JP2015145904A - プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長手方向両端部にイソシアネート化合物を含浸処理したクリーニングブレードを有するプロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置において、トナーや外添剤のすり抜けによる画像不良を防止すること。【解決手段】記録媒体を搬送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、像担持体である電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムの表面から現像剤を除去するクリーニング手段と、前記電子写真感光体ドラムに作用する現像手段と、を有し、前記クリーニング手段は、前記電子写真感光体ドラムの表面に当接する弾性体からなるクリーニングブレード部を有し、前記クリーニングブレード部は、イソシアネート化合物を含浸した処理領域を有し、前記処理領域は、前記電子写真画像形成装置本体が搬送可能な最大幅の記録媒体より、長手方向外側であることを特徴とするプロセスカートリッジである。【選択図】 図1

Description

本発明は、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、及び電子写真画像形成装置に関するものである。

プロセスカートリッジとは、電子写真感光体ドラム（以下ドラムと記す）と、このドラムに作用する現像装置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対して取り外し可能に装着されるものである。

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る。

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（ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

電子写真画像形成方式を用いた電子写真画像形成装置は、帯電手段によって一様に帯電させたドラムに画像情報に応じた選択的な露光を行って潜像を形成する。そして、その潜像を現像手段によってトナーを用いて現像してトナー像を形成する。その後、ドラムに形成したトナー像を転写手段によって記録媒体に転写して画像形成を行う。

従来、記録媒体に転写されずにドラム上に残留した現像剤を除去するクリーニング手段として、ポリウレタンゴムからなるクリーニングブレードをドラムの回転方向に対してカウンター状態で当接させる構成が広く採用されている。

しかしながら、上記構成において、ドラムとクリーニングブレードの間の摩擦力が過大になると、クリーニングブレードのエッジがドラムに巻き込まれるクリーニングブレード捲れが発生する場合があった。

このクリーニングブレード捲れを防止するため、クリーニングブレードの両端部にイソシアネート化合物を含浸したもの（特許文献1）が、これまで提案されている。

特開2010-170157号公報

本発明の目的は、上記従来例を発展させ、両端部にイソシアネート化合物を含浸させたクリーニングブレードから構成されたプロセスカートリッジ、または電子写真画像形成装置において画像不良の発生を抑えることである。詳しくは、長手方向で、イソシアネート化合物を含浸処理した領域と未処理領域の境界で発生し得るトナーや外添剤のすり抜けによる画像不良を防止することである。

上記目的を達成するため、本発明に係るプロセスカートリッジは、
記録媒体を搬送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、
像担持体である電子写真感光体ドラムと、
前記電子写真感光体ドラムの表面から現像剤を除去するクリーニング手段と、
前記電子写真感光体ドラムに作用する現像手段と、
を有し、
前記クリーニング手段は、前記電子写真感光体ドラムの表面に当接する弾性体からなるクリーニングブレードを有し、
前記クリーニングブレードは、イソシアネート化合物を含浸した処理領域を有し、
前記処理領域は、
前記電子写真画像形成装置本体が搬送可能な最大幅の記録媒体より、
長手方向外側であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
また、
プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
記録媒体を搬送する電子写真画像形成装置本体と、
前記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を有し、
前記プロセスカートリッジは、
像担持体である電子写真感光体ドラムと、
前記電子写真感光体ドラムの表面から現像剤を除去するクリーニング手段と、
前記電子写真感光体ドラムに作用する現像手段と、
を有し、
前記クリーニング手段は、前記電子写真感光体ドラムの表面に当接する弾性体からなるクリーニングブレードを有し、
前記クリーニングブレードは、イソシアネート化合物を含浸した処理領域を有し、
前記処理領域は、
前記電子写真画像形成装置本体が搬送可能な最大幅の記録媒体より、
長手方向外側であることを特徴とする電子写真画像形成装置である。

本発明によれば、クリーニングブレードの両端部に施したイソシアネート化合物処理部領域を、記録媒体より外側に設けたため、処理部と未処理部の境界ですり抜けた現像剤や外添剤を記録媒体上に転移することを防止できる。つまり、画像不良の発生を抑えることができる。

