JP2019061266A - プロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】クリーニング容器に用いられる静電容量検知のための部品の構成をより簡易的な構成にしたプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】像担持体62と、像担持体62上の現像剤を除去するクリーニング部材と、クリーニング部材から除去された現像剤を収容する現像剤収容部と、を有するプロセスカートリッジBにおいて、現像剤収容部にインサート成形により一体的に成形された導電性シート部材であって、静電容量を用いて現像剤収容部に収容されている現像剤の量を検知するための容量検知部材として用いられる導電性シート部材を備えていることを特徴とする。【選択図】図6
Description
本発明は、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。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材に画像を形成するものである。画像形成装置の例としてはプリンタ(レーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、複写機、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、およびこれらの複合機などが含まれる。
従来、電子写真画像形成プロセスを用い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方式が知られている。すなわち、感光体ドラムおよび感光体ドラムに作用するプロセスパーツをカートリッジとして一体化し、このカートリッジを画像形成装置の装置本体に着脱可能としたものである。このプロセスカートリッジ方式によれば、画像形成装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができるため、格段に操作性を向上させることができる。そのため、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。
かかる画像形成装置では、現像剤容器、もしくは現像剤容器を含む現像装置において現像剤が消費された場合にそれを検知し、ユーザに交換時期を報知する手段、即ち、現像剤残量検知手段を備えているものが多い。
現像剤残量検知手段としては、現像剤容器、もしくは現像装置内に配置した複数の電極間の静電容量の変化を検知して、現像剤残量を検知する方式がある。このような方式の一つとして、特許文献1に開示された方法がある。特許文献1では、現像剤担持体を入力側電極とし、出力側電極となる静電容量検知部材を現像装置内の現像剤担持体に対向する箇所に設け、現像剤担持体に交流バイアスを印加することで静電容量を検知している。
この構成では、静電容量検知部材と画像形成装置本体内に設けられたバネ性を有する本体側現像剤残量接点との間を電気的に接続する接点部材が現像装置内に設けられている。現像剤担持体に交流バイアスが印加されると、現像剤担持体と静電容量検知部材との間に、静電容量(現像剤残量)に応じた電流が誘起される。この電流値を、前記現像装置側に設けられた接点部材、本体側現像剤残量接点を介して、画像形成装置本体の現像剤残量検知装置で測定することにより現像剤残量を逐次検知することが可能となる。
現像剤残量検知手段としては、現像剤容器、もしくは現像装置内に配置した複数の電極間の静電容量の変化を検知して、現像剤残量を検知する方式がある。このような方式の一つとして、特許文献1に開示された方法がある。特許文献1では、現像剤担持体を入力側電極とし、出力側電極となる静電容量検知部材を現像装置内の現像剤担持体に対向する箇所に設け、現像剤担持体に交流バイアスを印加することで静電容量を検知している。
この構成では、静電容量検知部材と画像形成装置本体内に設けられたバネ性を有する本体側現像剤残量接点との間を電気的に接続する接点部材が現像装置内に設けられている。現像剤担持体に交流バイアスが印加されると、現像剤担持体と静電容量検知部材との間に、静電容量(現像剤残量)に応じた電流が誘起される。この電流値を、前記現像装置側に設けられた接点部材、本体側現像剤残量接点を介して、画像形成装置本体の現像剤残量検知装置で測定することにより現像剤残量を逐次検知することが可能となる。
また、特許文献2では、枠体と導電性シート部材を備える現像剤容器の製造方法が開示されている。この構成によれば、現像剤容器に設けられた静電容量検知の構成をより簡易的な構成にすることが可能となる。
本発明の目的は、上述の技術をさらに発展させることである。すなわち、本発明の目的は、像担持体としての感光体ドラムから除去された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に用いられる静電容量検知のための部品の構成をより簡易的な構成にし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、本発明におけるプロセスカートリッジは、
像担持体と、
前記像担持体上の現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材から除去された現像剤を収容する現像剤収容部と、
を有するプロセスカートリッジにおいて、
前記現像剤収容部にインサート成形により一体的に成形された導電性シート部材であって、静電容量を用いて前記現像剤収容部に収容されている前記現像剤の量を検知するための容量検知部材として用いられる導電性シート部材を備えていることを特徴とする。
像担持体と、
前記像担持体上の現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材から除去された現像剤を収容する現像剤収容部と、
を有するプロセスカートリッジにおいて、
前記現像剤収容部にインサート成形により一体的に成形された導電性シート部材であって、静電容量を用いて前記現像剤収容部に収容されている前記現像剤の量を検知するための容量検知部材として用いられる導電性シート部材を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、クリーニング容器に用いられる静電容量検知のための部品の構成の簡素化を図ることができる。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
<実施例1>
図1乃至図2を参照して、実施例1について説明する。
なお、実施例1に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例1の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
図1乃至図2を参照して、実施例1について説明する。
なお、実施例1に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例1の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
(画像形成装置の全体構成)
まず、電子写真画像形成装置(以下「画像形成装置」という)100の全体構成について、図1を用いて説明する。図1に示すように、画像形成装置100の装置本体100Aには、4個のプロセスカートリッジ70(70Y,70M,70C,70K)が装着部材(不図示)によって着脱可能に装着されている。本実施例にいおいて、画像形成装置100の構成のうちプロセスカートリッジ70Y,70M,70C,70Kを除いた構成部分を「装置本体100A」とする。
まず、電子写真画像形成装置(以下「画像形成装置」という)100の全体構成について、図1を用いて説明する。図1に示すように、画像形成装置100の装置本体100Aには、4個のプロセスカートリッジ70(70Y,70M,70C,70K)が装着部材(不図示)によって着脱可能に装着されている。本実施例にいおいて、画像形成装置100の構成のうちプロセスカートリッジ70Y,70M,70C,70Kを除いた構成部分を「装置本体100A」とする。
ここで、プロセスカートリッジ70の画像形成装置100への装着方向上流側を前側面側、装着方向下流側を奥側面側と定義する。また、図1は、画像形成装置の通常想定される使用状態として、画像形成装置が水平面上に設置された状態を示しており、図における上方から下方に向かう方向が重力方向G(鉛直方向)、図における左右方向が水平方向となる。特段の説明がない限り、他の実施例における画像形成装置の設置状態についても上記と同様である。図1において、プロセスカートリッジ70は、装置本体100A内に水平方向に対して傾斜して併設されている。
各プロセスカートリッジ70には、像担持体としての電子写真感光体ドラム(以下「感光体ドラム」という)1(1a,1b,1c,1d)と、帯電ローラ2(2a,2b,2c,2d)と、現像ローラ25(25a,25b,25c,25d)と、クリーニング部材6(6a,6b,6c,6d)等のプロセス手段が一体的に配置されている。
帯電ローラ2は、感光体ドラム1の表面を一様に帯電させるものであり、現像ローラ25は、感光体ドラム1に形成した潜像を現像剤(以下「トナー」という)によって現像して可視像化するものである。そして、クリーニング部材6は、感光体ドラム1に形成したトナー像を転写ベルト9に転写した後に、感光体ドラム1に残留したトナーを除去するものである。
また、プロセスカートリッジ70の下方には画像情報に基づいて感光体ドラム1に選択的な露光を行い、感光体ドラム1に潜像を形成するためのスキャナユニット3が設けられている。
装置本体100Aの下部には記録媒体(記録材)Sを収納したカセット17が装着されている。そして、記録媒体Sが二次転写ローラ69、定着部74を通過して装置本体100Aの上方へ搬送されるように記録媒体搬送部が設けられている。すなわち、カセット17内の記録媒体Sを1枚ずつ分離給送する給送ローラ54、給送された記録媒体Sを搬送する搬送ローラ対76、感光体ドラム1に形成される潜像と記録媒体Sとの同期を取るためのレジストローラ対55が設けられている。
また、プロセスカートリッジ70(70Y,70M,70C,70K)の上方には各感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)上に形成したトナー画像を転写させるための中間転写手段としての中間転写ユニット5が設けられている。中間転写ユニット5には駆動ローラ56、従動ローラ57、各色の感光体ドラム1に対向する位置に一次転写ローラ58(58a、58b、58c、58d)、二次転写ローラ69に対向する位置に対向ローラ59を有し、転写ベルト(中間転写ベルト)9が掛け渡されている。
そして、転写ベルト9は全ての感光体ドラム1に対向し、且つ接するように循環移動(矢印A方向)し、一次転写ローラ58(58a、58b、58c、58d)に電圧を印加することにより、感光体ドラム1から転写ベルト9上にトナー像(現像剤像)一次転写を行う。そして、転写ベルト9内に配置された対向ローラ59と二次転写ローラ69への電圧印加により、転写ベルト9上のトナー像を記録媒体Sに転写する(二次転写)。
画像形成に際しては、各感光体ドラム1を回転させ、帯電ローラ2によって一様に帯電させた感光体ドラム1にスキャナユニット3から選択的な露光を行う。これによって、感光体ドラム1に静電潜像を形成する。その潜像を現像ローラ25によって現像する。これによって、各感光体ドラム1に各色トナー像を形成する。この画像形成と同期して、レジストローラ対55が、記録媒体Sを対向ローラ59と二次転写ローラ69とが転写ベルト9を介在させて当接している二次転写位置に搬送する。
そして、二次転写ローラ69へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト上の各色トナー像を記録媒体Sに二次転写する。これによって、記録媒体Sにカラー画像を形成する。カラー画像が形成された記録媒体Sは、定着部74によって加熱、加圧されてトナー像が定着される。その後、記録媒体Sは、排出ローラ72によって排出部75に排出される。尚、定着部74は、装置本体100Aの上部に配置されている。
(プロセスカートリッジ)
次に本実施例に係るプロセスカートリッジ70について、図1乃至図2を用いて説明する。図2は、トナーを収納したプロセスカートリッジ70の模式的主断面図である。尚、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ70Y、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ70M、シアン色のトナーを収納したカートリッジ70C、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ70Kは、収容するトナーの色を除いて、それぞれの構成が互いに同一である。
次に本実施例に係るプロセスカートリッジ70について、図1乃至図2を用いて説明する。図2は、トナーを収納したプロセスカートリッジ70の模式的主断面図である。尚、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ70Y、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ70M、シアン色のトナーを収納したカートリッジ70C、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ70Kは、収容するトナーの色を除いて、それぞれの構成が互いに同一である。
図1乃至図2に示すように、プロセスカートリッジ70(70Y,70M,70C,70K)は、第一ユニットであるドラムユニット26(26a,26b,26c,26d)と、第二ユニットである現像ユニット4(4a,4b,4c,4d)と、を有する。ドラムユニット26は、感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)と、帯電ローラ2(2a,2b,2c,2d)、及びクリーニング部材6(6a,6b,6c,6d)を備えている。そして、現像ユニット4は、現像ローラ25を備えている。
感光体ドラム1の周上には、帯電ローラ2、クリーニング部材6が配置されている。クリーニング部材6は、ゴムブレードで形成された弾性部材と金属製のクリーニング支持部材8から構成されている。弾性部材の先端部は感光体ドラム1の回転方向(矢印C方向)に対してカウンター方向に当接させて配設してある。そしてクリーニング部材6によって感光体ドラム1表面(像担持体上)から除去された廃トナーは、廃トナー室27aに落下する。また廃トナー室27aの廃トナーが漏れることを防止するスクイシート29が感光体ドラム1に当接している。スクイシート29は、クリーニング枠体27にインサート成形により一体的に形成されている。
さらに現像剤収容部としてのクリーニング枠体27には、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電性シート部材としての導電シートP1、P2、L1がインサート成形により一体的に成形されている。
そして、ドラムユニット26に駆動源である本体駆動モータ(不図示)の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム1を画像形成動作に応じて回転駆動させる。帯電ローラ2は、帯電ローラ軸受28を介し、ドラムユニット26に回転可能に取り付けられており、バネ等の付勢部材からなる帯電ローラ加圧部材46により感光体ドラム1に向かって加圧され、感光体ドラム1に従動回転する。
現像ユニット4は、感光体ドラム1と接触して矢印B方向に回転する現像ローラ25と、現像ローラ25を支持する現像枠体31を有する。また、現像ユニット4は、現像ローラ25が配置されている現像室31bと、プロセスカートリッジが画像形成装置に取り付けた状態で、重力方向において現像室31bの下方に配置され、トナーを収容するためのトナー収容容器としてのトナー収容部31cとで構成されており、それぞれの室は隔壁31dによって仕切られている。このトナー収容部31cは、重力方向において現像ローラ25とトナー供給ローラ34の下方にある。また、隔壁31dには、トナー収容部31cから現像室31bへトナーを搬送する際にトナーが通過するトナー開口31eが設けられている。
また現像ローラ25の周上には、現像ローラ25に接触して矢印E方向(図2に示す現像ローラ25の回転方向と同方向でもよいし、逆方向でもよい。)に回転するトナー供給ローラ34と、現像ローラ25上のトナー層を規制するための現像ブレード35がそれぞれ配置されている。さらに、現像ローラ25および感光体ドラム1からトナーが飛散することを防止するため飛散防止シート40が配置されている。飛散防止シート40は、現像枠体31にインサート成形により一体的に形成されている。
トナー供給ローラ34は、金属製のトナー供給ローラ軸34jと、軸の外周を端部が露出した状態で被覆する弾性部であるスポンジ部34aで構成されている。トナー供給ローラ34は、スポンジ部34aが現像ローラ25に対して所定の侵入量を持って当接するように配置されている。また現像ローラ25に当接した現像枠体31からトナーが漏れることを防止するための現像当接シートとしての吹き出し防止シート33が配置されている。吹き出し防止シート33は現像枠体31にインサート成形により一体的に形成されている。
さらに現像枠体31の現像室31bには、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電シートD1、D2、F1、F2がインサート成形により一体的に成形されている。なお、導電シートF2は、現像ブレード35の裏側、もしくは現像枠体31に備えられた支持部(不図示)に成形される。
また現像枠体31のトナー収容部31cには、収納されたトナーを撹拌するとともに、前記トナー開口31eを介して現像室31bへトナーを搬送するため搬送手段であるトナー搬送部材36が設けられている。トナー搬送部材36はシート部材36aを搬送軸36bにインサート成形により一体的に形成したものである。
