中心位置が、前記メインカートリッジの中心位置よりも前記サブカートリッジの装着方向の上流側に存在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。
3. 前記プロセス手段は、感光体の現像剤を除去するクリーニング手段であり、
   前記クリーニング手段は、クリーニングブレードと前記クリーニングブレードを支持するクリーニングブレード板金を備え、前記長手方向において、前記クリーニングブレード板金の中心位置が、前記メインカートリッジの中心位置よりも前記サブカートリッジの装着方向の上流側に存在することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記プロセス手段は、静電潜像を現像するための現像手段であり、
   前記現像手段は、現像剤を担持する現像剤担持体の現像剤の層厚を規制する現像ブレードと、前記現像ブレードを支持する現像ブレード板金とを備え、
   前記長手方向において、前記現像ブレード板金の中心位置が、前記メインカートリッジの中心位置よりも前記サブカートリッジの装着方向の上流側に存在することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記サブカートリッジが装着された状態における前記メインカートリッジの前記長手方向の重心と、前記サブカートリッジが装着されていない状態における前記メインカートリッジの前記長手方向の重心とが、前記長手方向における前記把持部の両端の内側に存在することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記サブカートリッジは、現像剤を収容する現像剤収容部を備え、
   前記現像剤収容部に現像剤が充填された新品の前記サブカートリッジを装着された状態における前記メインカートリッジの前記長手方向の重心と、
   新品の時よりも現像剤の充填の量が少なくなった使用後の前記サブカートリッジを装着された状態における前記メインカートリッジの前記長手方向の重心とが、
   前記長手方向における前記把持部の両端の内側に存在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記メインカートリッジは、前記感光体を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のプロセスカートリッジと、
   前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備える画像形成装置。

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