本発明を適用可能な第１の実施例の長手関係を表す模式図である。 本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図である。 本発明を適用可能な第１の実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。 本発明を適用可能な第１の実施例に係る開閉扉を開いた画像形成装置本体、プロセスカートリッジの斜視図である。 本発明を適用可能な第１の実施例に係るプロセスカートリッジの構成を説明する斜視図である。 本発明を適用可能な第１の実施例に係るクリーニングユニットの構成を説明する斜視図である。

［実施例１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

なお、ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。

また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側（図６において駆動力受け部６３ａ側）とし、その反対側を非駆動側とする。

図２および図３を用いて全体構成および画像形成プロセスについて説明する。

図２は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の画像形成装置本体（以下、装置本体Ａと記載する）及びプロセスカートリッジ（以下、カートリッジＢと記載する）の断面図である。

図３は、カートリッジＢの断面図である。

ここで、電子写真画像形成装置の装置本体Aとは、カートリッジBを除いた電子写真画像形成装置部分である。

○電子写真画像形成装置全体構成
図２において、電子写真画像形成装置は、カートリッジＢを装置本体Ａに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジＢが装置本体Ａに装着されたとき、カートリッジＢの上側に露光装置３（レーザスキャナユニット）が配置される。

また、カートリッジＢの下側に画像形成対象となる記録媒体Ｐを収容したシートトレイ４が配置されている。

更に、装置本体Ａには、記録媒体Ｐの搬送方向Ｄに沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１等が順次配置されている。なお、定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。

○画像形成プロセス
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、電子写真感光体ドラム（以下、ドラム６２と記載する）は矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

バイアス電圧が印加された帯電ローラ６６は、ドラム６２の外周面に接触し、ドラム６２の外周面を一様均一に帯電する。

露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。そのレーザ光ＬはカートリッジＢの上面の露光窓部７４を通り、ドラム６２の外周面を走査露光する。

これにより、ドラム６２の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。

一方、図３に示すように、現像装置としての現像装置ユニット２０において、トナー室２９内のトナーＴは、搬送部材４３の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室２８に送り出される。

トナーTは、マグネットローラ３４（固定磁石）の磁力により、現像ローラ３２の表面に担持される。

トナーTは、現像ブレード４２によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ３２周面の層厚が規制される。

そのトナーＴは、静電潜像に応じてドラム６２へ転移され、トナー像として可視像化される。

また、図２に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、装置本体Ａの下部に収納され記録媒体Ｐがシートトレイ４から給送される。

そして、その記録媒体Ｐが転写ガイド６を経由して、ドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ供給される。この転写位置において、トナー像はドラム６２から記録媒体Ｐに順次転写されていく。

トナー像が転写された記録媒体Ｐは、ドラム６２から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そして記録媒体Ｐは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。

このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像は記録媒体Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けた記録媒体Ｐは、排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。

一方、図３に示すように、転写後のドラム６２は、クリーニングブレード７７aにより外周面上の残留トナー（転写残トナー）が除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム６２から除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。

上記において、帯電ローラ６６、現像ローラ３２、クリーニングブレード７７がドラム６２に作用するプロセス手段である。

カートリッジ着脱
次に、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱について、図４を用いて説明する。
図４は、カートリッジＢを着脱するために開閉扉１３を開いた装置本体Ａ、カートリッジＢの斜視図である。

装置本体Ａには開閉扉１３が回動可能に取り付けられている。この開閉扉１３を開くとガイドレール１２が備えてあり、カートリッジＢはガイドレール１２に沿って装置本体A内に装着される。

そして、装置本体Ａのモータ（不図示）により駆動される駆動軸１４が、カートリッジＢに設けられた駆動力受け部６３ａ（図６）と係合する。

これにより、駆動力受け部６３ａと結合しているドラム６２が装置本体Ａから駆動力を受けて回転する。

○カートリッジ全体の構成
次にカートリッジＢの全体構成について図３、図５を用いて説明する。

図５は、カートリッジＢの構成を説明する斜視図である。

カートリッジＢはクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を合体して構成される。

クリーニングユニット６０は、クリーニング枠体７１、ドラム６２、帯電ローラ６６およびクリーニング手段７７等からなる。

一方、現像装置ユニット２０は、底部材２２、現像容器２３、第１サイド部材２６Ｌ、第２サイド部材２６Ｒ、現像ブレード４２、現像ローラ３２、マグネットローラ３４、搬送部材４３、トナーＴ、付勢部材４６等からなる。

これらクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を、結合部材７５によって互いに回動可能に結合することによってカートリッジＢを構成する。

具体的には、現像装置ユニット２０の長手方向（現像ローラ３２の軸線方向）両端部にある第１サイド部材２６Ｌ及び第２サイド部材２６Ｒに形成したアーム部２６ａＬ、２６ａＲの先端に、現像ローラ３２と平行な回動穴２６ｂＬ、２６ｂＲが設けられている。

また、クリーニング枠体７１の長手両端部には、結合部材７５を嵌入するための嵌入穴７１ａが形成されている。

そして、アーム部２６ａＬ、２６ａＲをクリーニング枠体７１の所定の位置に合わせて、結合部材７５を回動穴２６ｂＬ、２６ｂＲと嵌入穴７１ａに挿入することで、クリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０が結合部材７５を中心に回動可能に結合される。

このとき、アーム部２６ａＬ、２６ａＲの根元に取り付けられた付勢部材４６がクリーニング枠体７１に当たり、結合部材７５を回動中心として現像装置ユニット２０をクリーニングユニット６０へ付勢している。

これにより、現像ローラ３２はドラム６２の方向へ確実に押し付けられる。

○クリーニングユニットの構成
次に本発明に係るカートリッジBのクリーニングユニット６０の構成について図６を用いて説明する。

図６は、クリーニングユニット６０の構成を説明する斜視図である
帯電部材である帯電ローラ66は、両端の軸部66aを、クリーニング枠体71に嵌め込まれた帯電ローラ軸受67L、67Ｒによって回転可能に支持される。

帯電ローラ66は付勢部材68によってドラム62に付勢され、ドラム62の回転に伴って従動回転を行う。

クリーニング手段７７は、板金からなる支持部材７７ｂとポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード７７aからなり、支持部材７７bの両端をビス９１で固定することで、クリーニング枠体７１に対して所定の位置に配置される。

ドラム６２はフランジ６４、フランジ６３と一体的に結合され、電子写真感光体ドラムユニット（以下、ドラムユニット６１と記載する）となる。この結合方法は、カシメ、接着、溶着等を用いる。

軸受部材７６がビス９０によりクリーニング枠体７１の駆動側に一体的に固定され、ドラム軸７８がクリーニング枠体７１の非駆動側に圧入固定される。

そして、軸受部材７６は、フランジ６３と嵌合し、ドラム軸７８は、フランジ６４の穴６４ａと嵌合する。

これにより、ドラムユニット６１はクリーニング枠体７１に回転可能に支持される。

以上のように構成することで、ドラム62上の転写残トナーはクリーニングブレード77aによってドラム表面から除去される。除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂ（図３）に貯蔵される。

○クリーニングブレードのイソシアネート化合物処理領域
次に図1を用いて、本発明に係るクリーニングブレード77aのイソシアネート化合物処理領域72a2に関して説明する。

図1は、本実施例の、ドラム62、記録媒体P、クリーニングブレード77aの長手関係を表す模式図である。

本実施例のクリーニングブレード77aは、ポリウレタン樹脂で形成されている。具体的には、ポリウレタン樹脂の原料である高分子ポリオールと架橋剤及び触媒等を混合して、金型にセットされた支持部材77bに成形することで形成される。

クリーニングブレード部77aの長手方向両端部には、ポリウレタン樹脂にイソシアネート化合物を含浸させたイソシアネート化合物処理領域77a1が設けられている。

イソシアネート化合物のクリーニングブレード77aへの含浸は、クリーニングブレード77aのドラム62と当接する表面に、イソシアネート化合物を接触/放置することで行っている。