さらに現像枠体31のトナー収容部31cには、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電シートB1、B2がインサート成形により一体的に成形されている。
ここで、導電シートP1、P2、L1、D1,D2、F1、F2、B1、B2は、導電性を有する樹脂シートで形成されており、本実施例において、厚みは0.1mmの樹脂シートを用いた。尚、本実施例の各導電シートは、導電性を有するものであり、JIS K
7194で規定された測定方法による表面抵抗率が10kΩ/sq以下のものである。
7194で規定された測定方法による表面抵抗率が10kΩ/sq以下のものである。
導電シートの材料として、カーボンブラックを分散させたエチレン−酢酸ビニル共重合(EVA)系の樹脂を用いた。
また本実施例においては、枠体の変形への影響や枠体形状への転写性、導電性の観点で0.1mmの樹脂シートを選択したが、適宜樹脂シートの厚みを選択しても構わない。また、導電シートの材料として、EVA系の樹脂を選択したが、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンオキシド(PPO)系の樹脂等を選択しても構わない。
また本実施例においては、枠体の変形への影響や枠体形状への転写性、導電性の観点で0.1mmの樹脂シートを選択したが、適宜樹脂シートの厚みを選択しても構わない。また、導電シートの材料として、EVA系の樹脂を選択したが、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンオキシド(PPO)系の樹脂等を選択しても構わない。
本実施例に係るプロセスカートリッジ70は、感光体ドラム1と現像ローラ25とが当接状態と離間状態とのいずれかを取り得るように構成されている。すなわち、ドラムユニット26と現像ユニット4は、軸15を中心に相対回転可能に連結されている。現像枠体31における、軸15に対して感光体ドラム1や現像ローラ25が配置された側とは反対側に設けられた被押圧部31aが、装置本外100Aに設けられた不図示の押圧部に押圧されることで、ドラムユニット26と現像ユニット4が軸15を中心に相対回転する。これにより、感光体ドラム1と現像ローラ25の当接離間が制御される。
(トナーの容量検知手段)
次に、トナー量検知手段の概要について図2を用いて説明する。
以下では、トナー量を検知する手段として、静電容量を測定し、トナーの容量を検知する方法を説明する。
次に、トナー量検知手段の概要について図2を用いて説明する。
以下では、トナー量を検知する手段として、静電容量を測定し、トナーの容量を検知する方法を説明する。
画像形成装置100の装置本体100Aには、静電容量の検知手段として、クリーニング枠体27の導電シートP1に対してAC電圧を印加可能な電圧印加装置(不図示)と、
導電シートP2に電気的に接続されるトナー量検出装置(不図示)とが設けられている。クリーニング枠体27の内部に配置された導電シートP1、P2と、外部に配置された電圧印加装置やトナー量検出装置との間の導通は、任意の方法で行えばよい。例えば、クリーニング枠体27の一部を導電性樹脂で構成する、あるいは、クリーニング枠体27の一部に導電部材を組み込んで、両者を電気的につなぐように構成してよい。
導電シートP2に電気的に接続されるトナー量検出装置(不図示)とが設けられている。クリーニング枠体27の内部に配置された導電シートP1、P2と、外部に配置された電圧印加装置やトナー量検出装置との間の導通は、任意の方法で行えばよい。例えば、クリーニング枠体27の一部を導電性樹脂で構成する、あるいは、クリーニング枠体27の一部に導電部材を組み込んで、両者を電気的につなぐように構成してよい。
導電シートP1にAC電圧を印加すると、導電シートP1と導電シートP2の間の静電容量に対応した電流が誘起される。この静電容量は、導電シートP1と導電シートP2の間の空間に占めるトナー量に応じて変化する。静電容量の変化は、トナー量検出装置(不図示)に電流値として入力される。そして、トナー量検出装置(不図示)に入力された電流値に基づき、導電シートP1と導電シートP2との間のトナー量を逐次算出することが可能となる。
尚、静電容量の検知手段は上述した構成に限るものではなく、導電シートP1を画像形成装置内のトナー量検出装置(不図示)と電気的に接続し導電シートP2にAC電圧を印加可能にした構成としてもよい。
尚、静電容量の検知手段は上述した構成に限るものではなく、導電シートP1を画像形成装置内のトナー量検出装置(不図示)と電気的に接続し導電シートP2にAC電圧を印加可能にした構成としてもよい。
さらに、クリーニング枠体27に設けた導電シートL1と金属製のクリーニング支持部材8にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートL1とクリーニング支持部材8との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、現像枠体31に設けた導電シートD1と導電シートD2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートD1と導電シートD2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、現像枠体31に設けた導電シートF1と導電シートF2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートF1と導電シートF2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、現像枠体31に設けた導電シートF1と金属製の現像ブレード35にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートF1と現像ブレード35との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、現像枠体31のトナー収容部31cに設けた導電シートB1と導電シートB2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートB1と導電シートB2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
上述した構成により、図2に示す、一対の導電シートの間または、導電シートと金属部材の間のトナー量の変化を知ることができる。
本実施例では一対の導電シートの間または、導電シートと金属部材の間の静電容量の変化を測定し、ユーザにクリーニング枠体27の廃トナー室27aの廃トナーが満杯になったことを知らせる構成と、現像枠体31のトナー残量を知らせる構成とした。
なお、ここで示した導電シートの配置はあくまで一例である。導電シートの配置によって検出可能なトナー量は変化するため、装置構成にあわせて適宜配置しても構わない。
以上の構成により、クリーニング容器に用いられる静電容量検知のための部品の構成の簡素化を図ることができ、上述したトナー量検知手段で得られたトナー量の検出結果に基づき、表示手段を介してユーザに新規プロセスカートリッジの準備を促すことができる。
また、本実施例ではドラムユニットと現像ユニットが一体化されたプロセスカートリッジについて説明したが、これに限るものではない。例えば、ドラムユニットと現像ユニットが個別に取り外し可能なプロセスカートリッジや、廃トナー収納容器やトナー収納容器がそれぞれ取り外し可能ないわゆる補給構成のカートリッジにも好適に適用可能である。
<実施例2>
図3乃至図4を参照して、実施例2について説明する。
なお、実施例2に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例2の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
図3乃至図4を参照して、実施例2について説明する。
なお、実施例2に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例2の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
(画像形成装置の全体構成)
図3に示す、電子写真画像形成装置(画像形成装置)は、プロセスカートリッジ(以下「カートリッジ」という)Bを装置本体Aに着脱可能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。画像形成装置の装置本体Aには、装置本体Aに装着されたカートリッジBの上側に位置するように露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置されている。
図3に示す、電子写真画像形成装置(画像形成装置)は、プロセスカートリッジ(以下「カートリッジ」という)Bを装置本体Aに着脱可能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。画像形成装置の装置本体Aには、装置本体Aに装着されたカートリッジBの上側に位置するように露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置されている。
また、装置本体AにおけるカートリッジBの下側には、画像形成対象となる紙などの記録媒体(以下、シート材Pと記載する)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、シート材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。
更に、装置本体Aには、シート材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、像担持体である電子写真感光体ドラム62(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手段である帯電ローラ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。
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、像担持体である電子写真感光体ドラム62(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手段である帯電ローラ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4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、トナー収納部29内の現像剤としてのトナーTは、搬送部材43の回転によって撹拌、搬送される。
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(現像スリーブ)32の表面に担持される。トナーTは、現像剤層厚規制部材である現像ブレード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(現像剤像)として可視像化される。
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(現像スリーブ)32の表面に担持される。トナーTは、現像剤層厚規制部材である現像ブレード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(現像剤像)として可視像化される。
また、図3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の下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から給送される。
そして、そのシート材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からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材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。そしてシート材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シート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Pは、搬送ローラ対5dによって排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ11に排出される。
そして、そのシート材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からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材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。そしてシート材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シート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Pは、搬送ローラ対5dによって排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ11に排出される。
一方、図4に示すように、転写後のドラム62は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード77により外周面上の残留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。
本実施例においては、帯電手段である帯電ローラ66、現像剤担持体である現像ローラ32、クリーニング手段である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。プロセス手段は、少なくとも帯電手段、現像手段、クリーニング手段のいずれかを有すればよい。
(カートリッジの構成)
次にカートリッジBの全体構成について図4を用いて説明する。
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。
次にカートリッジBの全体構成について図4を用いて説明する。
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部材(クリーニングブレード)77等からなる。
クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
図4に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、クリーニング枠体71とクリーニング部材77によって形成された廃トナー室71bに溜められる。
また、図4に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。スクイシート65はクリーニング枠体71にインサート成形により一体的に形成されている。
さらに現像剤収容部としてのクリーニング枠体71には、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電性シート部材としての導電シートP1、P2、L1がインサート成形により一体的に成形されている。
一方、現像装置ユニット20は、蓋部材122、トナー収納容器23、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等からなる。
また、図4に示すように、現像ユニット20からトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するようにトナー収納容器23(蓋部
材122)に設けられている。吹き出し防止シート33は、トナー収納容器23にインサート成形により一体的に形成されている。
材122)に設けられている。吹き出し防止シート33は、トナー収納容器23にインサート成形により一体的に形成されている。
さらにトナー収納容器23には、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電シートD1、D2、F1、F2がインサート成形により一体的に成形されている。なお、導電シートF2は、現像ブレード42の裏側、もしくはトナー収納容器23に備えられた支持部(不図示)に成形される。
またトナー収納容器23のトナー収容部29には、収納されたトナーを撹拌するとともに、前記トナー開口31eを介して現像室31bへトナーを搬送するため搬送手段である搬送部材43が設けられている。トナー搬送部材43は、シート部材43aを搬送軸43bにインサート成形により一体的に形成したものである。
さらにトナー収納容器23のトナー収容部29には、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電シートB1、B2がインサート成形により一体的に成形されている。
ここで、導電シートP1、P2、L1、D1,D2、F1、F2、B1、B2は、導電性を有する樹脂シートで形成されており、本実施例において、厚みは0.1mmの樹脂シートを用いた。尚、本実施例の各導電シートは、導電性を有するものであり、JIS K
7194で規定された測定方法による表面抵抗率が10kΩ/sq以下のものである。
7194で規定された測定方法による表面抵抗率が10kΩ/sq以下のものである。
導電シートの材料として、カーボンブラックを分散させたエチレン−酢酸ビニル共重合(EVA)系の樹脂を用いた。
また本実施例においては、枠体の変形への影響や枠体形状への転写性、導電性の観点で0.1mmの樹脂シートを選択したが、適宜樹脂シートの厚みを選択しても構わない。また、導電シートの材料として、EVA系の樹脂を選択したが、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンオキシド(PPO)系の樹脂等を選択しても構わない。
また本実施例においては、枠体の変形への影響や枠体形状への転写性、導電性の観点で0.1mmの樹脂シートを選択したが、適宜樹脂シートの厚みを選択しても構わない。また、導電シートの材料として、EVA系の樹脂を選択したが、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンオキシド(PPO)系の樹脂等を選択しても構わない。
(トナーの容量検知手段)
次に、トナー量検知手段の概要について図4を用いて説明する。
以下では、トナー量を検知する手段として、静電容量を測定し、トナーの容量を検知する方法を説明する。
次に、トナー量検知手段の概要について図4を用いて説明する。
以下では、トナー量を検知する手段として、静電容量を測定し、トナーの容量を検知する方法を説明する。
画像形成装置の装置本体Aには、静電容量の検知手段として、クリーニング枠体71の導電シートP1に対してAC電圧を印加可能な電圧印加装置(不図示)と、導電シートP2に電気的に接続されるトナー量検出装置(不図示)とが設けられている。クリーニング枠体71の内部に配置された導電シートP1、P2と、外部に配置された電圧印加装置やトナー量検出装置との間の導通は、任意の方法で行えばよい。例えば、クリーニング枠体71の一部を導電性樹脂で構成する、あるいは、クリーニング枠体71の一部に導電部材を組み込んで、両者を電気的につなぐように構成してよい。
導電シートP1にAC電圧を印加すると、導電シートP1と導電シートP2の間の静電容量に対応した電流が誘起される。この静電容量は、導電シートP1と導電シートP2の間の空間に占めるトナー量に応じて変化する。静電容量の変化は、トナー量検出装置(不図示)に電流値として入力される。そして、トナー量検出装置(不図示)に入力された電流値に基づき、導電シートP1と導電シートP2との間のトナー量を逐次算出することが可能となる。
尚、静電容量の検知手段は上述した構成に限るものではなく、導電シートP1を画像形
成装置内のトナー量検出装置(不図示)と電気的に接続し、導電シートP2にAC電圧を印加可能にした構成としてもよい。
尚、静電容量の検知手段は上述した構成に限るものではなく、導電シートP1を画像形
成装置内のトナー量検出装置(不図示)と電気的に接続し、導電シートP2にAC電圧を印加可能にした構成としてもよい。
さらに、クリーニング枠体71に設けた導電シートL1と金属製のクリーニング支持部材77bにも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートL1とクリーニング支持部材77bとの間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、トナー収納容器23に設けた導電シートD1と導電シートD2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートD1と導電シートD2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、トナー収納容器23に設けた導電シートF1と導電シートF2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートF1と導電シートF2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、トナー収納容器23のトナー収容部29に設けた導電シートB1と導電シートB2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートB1と導電シートB2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
上述した構成により、図4に示す、一対の導電シートの間または、導電シートと金属部材の間のトナー量の変化を知ることができる。
本実施例では一対の導電シートの間または、導電シートと金属部材の間の静電容量の変化を測定し、ユーザにクリーニング枠体71の廃トナー室71bの廃トナーが満杯になったことを知らせる構成と、トナー収納容器23のトナー残量を知らせる構成とした。
なお、ここで示した導電シートの配置はあくまで一例である。導電シートの配置によって検出可能なトナー量は変化するため、装置構成にあわせて適宜配置しても構わない。
以上の構成により、クリーニング容器に用いられる静電容量検知のための部品の構成の簡素化を図ることができ、上述したトナー量検知手段で得られたトナー量の検出結果に基づき、表示手段を介してユーザに新規プロセスカートリッジの準備を促すことができる。
また、本実施例ではドラムユニットと現像ユニットが一体化されたプロセスカートリッジについて説明したが、これに限るものではない。例えば、ドラムユニットと現像ユニットが個別に取り外し可能なプロセスカートリッジや、廃トナー収納容器やトナー収納容器がそれぞれ取り外し可能ないわゆる補給構成のカートリッジにも好適に適用可能である。
<実施例3>
図5乃至図6を参照して、実施例3について説明する。
なお、実施例3に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例3の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
図5乃至図6を参照して、実施例3について説明する。
なお、実施例3に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例3の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
<電子写真画像形成装置全体構成>
図5に示す電子写真画像形成装置(画像形成装置)は、プロセスカートリッジ(以下「カートリッジ」という)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。画像形成装置の装置本体Aには、装置本体Aに装着されたカートリッジBの像担持体としての電子写真感光体ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が設けられている。
図5に示す電子写真画像形成装置(画像形成装置)は、プロセスカートリッジ(以下「カートリッジ」という)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。画像形成装置の装置本体Aには、装置本体Aに装着されたカートリッジBの像担持体としての電子写真感光体ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が設けられている。
また、装置本体AにおけるカートリッジBの下側には、画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材PAと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。電子写真感光体ドラム62は、電子写真画像形成用に用いられる感光体(電子写真感光体)である。
更に、装置本体Aには、シート材PA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13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。
更に、装置本体Aには、シート材PA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13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、感光体ドラム62あるいは、単にドラム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(帯電部材)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のクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71h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。
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、感光体ドラム62あるいは、単にドラム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(帯電部材)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のクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71h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6に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内の現像剤としてのトナーTは、搬送部材(撹拌部材)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(現像スリーブ)32の表面に担持される。現像ローラ32は、ドラム62に形成された潜像を現像するために、現像剤(トナーT)をその表面に担持する現像剤担持体である。
トナーTは、現像ブレード42によって摩擦帯電されつつ、現像剤担持体としての現像ローラ32周面上で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へ供給され、潜像を現像する。これにより、潜像はトナー像として可視像化される。ドラム62はその表面に潜像や、トナーで形成される像(トナー像、現像剤像)を担持する像担持体である。
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(現像スリーブ)32の表面に担持される。現像ローラ32は、ドラム62に形成された潜像を現像するために、現像剤(トナーT)をその表面に担持する現像剤担持体である。
トナーTは、現像ブレード42によって摩擦帯電されつつ、現像剤担持体としての現像ローラ32周面上で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へ供給され、潜像を現像する。これにより、潜像はトナー像として可視像化される。ドラム62はその表面に潜像や、トナーで形成される像(トナー像、現像剤像)を担持する像担持体である。
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の下部に収納されたシート材PAがシートトレイ4から送り出される。
そして、そのシート材PA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搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材PAに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材PA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。そしてシート材PA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シート材PAに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材PAは、排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ13に排出される。
そして、そのシート材PA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搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材PAに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材PA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。そしてシート材PA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シート材PAに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材PAは、排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ13に排出される。
一方、図6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77により外周面上の残留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クリーニングユニット60の廃トナー室71bに貯蔵される。クリーニングユニット60は、感光体ドラム62を有するユニットである。
上記構成において、帯電ローラ66、現像ローラ32、転写ローラ7、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。
<カートリッジ全体の構成>
次にカートリッジBの全体構成について図6を用いて説明する。図6は、カートリッジBの断面図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
カートリッジBは、クリーニングユニット(感光体保持ユニット、ドラム保持ユニット、像担持体保持ユニット、第1ユニット)60と、現像ユニット(現像剤担持体保持ユニット、第2ユニット)20を有する。
次にカートリッジBの全体構成について図6を用いて説明する。図6は、カートリッジBの断面図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
カートリッジBは、クリーニングユニット(感光体保持ユニット、ドラム保持ユニット、像担持体保持ユニット、第1ユニット)60と、現像ユニット(現像剤担持体保持ユニット、第2ユニット)20を有する。
なお、一般的には、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、これに作用するプロセス手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体(装置本体)に対して着脱可能としたものである。プロセス手段の例としては、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段がある。
図6に示すように、クリーニングユニット60は、ドラム62と、帯電ローラ66と、クリーニング部材77と、これらを支持するクリーニング枠体71を有する。ドラム62は、駆動側において、駆動側に設けられた駆動側ドラムフランジがドラム軸受の穴部により回転可能に支持される。広義には、ドラム軸受とクリーニング枠体71を総称してクリーニング枠体と呼ぶこともできる。
クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
図6に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、クリーニング枠体71とクリーニング部材77によって形成された廃トナー室71bに溜められる。
また、図6に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。スクイシート65はクリーニング枠体71にインサート成形により一体的に形成されている。
さらに現像剤収容部としてのクリーニング枠体71には、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電性シート部材としての導電シートP1、P2、L1がインサート成形により一体的に成形されている。
図6に示すように、現像ユニット20は、現像ローラ32と、現像ローラ32を支持するトナー収納容器23と、現像ブレード42等を有する。
また、現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられている。現像ユニット20において、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。
また、現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられている。現像ユニット20において、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。
また、図6に示すように、現像ユニット20からトナーが漏れることを防止するための
吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するようにトナー収納容器23に設けられている。吹き出し防止シート33はトナー収納容器23にインサート成形により一体的に形成されている。
吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するようにトナー収納容器23に設けられている。吹き出し防止シート33はトナー収納容器23にインサート成形により一体的に形成されている。
さらにトナー収納容器23には、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電シートD1、D2、F1、F2がインサート成形により一体的に成形されている。なお、導電シートF2は、現像ブレード42の裏側、もしくはトナー収納容器23に備えられた支持部(不図示)に成形される。
更に、トナー収納容器23によって形成されたトナー室29には、搬送部材43が設けられている。搬送部材43は、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。トナー搬送部材43は、シート部材43aを搬送軸43bにインサート成形により一体的に形成したものである。
さらにトナー収納容器23のトナー収容部29には、静電容量を用いてトナー量を検知するための容量検知部材である導電シートB1、B2がインサート成形により一体的に成形されている。
ここで、導電シートP1、P2、L1、D1,D2、F1、F2、B1、B2は、導電性を有する樹脂シートで形成されており、本実施例において、厚みは0.1mmの樹脂シートを用いた。尚、本実施例の各導電シートは、導電性を有するものであり、JIS K
7194で規定された測定方法による表面抵抗率が10kΩ/sq以下のものである。