図中に示すように、本実施例では、イソシアネート化合物含浸処理領域77a1を、クリーニングブレード77aの両端部から、記録媒体Pの長手幅Ｇより外側に設けた。

これにより、イソシアネート処理/未処理領域の境界部（図中77a2）で、クリーニングブレード77aとドラム62の当接部をすり抜けたトナー、外添剤（ドラム62e部のトナー、外添剤）を、記録媒体Pに転写させないよう構成できる。

つまり、トナーや外添剤のすり抜けにより発生する画像不良を防止することができる。

３…露光装置（レーザスキャナユニット）
４…シートトレイ
５ａ…ピックアップローラ
５ｂ…給送ローラ対
５ｃ…搬送ローラ対
６…転写ガイド
７…転写ローラ
８…搬送ガイド
９…定着装置
９ａ…加熱ローラ
９ｂ…加圧ローラ
１０…排出ローラ
１１…排出トレイ
１２…ガイドレール
１３…開閉扉
１４…駆動軸
２０…現像装置ユニット
２２…底部材
２３…現像容器
２６…サイド部材
２６Ｌ…第１サイド部材
２６ａＬ…アーム部
２６ｂＬ…回動穴
２６Ｒ…第２サイド部材
２６ａＲ…アーム部
２６ｂＲ…回動穴
２７…電極板
２８…トナー供給室
２９…トナー室
３１…現像ローラユニット
３２…現像ローラ（現像剤担持体）
３４…マグネットローラ
３５…フランジ
３７…軸受部材
３８・・・間隔保持部材
３９…現像ローラギア
４２…現像ブレード（現像剤規制部材）
４２ａ…支持部材
４２ｂ…弾性部材
４３…搬送部材
４５…トナーシール部材
４６…付勢部材
４７…清掃部材
４８…第１ギア
４９…第２ギア
５０…搬送ギア
６０…クリーニングユニット
６１…ドラムユニット（電子写真感光体ユニット）
６２…ドラム（電子写真感光体ドラム）
６３…フランジ
６３ａ…駆動力受け部
６３ｂ…フランジギア部
６４…フランジ
６４ａ…穴
６６…帯電ローラ
６６ａ…軸部
６７…帯電ローラ軸受
６７Ｌ…帯電ローラ軸受
６７Ｒ…帯電ローラ軸受
６８…付勢部材
７１…クリーニング枠体
７１ａ…嵌入穴
７１ｂ…廃トナー室
７１ｃＬ…軸受部
７１ｃＲ…軸受部
７４…露光窓部
７５…結合部材
７６…軸受部材
７７…クリーニング手段
７７ａ…クリーニングブレード
７７ｂ…弾性部材
７８…ドラム軸
Ａ…画像形成装置本体（装置本体）
Ｂ…プロセスカートリッジ（カートリッジ）
Ｄ…搬送方向
Ｌ…レーザ光
Ｔ…トナー（現像剤）
Ｐ…記録媒体
Ｒ…回転方向

Claims (2)

1. 記録媒体を搬送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、
   像担持体である電子写真感光体ドラムと、
   前記電子写真感光体ドラムの表面から現像剤を除去するクリーニング手段と、
   前記電子写真感光体ドラムに作用する現像手段と、
   を有し、
   前記クリーニング手段は、前記電子写真感光体ドラムの表面に当接する弾性体からなるクリーニングブレードを有し、
   前記クリーニングブレードは、イソシアネート化合物を含浸した処理領域を有し、
   前記処理領域は、
   前記電子写真画像形成装置本体が搬送可能な最大幅の記録媒体より、
   長手方向外側であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
   記録媒体を搬送する電子写真画像形成装置本体と、
   前記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を有し、
   前記プロセスカートリッジは、
   像担持体である電子写真感光体ドラムと、
   前記電子写真感光体ドラムの表面から現像剤を除去するクリーニング手段と、
   前記電子写真感光体ドラムに作用する現像手段と、
   を有し、
   前記クリーニング手段は、前記電子写真感光体ドラムの表面に当接する弾性体からなるクリーニングブレードを有し、
   前記クリーニングブレードは、イソシアネート化合物を含浸した処理領域を有し、前記処理領域は、
   前記電子写真画像形成装置本体が搬送可能な最大幅の記録媒体より、
   長手方向外側であることを特徴とする電子写真画像形成装置。

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