7194で規定された測定方法による表面抵抗率が10kΩ/sq以下のものである。
導電シートの材料として、カーボンブラックを分散させたエチレン−酢酸ビニル共重合(EVA)系の樹脂を用いた。
また本実施例においては、枠体の変形への影響や枠体形状への転写性、導電性の観点で0.1mmの樹脂シートを選択したが、適宜樹脂シートの厚みを選択しても構わない。また、導電シートの材料として、EVA系の樹脂を選択したが、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンオキシド(PPO)系の樹脂等を選択しても構わない。
また本実施例においては、枠体の変形への影響や枠体形状への転写性、導電性の観点で0.1mmの樹脂シートを選択したが、適宜樹脂シートの厚みを選択しても構わない。また、導電シートの材料として、EVA系の樹脂を選択したが、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンオキシド(PPO)系の樹脂等を選択しても構わない。
(トナーの容量検知手段)
次に、トナー量検知手段の概要について図6を用いて説明する。
以下では、トナー量を検知する手段として、静電容量を測定し、トナーの容量を検知する方法を説明する。
次に、トナー量検知手段の概要について図6を用いて説明する。
以下では、トナー量を検知する手段として、静電容量を測定し、トナーの容量を検知する方法を説明する。
画像形成装置の装置本体Aには、静電容量の検知手段として、クリーニング枠体71の導電シートP1に対してAC電圧を印加可能な電圧印加装置(不図示)と、導電シートP2に電気的に接続されるトナー量検出装置(不図示)とが設けられている。クリーニング枠体71の内部に配置された導電シートP1、P2と、外部に配置された電圧印加装置やトナー量検出装置との間の導通は、任意の方法で行えばよい。例えば、クリーニング枠体71の一部を導電性樹脂で構成する、あるいは、クリーニング枠体71の一部に導電部材を組み込んで、両者を電気的につなぐように構成してよい。
導電シートP1にAC電圧を印加すると、導電シートP1と導電シートP2の間の静電容量に対応した電流が誘起される。この静電容量は、導電シートP1と導電シートP2の間の空間に占めるトナー量に応じて変化する。静電容量の変化は、トナー量検出装置(不図示)に電流値として入力される。そして、トナー量検出装置(不図示)に入力された電流値に基づき、導電シートP1と導電シートP2との間のトナー量を逐次算出することが可能となる。
尚、静電容量の検知手段は上述した構成に限るものではなく、導電シートP1を画像形成装置内のトナー量検出装置(不図示)と電気的に接続し、導電シートP2にAC電圧を印加可能にした構成としてもよい。
尚、静電容量の検知手段は上述した構成に限るものではなく、導電シートP1を画像形成装置内のトナー量検出装置(不図示)と電気的に接続し、導電シートP2にAC電圧を印加可能にした構成としてもよい。
さらに、クリーニング枠体71に設けた導電シートL1とクリーニング部材77の金属製の支持部材77bにも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートL1と支持部材77bとの間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、トナー収納容器23に設けた導電シートD1と導電シートD2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートD1と導電シートD2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、トナー収納容器23に設けた導電シートF1と導電シートF2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートF1と導電シートF2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
さらに、トナー収納容器23のトナー収容部29に設けた導電シートB1と導電シートB2にも前述した静電容量の検知手段を設け、導電シートB1と導電シートB2との間のトナー量を逐次算出することを可能としている。
上述した構成により、図6に示す、一対の導電シートの間または、導電シートと金属部材の間のトナー量の変化を知ることができる。
本実施例では一対の導電シートの間または、導電シートと金属部材の間の静電容量の変化を測定し、ユーザにクリーニング枠体71の廃トナー室71bの廃トナーが満杯になったことを知らせる構成と、トナー収納容器23のトナー残量を知らせる構成とした。
なお、ここで示した導電シートの配置はあくまで一例である。導電シートの配置によって検出可能なトナー量は変化するため、装置構成にあわせて適宜配置しても構わない。
以上の構成により、クリーニング容器に用いられる静電容量検知のための部品の構成の簡素化を図ることができ、上述したトナー量検知手段で得られたトナー量の検出結果に基づき、表示手段を介してユーザに新規プロセスカートリッジの準備を促すことができる。
また、本実施例ではドラムユニットと現像ユニットが一体化されたプロセスカートリッジについて説明したが、これに限るものではない。例えば、ドラムユニットと現像ユニットが個別に取り外し可能なプロセスカートリッジや、廃トナー収納容器やトナー収納容器がそれぞれ取り外し可能ないわゆる補給構成のカートリッジにも好適に適用可能である。
<実施例4>
次に、本発明の実施例4を図7、図8、図9、図10を用いて説明する。図7は、本実施例にかかるシート部材が一体的に設置されたプロセスカートリッジ200Aの断面図である。
なお、実施例4に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例4の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
次に、本発明の実施例4を図7、図8、図9、図10を用いて説明する。図7は、本実施例にかかるシート部材が一体的に設置されたプロセスカートリッジ200Aの断面図である。
なお、実施例4に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例4の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
(帯電ローラクリーニングシート)
帯電ローラクリーニングシート251は帯電ローラ211の軸方向に沿って略平行に設置され、一端は枠体221に固定され、他端の自由端は帯電ローラ211の表面に接触し
ている。ここで枠体221への固定方法としてはインサート成形等が挙げられる。帯電ローラクリーニングシート251を帯電ローラ211の表面に接触させることで、帯電ローラ211の表面に付着した紙粉等の異物を除去することができ、帯電ローラ211が汚れることを抑制することが可能になる。
帯電ローラクリーニングシート251は帯電ローラ211の軸方向に沿って略平行に設置され、一端は枠体221に固定され、他端の自由端は帯電ローラ211の表面に接触し
ている。ここで枠体221への固定方法としてはインサート成形等が挙げられる。帯電ローラクリーニングシート251を帯電ローラ211の表面に接触させることで、帯電ローラ211の表面に付着した紙粉等の異物を除去することができ、帯電ローラ211が汚れることを抑制することが可能になる。
(識別用シート)
識別用シート252は、枠体221または枠体222または枠体223の表面にインサート成形等の手段により設置されたものである。外側に露出した面などユーザの目視可能な部位に設置することで、内包する現像剤の色等の個体情報をユーザへ認識させることが可能になる。
識別用シート252は、枠体221または枠体222または枠体223の表面にインサート成形等の手段により設置されたものである。外側に露出した面などユーザの目視可能な部位に設置することで、内包する現像剤の色等の個体情報をユーザへ認識させることが可能になる。
(現像剤封止シート)
現像剤封止シート253は、現像剤を内包する枠体222の現像剤排出口231の周囲にインサート成形等の手段により取り外し可能に設置されたものである。これにより現像剤を枠体内部に留めることができる。そして、現像剤排出口231の周囲に設置された端部とは反対側の端部を、例えば現像剤撹拌部材241等の駆動する部材に固定することで、駆動時に現像剤排出口近傍から現像剤封止シート253を引き剥がし、現像剤を排出口231から現像ローラ212へ供給可能な状態にすることができる。ユーザが手動で引くことにより現像剤排出口近傍から引き剥がされる形態の現像剤封止部材へ適用してもよい。
現像剤封止シート253は、現像剤を内包する枠体222の現像剤排出口231の周囲にインサート成形等の手段により取り外し可能に設置されたものである。これにより現像剤を枠体内部に留めることができる。そして、現像剤排出口231の周囲に設置された端部とは反対側の端部を、例えば現像剤撹拌部材241等の駆動する部材に固定することで、駆動時に現像剤排出口近傍から現像剤封止シート253を引き剥がし、現像剤を排出口231から現像ローラ212へ供給可能な状態にすることができる。ユーザが手動で引くことにより現像剤排出口近傍から引き剥がされる形態の現像剤封止部材へ適用してもよい。
(現像剤飛散防止シート)
現像剤飛散防止シート254は、一端が枠体221または枠体223へインサート成形等の手段により設置され、他端が像担持体201または現像ローラ212の重力方向下方に張り出したものである。このような位置関係にすることで、駆動時に像担持体201または現像ローラ212から飛散する現像剤を捕集し、現像剤のカートリッジ外部への飛散を防止することができる。
現像剤飛散防止シート254は、一端が枠体221または枠体223へインサート成形等の手段により設置され、他端が像担持体201または現像ローラ212の重力方向下方に張り出したものである。このような位置関係にすることで、駆動時に像担持体201または現像ローラ212から飛散する現像剤を捕集し、現像剤のカートリッジ外部への飛散を防止することができる。
(像担持体保護シート)
像担持体保護シート255は、一端が像担持体保護部材202等へインサート成形等の手段により設置され、他端が像担持体201近傍に配置されたシート部材である。使用前は像担持体に対して現像ローラ等の部品やユーザが直接像担持体表面に接触することを防止する。使用時は像担持体201近傍から除去できる構成になっており、画像形成プロセスに影響を及ぼさない。例えば像担持体保護シート255が像担持体保護部材202と一体的に構成されている場合は、ユーザが像担持体保護部材202をプロセスカートリッジ200から取り外す動作に伴い像担持体保護シート255を除去することが可能である。
像担持体保護シート255は、一端が像担持体保護部材202等へインサート成形等の手段により設置され、他端が像担持体201近傍に配置されたシート部材である。使用前は像担持体に対して現像ローラ等の部品やユーザが直接像担持体表面に接触することを防止する。使用時は像担持体201近傍から除去できる構成になっており、画像形成プロセスに影響を及ぼさない。例えば像担持体保護シート255が像担持体保護部材202と一体的に構成されている場合は、ユーザが像担持体保護部材202をプロセスカートリッジ200から取り外す動作に伴い像担持体保護シート255を除去することが可能である。
(加振シート)
加振シート256は、枠体で形成される斜面に略平行に設置されるシート部材であり、本体内姿勢における上方の端部がインサート成形等の手段により枠体223に固定されたものである。加振シート256は一端が自由端であるため、例えば現像剤撹拌部材241等の駆動する部材に対して断続的に当接する状態にすることで加振することが可能である。これにより、加振シート256上の現像剤を現像剤排出口231の方へ誘導することができ、内部に残って現像に使用されることがない現像剤を減らすことができる。
加振シート256は、枠体で形成される斜面に略平行に設置されるシート部材であり、本体内姿勢における上方の端部がインサート成形等の手段により枠体223に固定されたものである。加振シート256は一端が自由端であるため、例えば現像剤撹拌部材241等の駆動する部材に対して断続的に当接する状態にすることで加振することが可能である。これにより、加振シート256上の現像剤を現像剤排出口231の方へ誘導することができ、内部に残って現像に使用されることがない現像剤を減らすことができる。
本発明は、図7及び図8に示す通り、紙等のメディア(記録材)Pが、S字状の搬送経路Dで通紙されるとともに、像担持体201に対して画像形成装置の設置面に略垂直方向で接触するように構成された画像形成装置の装置本体100Aに着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ200Aに適応可能である。
また、本発明は、図9及び図10に示す通り、メディアがC字状の搬送経路Eで通紙さ
れ、像担持体201とメディアPが画像形成装置の設置面に略水平方向で接触するように構成された画像形成装置の装置本体100Bに着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ200Bにも適応可能である。
さらに、本発明は、メディアの搬送経路形態によらず、別容器からプロセスカートリッジの現像剤収容室へ現像剤を補給する形態のプロセスカートリッジにも適用可能である。
また、本発明は、図9及び図10に示す通り、メディアがC字状の搬送経路Eで通紙さ
れ、像担持体201とメディアPが画像形成装置の設置面に略水平方向で接触するように構成された画像形成装置の装置本体100Bに着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ200Bにも適応可能である。
さらに、本発明は、メディアの搬送経路形態によらず、別容器からプロセスカートリッジの現像剤収容室へ現像剤を補給する形態のプロセスカートリッジにも適用可能である。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。
<実施例5>
以下、本発明の実施例5を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施例5に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例5の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
また、本実施例の説明においては、電子写真感光体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とし、その反対側を非駆動側とする。
以下、本発明の実施例5を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施例5に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例5の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
また、本実施例の説明においては、電子写真感光体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とし、その反対側を非駆動側とする。
図11および図12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12は、本発明の実施例5の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)の模式的断面図である。
図11は、本発明の実施例5に係るカートリッジBの模式的断面図である。
ここで、装置本体Aとは、電子写真画像形成装置の構成からカートリッジBを除いた構成部分である。
図12は、本発明の実施例5の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)の模式的断面図である。
図11は、本発明の実施例5に係るカートリッジBの模式的断面図である。
ここで、装置本体Aとは、電子写真画像形成装置の構成からカートリッジBを除いた構成部分である。
<電子写真画像形成装置全体構成>
図12に示す電子写真画像形成装置(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。画像形成装置の装置本体Aには、装置本体Aに装着されたカートリッジBの電子写真感光体ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が設けられている。
また、装置本体におけるカートリッジBの下側には画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。
更に、装置本体Aには、シート材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。
図12に示す電子写真画像形成装置(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。画像形成装置の装置本体Aには、装置本体Aに装着されたカートリッジBの電子写真感光体ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が設けられている。
また、装置本体におけるカートリッジBの下側には画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。
更に、装置本体Aには、シート材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のクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71h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。
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のクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71h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11に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内のトナーTは、第1搬送部材(攪拌部材)43、第2搬送部材44、第3搬送部材50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(現像スリーブ)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剤担持体としての現像ローラ32周面上で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へ現像され、トナー像(現像剤像)として可視像化される。
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(現像スリーブ)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剤担持体としての現像ローラ32周面上で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へ現像され、トナー像(現像剤像)として可視像化される。
また、図12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の下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から送り出される。
そして、そのシート材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搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材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。そしてシート材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シート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材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。
そして、そのシート材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搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材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。そしてシート材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シート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材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11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77により外周面上の残留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。
上記構成において、帯電ローラ66、現像ローラ32、転写ローラ7、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。
上記構成において、帯電ローラ66、現像ローラ32、転写ローラ7、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14、図15、図16を用いて説明する。
図14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の斜視図である。
図15は、本発明の実施例4に係る電子写真画像形成装置本体Aの開閉扉13を開き、トレイ18に装着されたプロセスカートリッジBを画像形成装置本体Aへ装着する際の斜視図である。
図16は、本発明の実施例4に係る電子写真画像形成装置の開閉扉13を開き、トレイ18を引き出した状態のプロセスカートリッジB及び廃トナーボックス18aを装着する際の斜視図である。
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14、図15、図16を用いて説明する。
図14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の斜視図である。
図15は、本発明の実施例4に係る電子写真画像形成装置本体Aの開閉扉13を開き、トレイ18に装着されたプロセスカートリッジBを画像形成装置本体Aへ装着する際の斜視図である。
図16は、本発明の実施例4に係る電子写真画像形成装置の開閉扉13を開き、トレイ18を引き出した状態のプロセスカートリッジB及び廃トナーボックス18aを装着する際の斜視図である。
図14に示すように、装置本体Aには開閉扉13が回動可能に取り付けられており、この開閉扉13を開くとカートリッジ挿入口17が開放されるように構成されている。そしてカートリッジ挿入口17内にはカートリッジBを装置本体Aに装着するためのトレイ18が備えられている。図15、図16に示すように、トレイ18は、所定の位置まで引き出すと、カートリッジB及び廃トナーボックス18aが、着脱方向E及び着脱方向Fに沿って着脱可能である。カートリッジB及び廃トナーボックス18aはトレイ18に載せられた状態で図中矢印C方向にガイドレール(不図示)に沿って装置本体A内に装着される。
また、装置本体Aの駆動側板15には、カートリッジBに設けられた第1カップリング
70および第2カップリング21(図17)に駆動を伝達するための第1駆動軸14および第2駆動軸19が設けられている。第1駆動軸14および第2駆動軸19は、装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される。これにより、第1カップリング70と連結しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。また、第2カップリング21から駆動を伝達されて現像ローラ32が回転する。さらに、帯電ローラ66、現像ローラ32は、装置本体Aの給電部(不図示)より給電される。
70および第2カップリング21(図17)に駆動を伝達するための第1駆動軸14および第2駆動軸19が設けられている。第1駆動軸14および第2駆動軸19は、装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される。これにより、第1カップリング70と連結しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。また、第2カップリング21から駆動を伝達されて現像ローラ32が回転する。さらに、帯電ローラ66、現像ローラ32は、装置本体Aの給電部(不図示)より給電される。
<カートリッジ支持>
ここでは、カートリッジBの装置本体Aに対する支持のみの説明をする。
図15に示すように、装置本体AにはカートリッジBを支持するための駆動側板15と非駆動側板16が設けられている。図17に示すように、駆動側板15には、駆動側第1支持部15a、駆動側第2支持部15b及びカートリッジBの回転支持部15cが設けられている。図18に示すように、非駆動側板16には、非駆動側第1支持部16a、非駆動側第2支持部16b及び回転支持部16cが設けられている。
ここでは、カートリッジBの装置本体Aに対する支持のみの説明をする。
図15に示すように、装置本体AにはカートリッジBを支持するための駆動側板15と非駆動側板16が設けられている。図17に示すように、駆動側板15には、駆動側第1支持部15a、駆動側第2支持部15b及びカートリッジBの回転支持部15cが設けられている。図18に示すように、非駆動側板16には、非駆動側第1支持部16a、非駆動側第2支持部16b及び回転支持部16cが設けられている。
一方、カートリッジBの被支持部として、ドラム軸受73の被支持部73b、被支持部73d、クリーニング枠体71の駆動側ボス71a、非駆動側突部71fと非駆動側ボス71gがそれぞれ設けられている。そして、被支持部73bが駆動側第1支持部15a、被支持部73dが駆動側第2支持部15bにより支持され、駆動側ボス71aが回転支持部15cにより支持される。また、非駆動側突部71fが非駆動側第1支持部16aと非駆動側第2支持部16bにより支持され、非駆動側ボス71gが回転支持部16cにより支持される。このような支持構成により、装置本体Aに装着されたカートリッジBは、装置本体A内で位置決めされる。
<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11、図13、図15、図19、図20、図21、図22を用いて説明する。図11は、カートリッジBの模式的断面図、図15は、画像形成装置本体の開閉扉を開き、トレイに装着されたプロセスカートリッジを画像形成装置本体へ装着する際の斜視図である。
図19、図20、図21、図22は、カートリッジBの構成を説明する斜視分解図である。図20及び図22は、図19及び図21の点線部内の箇所を、角度を変えて拡大した部分拡大図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
次にカートリッジBの全体構成について図11、図13、図15、図19、図20、図21、図22を用いて説明する。図11は、カートリッジBの模式的断面図、図15は、画像形成装置本体の開閉扉を開き、トレイに装着されたプロセスカートリッジを画像形成装置本体へ装着する際の斜視図である。
図19、図20、図21、図22は、カートリッジBの構成を説明する斜視分解図である。図20及び図22は、図19及び図21の点線部内の箇所を、角度を変えて拡大した部分拡大図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
カートリッジBは、クリーニングユニット60と、現像ユニット20を有する。なお、一般には、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、を一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体に対して着脱可能としたものである。本発明においては、プロセスカートリッジは、本発明に従うクリーニングユニット60を少なくとも有する。
図11に示すように、クリーニングユニット60は、ドラム62と、帯電ローラ66と、クリーニング部材77と、これらを支持するクリーニング枠体71と、クリーニング枠体71に溶着等で固定された蓋部材72を有する。クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接し
ている。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
ている。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
また、図11に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。
ドラム62は、駆動源である本体駆動モータ(不図示)から駆動力を受けることにより、画像形成動作に応じて、図中矢印R方向に回転駆動される。
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向(ドラム62の回転軸線方向と略平行)の両端部において、帯電ローラ軸受67を介し、クリーニングユニット60に回転可能に取り付けられている。帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67が付勢部材68によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
図11に示すように、現像ユニット20は、現像ローラ32と、現像ローラ32を支持する現像容器23と、現像ブレード42等を有する。現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられている。
ここで、現像ローラ32の直径はφ14、φ16、φ18、φ20が適用できる。一般的に、現像ローラ32の直径が大きくなるほど、現像ローラ32の強度が増し、ドラム62との周速差が少なくなるため、画質が良くなる。
また現像ユニット20において、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。図20、図22に示すように、現像ローラ32には間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部に取り付けられており、間隔保持部材38とドラム62が当接することで、現像ローラ32はドラム62と微少隙間をもって保持される。また、図11に示すように、現像ユニット20からトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するように底部材22の縁部に設けられている。更に、現像容器23と底部材22によって形成されたトナー室29には、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50が設けられている。第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50は、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。
図19、図21に示すように、カートリッジBは、クリーニングユニット60と現像ユニット20を合体して構成される。
クリーニングユニット60には、クリーニング枠体71、蓋部材72、ドラム62、ドラム62を回転支持するためのドラム軸受73及びドラム軸78が設けられている。図22に示すように、駆動側においては、ドラム62は、駆動側に設けられた駆動側ドラムフランジ63がドラム軸受73の穴部73aにより回転可能に支持される。一方、図20に示すように、非駆動側は、クリーニング枠体71に設けられた穴部71cに圧入されたドラム軸78が、非駆動側ドラムフランジ64の穴部(不図示)を回転可能に支持する構成となっている。
図11、図19、図21に示すように、一方、現像ユニット20は、底部材22、現像容器23、駆動側現像サイド部材26、現像ブレード42、現像ローラ32等からなる。また現像ローラ32は、両端に設けられた軸受部材27、37により回転可能に現像容器23に取り付けられている。
そして、図20、図22に示すように、クリーニングユニット60と現像ユニット20を結合ピン69で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。
<トナー残量検知構成>
次に図11を用いて、トナー室29内のトナーTの残量検知構成の詳細を説明する。図11(b)は、カートリッジBの模式的断面図である図11(a)中の四角で囲んだ領域(トナー室29の底部周辺)を拡大した図である。
本実施例では、トナー室29の底部に配置された、第1の導電部材51と第2の導電部材52との間、第3の導電部材53と第4の導電部材54との間、及び第5の導電部材55と第6の導電部材56との間の静電容量を測定することで、トナーTの残量を検出する。
トナー室29において、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50は、トナー室29のトナー供給室28側から奥側に向かって順に配置され、それぞれ図11中の時計回り方向に回転する。
次に図11を用いて、トナー室29内のトナーTの残量検知構成の詳細を説明する。図11(b)は、カートリッジBの模式的断面図である図11(a)中の四角で囲んだ領域(トナー室29の底部周辺)を拡大した図である。
本実施例では、トナー室29の底部に配置された、第1の導電部材51と第2の導電部材52との間、第3の導電部材53と第4の導電部材54との間、及び第5の導電部材55と第6の導電部材56との間の静電容量を測定することで、トナーTの残量を検出する。
トナー室29において、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50は、トナー室29のトナー供給室28側から奥側に向かって順に配置され、それぞれ図11中の時計回り方向に回転する。
<トナー収納室の凹部の構成>
図11に示すように、底部材22のトナー室29の底面をなす面における第1搬送部材43に対応する位置に、凹部22aが形成され、凹部22aを形成する壁22a1及び壁22a2には、それぞれ第1の導電部材51及び第2の導電部材52が配設される。ここで、壁22a1は、凹部22aにおける第1搬送部材43の回転方向下流側の壁で、壁22a2は、凹部22aにおける第1搬送部材43の回転方向上流側の壁である。
図11に示すように、底部材22のトナー室29の底面をなす面における第1搬送部材43に対応する位置に、凹部22aが形成され、凹部22aを形成する壁22a1及び壁22a2には、それぞれ第1の導電部材51及び第2の導電部材52が配設される。ここで、壁22a1は、凹部22aにおける第1搬送部材43の回転方向下流側の壁で、壁22a2は、凹部22aにおける第1搬送部材43の回転方向上流側の壁である。
同様に、底部材22のトナー室29の底面をなす面における第2搬送部材44に対応する位置に、凹部22bが形成され、凹部22bを形成する壁22b1及び壁22b2には、それぞれ第3の導電部材53及び第4の導電部材54が配設される。ここで、壁22b1は、凹部22bにおける第2搬送部材44の回転方向下流側の壁で、壁22b2は、凹部22bにおける第2搬送部材44の回転方向上流側の壁である。
同様に、底部材22のトナー室29の底面をなす面における第3搬送部材45に対応する位置には、凹部22cが形成され、凹部22cを形成する壁22c1及び壁22c2には、それぞれ第5の導電部材55及び第6の導電部材56が配設される。ここで、壁22c1は、凹部22cにおける第3搬送部材50の回転方向下流側の壁で、壁22c2は、凹部22cにおける第3搬送部材50の回転方向上流側の壁である。
第1の導電部材51及び第2の導電部材52が、各搬送部材の回転軸に垂直な断面(図11)において成す角度は、トナーTが通常ほぼ自然に落下していく角度以上とする。第3の導電部材53及び第4の導電部材54が成す角度、第5の導電部材55及び第6の導電部材56が成す角度も同様である。
<凹部へのトナー出入りの説明>
次に、第1搬送部材43による凹部22aへのトナーTの出入りの状態を、図23を用いて説明する。第2搬送部材44による凹部22bへのトナーTの出入りの状態、及び第3搬送部材50による凹部22cへのトナーTの出入りの状態は同様のため、ここでは説明を割愛する。
また、第1搬送部材43は、搬送シート43aを搬送軸43bにインサート成形により一体的に形成したものとなっており、第2搬送部材44、第3搬送部材50も同様の構成である。
次に、第1搬送部材43による凹部22aへのトナーTの出入りの状態を、図23を用いて説明する。第2搬送部材44による凹部22bへのトナーTの出入りの状態、及び第3搬送部材50による凹部22cへのトナーTの出入りの状態は同様のため、ここでは説明を割愛する。
また、第1搬送部材43は、搬送シート43aを搬送軸43bにインサート成形により一体的に形成したものとなっており、第2搬送部材44、第3搬送部材50も同様の構成である。
図23(a)は、第1搬送部材43の搬送シート43aが図示矢印Wの方向に回転する
ことによって、トナーTが上方に持ち上げられ、凹部22aにトナーTが入り始める状態を示している。このとき凹部22aにはトナーTが無い状態である。
ことによって、トナーTが上方に持ち上げられ、凹部22aにトナーTが入り始める状態を示している。このとき凹部22aにはトナーTが無い状態である。
さらに搬送シート43aが矢印Wの方向に回転し、図23(b)に示すように、凹部22aにはトナーTで満たされている状態となる。このとき、凹部22a内のトナーTは、搬送シート43aに押圧され、凹部22a内で保持された状態となる。
そして、図23(c)に示すように、搬送シート43aが凹部22aを通過し終える位相に到達する。搬送シート43aが凹部22aを通過すると、凹部22a内のトナーTは自重で落下し、同時に搬送シート43a上に残っているトナーTは、トナー供給室28へと搬送される。このとき、凹部22aにはトナーTが無い状態となっている。
その後、搬送シート43aが矢印Wの方向に回転し、再び図23(a)の搬送シート43aの位相になる。このように、搬送シート43aが矢印Wの方向に回転することで、図23(a)→(b)→(c)の順で凹部22aにトナーTが出入りする。
<導電部材の配置>
本実施例では、第1の導電部材51及び第2の導電部材52は、それぞれ現像ローラ23の軸線方向に対して略平行に延びるように設けられるとともに、互いに離間して配設される。また、第1の導電部材51及び第2の導電部材52は、トナー室29の長手方向両端部まで延びている。すなわち、凹部22aもトナー室29の長手方向両端部まで延びている。
本実施例では、第1の導電部材51及び第2の導電部材52は、それぞれ現像ローラ23の軸線方向に対して略平行に延びるように設けられるとともに、互いに離間して配設される。また、第1の導電部材51及び第2の導電部材52は、トナー室29の長手方向両端部まで延びている。すなわち、凹部22aもトナー室29の長手方向両端部まで延びている。
一般的に、対向する導電部材の面積が広くなると、静電容量の値は大きくなる。そのため、第1の導電部材51及び第2の導電部材52を長手端部まで延ばすことで導電部材の面積が広くなり、第1の導電部材51と第2の導電部材52の間をトナーTが通過することによる静電容量の変化量の値が大きくなる。静電容量変化の値を大きくとることで、トナーT残量を精度良く検知することができる。
第3の導電部材53及び第4の導電部材54、第5の導電部材55及び第6の導電部材56も同様に構成されている。
<トナー残量検知方法>
トナーTの残量検知方法を、図24を用いて説明する。図24は、静電容量変化に基づく出力電圧の波形図である。
トナーTの残量検知方法を、図24を用いて説明する。図24は、静電容量変化に基づく出力電圧の波形図である。
トナーTの誘電率は、空気の誘電率よりも高いため、第1の導電部材51と第2の導電部材52との間にトナーTが入ると、静電容量が増加する。搬送シート43aにより搬送されたトナーTが、第1の導電部材51と第2の導電部材52の間を通過するときに静電容量が増加し、搬送シート43aが凹部22aを通過後、第1の導電部材51と第2の導電部材52との間のトナーが自重により落下し、静電容量が減少する。
ここで、例えば、第1の導電部材51に電圧を印加したときに第2の導電部材52から出力される電圧を取得することで、トナーT通過による静電容量の変化に基づく電圧変化を検知することができる。図24では、第1の導電部材51と第2の導電部材52との間にトナーTが入ると静電容量が増加するともに出力電圧が減少し、第1の導電部材51と第2の導電部材52との間にトナーTが無くなると静電容量が減少するととともに出力電圧が増加することを示している。
以上説明したように、凹部22aに配設された第1の導電部材51と第2の導電部材5
2との間をトナーが通過することで静電容量が変化し、静電容量変化に基づく出力電圧の波形から、凹部22aにトナーが有る状態の時間幅を計測することによって、トナー残量を推定することができる。
2との間をトナーが通過することで静電容量が変化し、静電容量変化に基づく出力電圧の波形から、凹部22aにトナーが有る状態の時間幅を計測することによって、トナー残量を推定することができる。
このとき、誘電率の低いトナーであっても、出力電圧の変化が生じ、凹部22aにトナーが有る状態の時間幅を計測できるため、安定したトナー残量検知が可能となる。
さらに、高速化によって、トナー飛散が悪化する場合においても、飛散するトナーの量は、搬送シート43aによって第1の導電部材51と第2の導電部材52との間に入れられるトナーの量に対して微小量のため、飛散するトナーの静電容量変化に与える影響は小さい。よって、高速化しても安定したトナー残量検知が可能となる。
さらに、高速化によって、トナー飛散が悪化する場合においても、飛散するトナーの量は、搬送シート43aによって第1の導電部材51と第2の導電部材52との間に入れられるトナーの量に対して微小量のため、飛散するトナーの静電容量変化に与える影響は小さい。よって、高速化しても安定したトナー残量検知が可能となる。
本実施例に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
<実施例6>
次に、本発明の実施例6の形態を図面に基づいて説明する。
実施例6に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例6の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例6においては、前述した実施例5と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例5と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の実施例6の形態を図面に基づいて説明する。
実施例6に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例6の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例6においては、前述した実施例5と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例5と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
<現像ユニットの支持、加圧構成>
以下に、図19、図20、図21、図22、図25、図26を用いて本実施例における現像加圧構成について説明する。
図25は、カートリッジBにおけるリンク部材39周辺の断面図、図26はカートリッジBの側面図である。
以下に、図19、図20、図21、図22、図25、図26を用いて本実施例における現像加圧構成について説明する。
図25は、カートリッジBにおけるリンク部材39周辺の断面図、図26はカートリッジBの側面図である。
図19、図20、図21、図22に示すように、現像ユニット20の長手方向両端部には、現像容器23に第1支持穴23a、リンク部材39に第2支持穴39aが設けられている。また、クリーニングユニット60の長手方向両端部には、クリーニング枠体71に第1吊り穴71i、第2吊り穴71jが設けられている。第1吊り穴71i、第2吊り穴71jに圧入固定された結合ピン69と現像容器23の第1支持穴23a、リンク部材39の第2支持穴39aが嵌合することにより、クリーニングユニット60と現像ユニット20は、リンク部材39を介して、互いに回動可能に連結される。
さらに、リンク部材39は、円形状の開口である穴部39cを有する。この穴部39cに現像ユニット20の軸受部材37に形成された軸部37aが回転可能に嵌合する。
つまり、図25に示すように、リンク部材39の穴部39cが軸受部材37の軸部37aと結合し、リンク部材39の第2支持穴39aがクリーニング枠体71の第2吊り穴71jと結合ピン69によって結合することで、リンク部材39は、現像ユニット20、クリーニングユニット60の両ユニットに、それぞれ回転可能に結合する。
以上まとめると、本実施例のカートリッジBは、駆動側において現像ユニット20は一点を中心としてクリーニングユニット60に対して回動可能となる。一方、非駆動側においてはリンク部材39が現像ユニット60とクリーニングユニット60を結合し、二節リンク機構を形成する。
次に、現像ユニット20の加圧構成について図20、図22、図26を用いて説明する。
図22に示すように、駆動側付勢部材46Rは、第1穴部46Raがドラム軸受73のボス73cに掛けられ、第2穴部46Rbが駆動側現像サイド部材26のボス26aに掛けられている。
また図20、図26に示すように、非駆動側付勢部材46Fは、第1穴部46Faがクリーニング枠体71のボス71kに掛けられ、第2穴部46Fbがリンク部材39のボス39bに掛けられている。
また図20、図26に示すように、非駆動側付勢部材46Fは、第1穴部46Faがクリーニング枠体71のボス71kに掛けられ、第2穴部46Fbがリンク部材39のボス39bに掛けられている。
図26に示すように、駆動側付勢部材46R、非駆動側付勢部材46Fは引っ張りバネで形成されており、このバネの付勢力Kにより、現像ユニット20をクリーニングユニット60に付勢させる分力K1が働くことで現像ローラ32をドラム62の方向へ確実に押し付けるよう構成する。
そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38によって、現像ローラ32はドラム62から所定の間隔をもって保持される。
以上説明したように、現像ユニット60とクリーニングユニット60を、リンク部材39を介して結合し付勢力を与えることで、カートリッジBの各部材に生じた寸法の誤差を吸収し、かつ現像ローラ23をドラム62に対して安定して付勢することができる。
本実施例に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
例えば、現像ユニット60とクリーニングユニット60との結合、及びリンク部材39との結合を、軸部と穴部との関係を逆転させても同様の効果が期待できる。
<実施例7>
次に、本発明の実施例7の形態を図面に基づいて説明する。
実施例7に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例7の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例7においては、前述した実施例5、及び実施例6と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例5、6と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の実施例7の形態を図面に基づいて説明する。
実施例7に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例7の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例7においては、前述した実施例5、及び実施例6と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例5、6と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
以下に、図13、図15、図16、図27、図28、図29を用いて本実施例で廃トナー送り構成について説明する。
図27は、カートリッジBにおける廃トナー搬送部構成を説明する分解斜視図である。
図28は、カートリッジBにおける廃トナー搬送部構成の模式的断面図である。
図29は、カートリッジBにおける廃トナー搬送部構成のシャッタ部の開閉動作を説明する斜視図である。
図27は、カートリッジBにおける廃トナー搬送部構成を説明する分解斜視図である。
図28は、カートリッジBにおける廃トナー搬送部構成の模式的断面図である。
図29は、カートリッジBにおける廃トナー搬送部構成のシャッタ部の開閉動作を説明する斜視図である。
<廃トナー搬送部構成>
図13は、クリーニング枠体71の構成を説明する図であり、(a)は、(b)のXX断面に対応するクリーニング枠体71を上方から見たときの断面図であり、(b)はクリーニング枠体71(カートリッジB)の側面図である。図13、図15に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、廃トナー搬送部材としての第1スクリュー86、第2スクリュー87、第3スクリュー88によって搬
送され、クリーニング枠体71と蓋部材72によって形成された廃トナー室71bに溜められる。
なお、図13において、符号80はスクリュー軸受、符号90はサイドカバーである。
図13は、クリーニング枠体71の構成を説明する図であり、(a)は、(b)のXX断面に対応するクリーニング枠体71を上方から見たときの断面図であり、(b)はクリーニング枠体71(カートリッジB)の側面図である。図13、図15に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、廃トナー搬送部材としての第1スクリュー86、第2スクリュー87、第3スクリュー88によって搬
送され、クリーニング枠体71と蓋部材72によって形成された廃トナー室71bに溜められる。
なお、図13において、符号80はスクリュー軸受、符号90はサイドカバーである。
また、図13、図15に示すように、第4スクリュー89によって、廃トナーボックス18aに溜められる。
図16に示すように、廃トナーボックス18aは、装置本体Aのトレイ18に対して着脱方向Fに沿って着脱可能である。
図16に示すように、廃トナーボックス18aは、装置本体Aのトレイ18に対して着脱方向Fに沿って着脱可能である。
また、第1スクリュー86は、(不図示の)ギアによって、図17中に示すカップリング21から駆動を伝達されて回転する。そして、第2スクリュー87は第1スクリュー86から、第3スクリュー88は第2スクリュー87から、第4スクリュー89は第2スクリュー87からそれぞれ駆動力を受けて回転する。
第1スクリュー86はドラム62の近傍に、第2スクリュー87及び第4スクリュー89はクリーニング枠体71の長手方向端部に、第3スクリュー88は廃トナー室71bに、それぞれ配置されている。ここで、第1スクリュー86、第3スクリュー88、第4スクリュー89の回転軸線は、ドラム62の回転軸線と平行であり、第2スクリュー87の回転軸線は、ドラム62の回転軸線と直交している。
<第4スクリュー89付近の廃トナー搬送部構成>
次に、カートリッジBの第4スクリュー89からからパイプ93までの廃トナー搬送部の構成について、図15、図27、図28を用いて説明する。
次に、カートリッジBの第4スクリュー89からからパイプ93までの廃トナー搬送部の構成について、図15、図27、図28を用いて説明する。
図15、図28に示すようにドラム62から剥ぎ取られた転写残トナーである廃トナーは、第3カップリング部材91、カップリングバネ98、第4カップリング部材92、パイプ93を介して本体廃トナーボックス18aへと搬送される。
ここで、図27に示すように、第3カップリング部材91、カップリングバネ98、第4カップリング部材92、カップリング受け97、パイプ93は略同一軸線上に配置されている。
ここで、図27に示すように、第3カップリング部材91、カップリングバネ98、第4カップリング部材92、カップリング受け97、パイプ93は略同一軸線上に配置されている。
図27、図28に示すように、第3カップリング部材91は、前述した第4スクリュー89と係合して回転する突起形状の駆動ピン91aを複数備える。また、第3カップリング部材91は、第二カップリング部材92に駆動を伝えるための2つの突起形状の駆動爪91bを備える。
駆動爪91bがカップリング受け97の円筒部97a内径部に嵌め込まれ、第3カップリング部材91は回転可能に支持されている。駆動爪91bは、円筒形状の一部を切り欠いた形状となっている。また、第4カップリング部材92には、第3カップリング部材91の駆動爪91bから回転駆動を受ける駆動爪92aが2箇所設けられている。第4カップリング部材92は、駆動爪92aの対向方向に溝部92bが設置されている。
駆動爪92aも、円筒形状の一部を切り欠いた形状となっている。そして、駆動爪92aの外径寸法は駆動爪91bと略同一である。図27に示すように、駆動爪92aが第3カップリング部材91の駆動爪91bと対向するように、第4カップリング部材92はカップリング受け97の円筒部97aに挿入される。
また、図27、図28に示すように、付勢部材としてのカップリングバネ98は、折り曲げ形状98aと円筒形状98bを有するねじりコイルばねである。カップリングバネ98が第4カップリング部材92へ挿入されると、折り曲げ形状98aが溝部92bに嵌ま
り込む。
さらに、カップリングバネ98の円筒形状98bが第3カップリング部材91の溝部91cに係合(嵌合)する。この時、カップリングバネ98は、自由長より引き延ばされた状態となる。言い換えると、カップリングバネ98は縮む方向に付勢力を与える状態となる。
これにより、第3カップリング部材91と第4カップリング部材92は、互いが引き合う方向に付勢される。この付勢力によって、第3カップリング部材91は、カップリング受け部97と突き当たった状態で支持される。
り込む。
さらに、カップリングバネ98の円筒形状98bが第3カップリング部材91の溝部91cに係合(嵌合)する。この時、カップリングバネ98は、自由長より引き延ばされた状態となる。言い換えると、カップリングバネ98は縮む方向に付勢力を与える状態となる。
これにより、第3カップリング部材91と第4カップリング部材92は、互いが引き合う方向に付勢される。この付勢力によって、第3カップリング部材91は、カップリング受け部97と突き当たった状態で支持される。
また、第4カップリング部材92は、カップリング受け部97の円筒形状97aの先端部と駆動爪92aに設けられた突起部92cが突きあたる。そして、カップリングバネ98の付勢力を受けた状態で位置決め支持される。
つまり、カップリングバネ98に付勢された状態で、第3カップリング部材91と第4カップリング部材92は、カップリング受け97の円筒部97a内周に駆動爪91b、92aを介して回転可能に支持されている。
つまり、カップリングバネ98に付勢された状態で、第3カップリング部材91と第4カップリング部材92は、カップリング受け97の円筒部97a内周に駆動爪91b、92aを介して回転可能に支持されている。
<廃トナー搬送部のシャッタ構成>
次に、廃トナー搬送部に設置されたシャッタ95の装着時の動きについて、図27、図29を用いて説明する。図29は、廃トナー搬送部のシャッタ構成の動作を説明する斜視図である。
次に、廃トナー搬送部に設置されたシャッタ95の装着時の動きについて、図27、図29を用いて説明する。図29は、廃トナー搬送部のシャッタ構成の動作を説明する斜視図である。
ここで、図27に示すように、パイプ93には、軸線方向と交わる方向に突出した凸形状のガイド部93a、93bが円筒部93cに設けられている。また、シャッタ95には、溝部95a、95bが配置されている。
図29(a)に示すように、シャッタ95は溝部95a、95bを凸形状のガイド部93a、93bにガイドされる状態で係合し、矢印N方向に移動可能に支持される。
また、シャッタ95は、廃トナー排出口(不図示)を封止するためのシール部材94を備える。シャッタ95は、シール部材94が排出口に押しつぶされる状態で軸部95dに嵌められたシャッタバネ96によって付勢支持されている。
シャッタ95は、シャッタバネ96の付勢力によって、突き当て部95cが、パイプ93の突き当て部93dに突き当たる。これにより、シャッタ95は、パイプ93によって位置決め支持される。
このため、パイプ93の排出口は、シール部材94によって隙間なく塞がれ、排出口の封止が可能となっている。
このため、パイプ93の排出口は、シール部材94によって隙間なく塞がれ、排出口の封止が可能となっている。
また、図29(b)に示すように、カートリッジBの装置本体Aへの装着時に、シャッタ95は装置本体Aに設けられたシャッタ押圧部(不図示)によって、矢印Nとは反対方向へ移動する。このように、シャッタ95は廃トナー排出口を開閉可能に設けられている。
シャッタ95は、矢印Nとは反対方向へ移動することで、パイプ93の排出口が解放され、装置本体Aに設けられた廃トナーボックス18aの開口18bと連通し、廃トナー搬送部内の廃トナーは矢印G方向に落下し、廃トナーボックス18a内に溜められる。
以上説明したように、廃トナーボックスを装置本体内に着脱可能に設けることで、ユーザによって、溜まった廃トナーを廃棄し、かつ容易に交換することができる。
なお、本実施例においては、搬送された廃トナーを画像形成装置本体の駆動側に設けた廃トナーボックスに回収する例を説明したが、この限りではない。例えば、該廃トナーボックスを画像形成装置本体の非駆動側に設け、スクリュー等の搬送部材によって搬送された廃トナーを回収する構成を用いても同様の効果が期待できる。
また、本実施例では搬送部材としてスクリューを用いたが、搬送力を持つねじりコイルばね形状や、不連続な羽根形状を持つような水平搬送が出来る他の構成であってもよい。
また、本実施例では駆動爪は円筒の一部が切り欠いた形状と説明したが、これらの形状は互いに駆動力を伝達しながらも、位相のずれに対して許容できる形状であればよく、本実施例の形状に限るものではない。
<実施例8>
[電子写真画像形成装置]
先ず、本発明に係る電子写真画像形成装置(画像形成装置)の一実施例の全体構成について図30、図31を用いて説明する。
図30は、本発明を適用可能な実施例に係る電子写真画像形成装置の概略断面図である。
図31は、本発明を適用可能な実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。
実施例8に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例8の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
[電子写真画像形成装置]
先ず、本発明に係る電子写真画像形成装置(画像形成装置)の一実施例の全体構成について図30、図31を用いて説明する。
図30は、本発明を適用可能な実施例に係る電子写真画像形成装置の概略断面図である。
図31は、本発明を適用可能な実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。
実施例8に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例8の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
画像形成装置100は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。
本実施例では、第1〜第4の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、Y、M、C、Kは省略して、総括的に説明する。
本実施例では、第1〜第4の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、Y、M、C、Kは省略して、総括的に説明する。
本実施例では、画像形成装置100は、4個の像担持体としての電子写真感光体(以下、感光体ドラム)1(1Y、1M、1C、1K)を有する。感光体ドラム1は、図示矢印A方向に回転する。感光体ドラム1の周囲には帯電ローラ2(図31)及びスキャナユニット(露光装置)3が配置されている。
ここで、帯電ローラ2は、感光体ドラム1の表面を均一に帯電する帯電手段である。そして、スキャナユニット3は、画像情報に基づきレーザを照射して感光体ドラム1上に静電像(静電潜像)を形成する露光手段である。又、感光体ドラム1の周囲には、現像装置(以下、現像ユニット)4(4Y、4M、4C、4K)及びクリーニング手段としてのクリーニングブレード6(6Y、6M、6C、6K)が配置されている。
更に、4個の感光体ドラム1に対向して、感光体ドラム1上のトナー像を記録材12に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト5が配置されている。
また、本実施例では、現像ユニット4は、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーT(TY、TM、TC、TK)を用いる。本実施例では、現像ユニット4は、現像剤担持体としての現像ローラ22(図31)を感光体ドラム1に対して接触させて接触現像を行うものである。
本実施例では、感光体ドラム1と、帯電ローラ2、および、クリーニングブレード6と
、感光体ドラム1上に残留している転写残トナー(廃トナー)を収容する除去現像剤収容部(以下廃トナー収容部と称す)14a(14aY、14aM、14aC、14aK)を有する、感光体ユニット13(13Y、13M、13C、13K)を形成している。
、感光体ドラム1上に残留している転写残トナー(廃トナー)を収容する除去現像剤収容部(以下廃トナー収容部と称す)14a(14aY、14aM、14aC、14aK)を有する、感光体ユニット13(13Y、13M、13C、13K)を形成している。
本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ7は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ7内には、それぞれイエロー(TY)、マゼンタ(TM)、シアン(TC)、ブラック(TK)の各色のトナーT(TY、TM、TC、TK)が収納されている。
中間転写ベルト5は、全ての感光体ドラム1に当接し、図示矢印B方向に回転する。中間転写ベルト5は、複数の支持部材(駆動ローラ26、二次転写対向ローラ27、従動ローラ28)に掛け渡されている。
中間転写ベルト5の内周面側には、各感光体ドラム1に対向するように、一次転写手段としての、4個の一次転写ローラ8(8Y、8M、8C、8K)が並設されている。又、中間転写ベルト5の外周面側において二次転写対向ローラ27に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ9が配置されている。
[画像形成プロセス]
画像形成時には、先ず、感光体ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット3から発された画像情報に応じたレーザ光によって、帯電した感光体ドラム1の表面が走査露光され、感光体ドラム1上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム1上に形成された静電潜像は、現像ユニット4によってトナー像として現像される。感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ8の作用によって中間転写ベルト5上に転写(一次転写)される。
画像形成時には、先ず、感光体ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット3から発された画像情報に応じたレーザ光によって、帯電した感光体ドラム1の表面が走査露光され、感光体ドラム1上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム1上に形成された静電潜像は、現像ユニット4によってトナー像として現像される。感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ8の作用によって中間転写ベルト5上に転写(一次転写)される。
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第1〜第4の画像形成部SY、SM、SC、SKにおいて順次に行われ、中間転写ベルト5上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。その後、中間転写ベルト5の移動と同期して記録材12が二次転写部へと搬送される。そして、記録材12を介して中間転写ベルト5に当接している二次転写ローラ9の作用によって、中間転写ベルト5上の4色トナー像は、一括して記録材12上に二次転写される。
トナー像が転写された記録材12は、定着手段としての定着装置10に搬送される。定着装置10において記録材12に熱及び圧力を加えられることで、記録材12にトナー像が定着される。
一次転写工程後に感光体ドラム1上に残留した一次転写残トナーは、クリーニングブレード6によって除去される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト5上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置11によって除去される。
除去された転写残トナー(廃トナー)は、画像形成装置100の廃トナーボックス(不図示)に排出される。
除去された転写残トナー(廃トナー)は、画像形成装置100の廃トナーボックス(不図示)に排出される。
画像形成装置100は、所望の単独又はいくつか(全てではない)の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
[プロセスカートリッジ]
次に、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジ7の全体構成について、図31を用いて説明する。
図31は、本発明を適用可能な実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。
次に、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジ7の全体構成について、図31を用いて説明する。
図31は、本発明を適用可能な実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。
プロセスカートリッジ7は、後述するが感光体ユニット13と感光体ユニット13に対し揺動可能に連結された現像ユニット4からプロセスカートリッジ7(7Y、7M、7C、7K)を形成している。プロセスカートリッジ7は、画像形成装置100に着脱可能となっている。
現像ユニット4は、現像ユニット4内の各種要素を支持する現像枠体18を有する。現像ユニット4には、感光体ドラム1と接触して矢印D方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ22が設けられている。現像ローラ22は、その長手方向(回転軸線方向)の両端部において、軸受を介して回転可能に現像枠体18に支持されている。
また、現像ユニット4は、現像剤収納室(以下、現像剤収納部)18aと、現像ローラ22が配設された現像室18bと、現像剤収納部18aと現像室18bとを連通する開口18cを有する。本実施例では、現像室18bは現像剤収納部18aの上方に位置する。
現像室18bには、現像ローラ22に接触して回転する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ20と現像ローラ22のトナー層を規制するための現像剤規制部材としての現像ブレード21が配置されている。
現像室18bには、現像ローラ22に接触して回転する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ20と現像ローラ22のトナー層を規制するための現像剤規制部材としての現像ブレード21が配置されている。
また、現像枠体18の現像剤収納部18aには、収納されたトナーTを撹拌するとともに、開口18cを介して、前記トナー供給ローラ20へトナーを搬送するための撹拌部材23が設けられている。撹拌部材23は、現像ローラ22の回転軸方向に平行な回転軸23aと、一端が回転軸23aに取り付けられ、トナーを撹拌搬送する、可撓性を有するシート状部材である撹拌シート23bを有する。
撹拌シート23bは、現像剤収納部18aの内壁面に当接して、撹拌シート23bが撓んだ状態で撹拌部材23が回転する(矢印F方向)。現像剤収納部18aには、撹拌シート23bが撓み状態から解放される解放位置18eを有している。撹拌シート23bは解放位置18eを通過する時に、撹拌シート23bが撓み状態から解放される力によって撹拌シート23b上に乗ったトナーを跳ね上げ、開口18cを介して現像室18b内のトナー供給ローラ20へ搬送する。
感光体ユニット13は、感光体ユニット13内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体14を有する。クリーニング枠体14には、軸受部材(不図示)を介して感光体ドラム1が矢印A方向に、回転可能に取り付けられている。
また、クリーニング枠体14には、帯電ローラ軸受15が、帯電ローラ2の回転中心と感光体ドラム1の回転中心とを通る線に沿って、取り付けられている。ここで、帯電ローラ軸受15は、矢印C方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ2は、帯電ローラ軸受15に回転可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ軸受15は、付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ16により感光体ドラム1に向かって付勢される。
また、クリーニングブレード6は、一次転写後に感光体ドラム1の表面に残った転写残トナー(廃トナー)を除去するための弾性部材6aと、弾性部材を支持するための支持部材6bとが一体に形成されている。
クリーニングブレード6によって感光体ドラム1の表面から除去された廃トナーは、クリーニングブレード6とクリーニング枠体14により形成される空間を重力方向に落下し、廃トナー収容部14a内に収容される。
クリーニングブレード6によって感光体ドラム1の表面から除去された廃トナーは、クリーニングブレード6とクリーニング枠体14により形成される空間を重力方向に落下し、廃トナー収容部14a内に収容される。
[現像ユニットの駆動構成]
現像ユニット4の構成を図32を用いて説明する。
図32は、本発明を適用可能な実施例に係る現像ユニットの斜視図である。
現像ユニット4の構成を図32を用いて説明する。
図32は、本発明を適用可能な実施例に係る現像ユニットの斜視図である。
現像ユニット4には、前述したトナー供給ローラ20へ回転を伝達するために画像形成装置100からの駆動を受け取るトナー供給ローラ駆動カップリング29が配置されている。また、このトナー供給ローラ駆動カップリング29から現像ローラギア30を介して、現像ローラ22が回転する。
前述した撹拌部材23の回転もトナー供給ローラ駆動カップリング29からギア31、ギア32を介して回転する構成である。
前述した撹拌部材23の回転もトナー供給ローラ駆動カップリング29からギア31、ギア32を介して回転する構成である。
現像ローラ22の軸線方向一端側において、トナー供給ローラ20軸端にトナー供給ローラ駆動カップリング29が取り付けられ、現像ローラ22軸端に現像ローラギア30が取り付けられる。
ギア31、ギア32は、現像ローラ22軸線方向一端側に設けられた軸受部材33に取り付けられる。そして、サイドカバー34が取り付けられる。(図32(a))
サイドカバー34を取り付けた際にサイドカバー34に設けられている穴34dをトナー供給ローラ駆動カップリング29が貫通するため、トナー供給ローラ駆動カップリング29はサイドカバー34の側面へ露出する。(図32(b))
ギア31、ギア32は、現像ローラ22軸線方向一端側に設けられた軸受部材33に取り付けられる。そして、サイドカバー34が取り付けられる。(図32(a))
サイドカバー34を取り付けた際にサイドカバー34に設けられている穴34dをトナー供給ローラ駆動カップリング29が貫通するため、トナー供給ローラ駆動カップリング29はサイドカバー34の側面へ露出する。(図32(b))
現像ローラ22の軸線方向一端側には現像ユニット4へ画像形成装置100から電気を供給するために画像形成装置100と接する接点35a、35b、35cが配置されている。接点35a、35b、35cは、サイドカバー34を取り付けた際にサイドカバー34に設けられている穴34a、34b、34cを通過するのでサイドカバー34の側面へ露出する。(図32(b))
以上をまとめると本実施例の現像ユニット4は、画像形成装置100からの駆動を受け取るトナー供給ローラ駆動カップリング29と現像ユニット4を駆動するためのギア類と画像形成装置100から電気を供給する接点が現像ローラ22の軸線方向の一端側へ集約した構成となっている。
[現像ユニットと感光体ユニットの連結]
現像ユニット4と感光体ユニット13の連結について図33を用いて説明する。
図33は、本実施例に係るトナーカートリッジの分解斜視図である。
現像ユニット4と感光体ユニット13の連結について図33を用いて説明する。
図33は、本実施例に係るトナーカートリッジの分解斜視図である。
現像ユニット4の現像ローラ22の軸線方向一端側には、現像容器18に第1支持穴18rがあり、軸線方向他端側にはリンク部材38が取り付く取付け部18bがある。
リンク部材38には、取付け部18bに取付けられる取付け穴38bと、第2支持穴38fと、が設けられている。
また、感光体ユニット13のクリーニング枠体14には、現像ローラ22軸線方向一端側に第1吊り穴(不図示)が設けられ、軸線方向他端側に第2吊り穴14fが設けられている。
リンク部材38には、取付け部18bに取付けられる取付け穴38bと、第2支持穴38fと、が設けられている。
また、感光体ユニット13のクリーニング枠体14には、現像ローラ22軸線方向一端側に第1吊り穴(不図示)が設けられ、軸線方向他端側に第2吊り穴14fが設けられている。
現像ローラ22軸線方向一端側において第1支持穴18rと第1吊り穴(不図示)に結合ピン40rを挿入することで、現像ユニット4と感光体ユニット13は結合ピン40rを中心に回動可能に連結される。
現像ローラ22軸線方向他端側において、取付け部18bにリンク部材38の取り付け穴38bを取付け、そして第2支持穴38fと第2吊り穴14fに結合ピン40fを挿入する。
取付け部18bとリンク部材38の取付け穴38bを中心に現像ユニット4とリンク部材38が回動可能に連結し、結合ピン40fを中心に感光体ユニット13とリンク部材38が回動可能に連結される。現像ユニット4と感光体ユニット13はリンク部材38を介
して連結される。
現像ローラ22軸線方向他端側において、取付け部18bにリンク部材38の取り付け穴38bを取付け、そして第2支持穴38fと第2吊り穴14fに結合ピン40fを挿入する。
取付け部18bとリンク部材38の取付け穴38bを中心に現像ユニット4とリンク部材38が回動可能に連結し、結合ピン40fを中心に感光体ユニット13とリンク部材38が回動可能に連結される。現像ユニット4と感光体ユニット13はリンク部材38を介
して連結される。
図34にプロセスカーロリッジ7を画像形成装置100に着脱する様子を示す。図34は、本実施例に係る電子写真画像形成装置の開閉扉を開いた状態の画像形成装置本体の斜視図である。
上記のプロセスカートリッジ7は、矢印Gで示すように、感光体ドラム1の軸線方向に沿って、画像形成装置100に対して着脱可能である。
上記のプロセスカートリッジ7は、矢印Gで示すように、感光体ドラム1の軸線方向に沿って、画像形成装置100に対して着脱可能である。
<実施例9>
[電子写真画像形成装置の一般的な説明]
以下、本発明の実施例9について図を用いて説明する。
実施例9に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例9の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
[電子写真画像形成装置の一般的な説明]
以下、本発明の実施例9について図を用いて説明する。
実施例9に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例9の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、以下の実施例では画像形成装置として、4個のプロセスカートリッジが着脱可能なフルカラー画像形成装置を例示している。
なお、画像形成装置に装着するプロセスカートリッジの個数はこれに限定されるものではない。必要に応じて適宜設定されるものである。
例えば、モノクロの画像を形成する画像形成装置の場合には、装着されるプロセスカートリッジの個数は1個である。以下説明する実施例では、画像形成装置の一例としてカラーレーザプリンタを例示している。
なお、画像形成装置に装着するプロセスカートリッジの個数はこれに限定されるものではない。必要に応じて適宜設定されるものである。
例えば、モノクロの画像を形成する画像形成装置の場合には、装着されるプロセスカートリッジの個数は1個である。以下説明する実施例では、画像形成装置の一例としてカラーレーザプリンタを例示している。
[画像形成装置の概略構成]
図35は、本実施例に係る、プロセスカートリッジPの着脱過程を示す画像形成装置の斜視図である。図36は、本実施例に係る、画像形成装置の断面概略図である。また、図37は、本実施例に係る、画像形成装置の斜視図である。また、図38は、本実施例のプロセスカートリッジPの断面図である。図39は、本実施例に係る、プロセスカートリッジPを駆動側からみた分解斜視図である。図40は、本実施例に係る、プロセスカートリッジPを非駆動側からみた分解斜視図である。
図35は、本実施例に係る、プロセスカートリッジPの着脱過程を示す画像形成装置の斜視図である。図36は、本実施例に係る、画像形成装置の断面概略図である。また、図37は、本実施例に係る、画像形成装置の斜視図である。また、図38は、本実施例のプロセスカートリッジPの断面図である。図39は、本実施例に係る、プロセスカートリッジPを駆動側からみた分解斜視図である。図40は、本実施例に係る、プロセスカートリッジPを非駆動側からみた分解斜視図である。
図35、図36に示すように、この画像形成装置1は、電子写真画像形成プロセスを用いた4色フルカラーレーザプリンタであり、記録媒体Sにカラー画像形成を行う。画像形成装置1は、プロセスカートリッジ方式であり、プロセスカートリッジPを装置本体2に取り外し可能に装着して、記録媒体Sにカラー画像を形成するものである。
図38、図39、図40に示すように、プロセスカートリッジPは、ドラムカートリッジ8と現像カートリッジ9から成り、それぞれ別体の筐体である。ドラムカートリッジ8と現像カートリッジ9を、それぞれ画像形成装置1に装着することでプロセスカートリッジPとして、画像形成可能となる。ここでは、ドラムカートリッジ8及び現像カートリッジ9を画像形成に必要なカートリッジとして、一体的にプロセスカートリッジPと称す。プロセスカートリッジP及びドラムカートリッジ8及び現像カートリッジ9については、詳しく後述する。
ここで、画像形成装置1に関して、前ドア3を設けた側を正面(前面)、正面と反対側の面を背面(後面)とする。また、画像形成装置1を正面から見て右側を駆動側、左側を非駆動側と称す。図36は画像形成装置1を非駆動側から見た断面図であり、紙面手前が画像形成装置1の非駆動側、紙面右側が画像形成装置1の正面、紙面奥側が画像形成装置1の駆動側となる。
また、図36は、画像形成装置の通常想定される使用状態として、画像形成装置が水平
面上に設置された状態を示しており、図における上方から下方に向かう方向が重力方向(鉛直方向)、図における左右方向が水平方向となる。
また、図36は、画像形成装置の通常想定される使用状態として、画像形成装置が水平
面上に設置された状態を示しており、図における上方から下方に向かう方向が重力方向(鉛直方向)、図における左右方向が水平方向となる。
装置本体2には第1のプロセスカートリッジPY(イエロー)、第2のプロセスカートリッジPM(マゼンタ)、第3のプロセスカートリッジPC(シアン)、第4のプロセスカートリッジPK(ブラック)の4つのプロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)が水平方向に配置されている。
第1〜第4の各プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)は、それぞれ同様の電子写真画像形成プロセス機構を有しており、現像剤の色が各々異なる。第1〜第4のプロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)には装置本体2の駆動出力部から回転駆動力が伝達される。詳細は後述する。
また、第1〜第4の各プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)には装置本体2からバイアス電圧(帯電バイアス、現像バイアス等)が供給される(不図示)。
図38に示すように、本実施例の第1〜第4の各プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)は、感光体ドラム4と、このドラム4に作用するプロセス手段としての帯電手段及びクリーニング手段を備えたドラムカートリッジ8を有する。ドラムカートリッジ8ついては、詳しく後述する。
また、第1〜第4の各プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)は、ドラム4上の静電潜像を現像する現像手段を備えた現像カートリッジ9を有する。現像カートリッジ9については、詳しく後述する。
第1のプロセスカートリッジPYは、現像枠体29内にイエロー(Y)の現像剤を収容しており、ドラム4の表面にイエロー色の現像剤像を形成する。
第2のプロセスカートリッジPMは、現像枠体29内にマゼンタ(M)の現像剤を収容してあり、ドラム4の表面にマゼンタ色の現像剤像を形成する。
第3のプロセスカートリッジPCは、現像枠体29内にシアン(C)の現像剤を収容してあり、ドラム4の表面にシアン色の現像剤像を形成する。
第4のプロセスカートリッジPKは、現像枠体29内にブラック(K)の現像剤を収容しており、ドラム4の表面にブラック色の現像剤像を形成する。
第2のプロセスカートリッジPMは、現像枠体29内にマゼンタ(M)の現像剤を収容してあり、ドラム4の表面にマゼンタ色の現像剤像を形成する。
第3のプロセスカートリッジPCは、現像枠体29内にシアン(C)の現像剤を収容してあり、ドラム4の表面にシアン色の現像剤像を形成する。
第4のプロセスカートリッジPKは、現像枠体29内にブラック(K)の現像剤を収容しており、ドラム4の表面にブラック色の現像剤像を形成する。
第1〜第4のプロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)の上方には、露光手段としてのレーザスキャナユニットLBが設けられている。このレーザスキャナユニットLBは、画像情報に対応してレーザ光Zを出力する。そして、レーザ光Zは、カートリッジPの露光窓部10を通過してドラム4の表面を走査露光する。
第1〜第4のプロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)の下方には、転写部材としての中間転写ベルトユニット11を設けている。この中間転写ベルトユニット11は、駆動ローラ13・テンションローラ14、15を有し、可撓性を有する転写ベルト12を掛け渡している。
第1〜第4のプロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)のドラム4は、その下面が転写ベルト12の上面に接している。その接触部が一次転写部である。転写ベルト12の内側には、ドラム4に対向させて1次転写ローラ16を設けている。
また、2次転写ローラ17が、テンションローラ14と対向する位置に、転写ベルト12を介して配置されている。転写ベルト12と2次転写ローラ17の接触部が2次転写部である。
また、2次転写ローラ17が、テンションローラ14と対向する位置に、転写ベルト12を介して配置されている。転写ベルト12と2次転写ローラ17の接触部が2次転写部である。
中間転写ベルトユニット11の下方には、給送ユニット18を設けている。この給送ユニット18は、記録媒体Sを積載して収容した給紙トレイ19、給紙ローラ20を有する。
図36における装置本体2内の左上方には、定着ユニット21と、排出ユニット22を設けている。装置本体2の上面は排出トレイ23としている。
現像剤像を転写された記録媒体Sは、定着ユニット21に設けられた定着手段により定着された後に、排出トレイ23へ排出される。
図36における装置本体2内の左上方には、定着ユニット21と、排出ユニット22を設けている。装置本体2の上面は排出トレイ23としている。
現像剤像を転写された記録媒体Sは、定着ユニット21に設けられた定着手段により定着された後に、排出トレイ23へ排出される。
プロセスカートリッジPは、引き出し可能なカートリッジトレイ60を介して、装置本体2に対して着脱可能な構成となっている。図37(a)は、装置本体2からカートリッジトレイ60を引き出した状態を示している。
このカートリッジトレイ60に、プロセスカートリッジPとしてのドラムカートリッジ8及び現像カートリッジ9を着脱する方法については、詳しく後述する。
このカートリッジトレイ60に、プロセスカートリッジPとしてのドラムカートリッジ8及び現像カートリッジ9を着脱する方法については、詳しく後述する。
[画像形成動作]
フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。
第1〜第4のプロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)のドラム4が所定の速度で回転駆動される(図38矢印D方向、図36において反時計回り)。
転写ベルト12もドラムの回転に順方向(図36矢印C方向)にドラム4の速度に対応した速度で回転駆動される。
フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。
第1〜第4のプロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)のドラム4が所定の速度で回転駆動される(図38矢印D方向、図36において反時計回り)。
転写ベルト12もドラムの回転に順方向(図36矢印C方向)にドラム4の速度に対応した速度で回転駆動される。
レーザスキャナユニットLBも駆動される。スキャナユニットLBの駆動に同期して、帯電ローラ5によってドラム4の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。レーザスキャナユニットLBは各ドラム4の表面を各色の画像信号に応じてレーザ光Zで走査露光する。
これにより、各ドラム4の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、所定の速度で回転駆動(図38矢印E方向、図36において時計回り)される現像ローラ6により現像される。
これにより、各ドラム4の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、所定の速度で回転駆動(図38矢印E方向、図36において時計回り)される現像ローラ6により現像される。
このような電子写真画像形成プロセスにより、第1のカートリッジPYのドラム4にはフルカラー画像のイエロー成分に対応するイエロー色の現像剤像が形成される。そして、その現像剤像が転写ベルト12上に一次転写される。
同様に第2のカートリッジPMのドラム4にはフルカラー画像のマゼンタ成分に対応するマゼンタ色現像剤像が形成される。そして、その現像剤像が、転写ベルト12上にすでに転写されているイエロー色の現像剤像に重畳されて一次転写される。
同様に第3のカートリッジPCのドラム4にはフルカラー画像のシアン成分に対応するシアン色現像剤像が形成される。そして、その現像剤像が、転写ベルト12上にすでに転写されているイエロー色、マゼンタ色の現像剤像に重畳されて一次転写される。
同様に第4のカートリッジPKのドラム4にはフルカラー画像のブラック成分に対応するブラック色現像剤像が形成される。そして、その現像剤像が、転写ベルト12上にすでに転写されているイエロー色、マゼンタ色、シアン色の現像剤像に重畳されて1次転写される。
このようにして、転写ベルト12上にイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の4色フルカラーの未定着現像剤像が形成される。
同様に第2のカートリッジPMのドラム4にはフルカラー画像のマゼンタ成分に対応するマゼンタ色現像剤像が形成される。そして、その現像剤像が、転写ベルト12上にすでに転写されているイエロー色の現像剤像に重畳されて一次転写される。
同様に第3のカートリッジPCのドラム4にはフルカラー画像のシアン成分に対応するシアン色現像剤像が形成される。そして、その現像剤像が、転写ベルト12上にすでに転写されているイエロー色、マゼンタ色の現像剤像に重畳されて一次転写される。
同様に第4のカートリッジPKのドラム4にはフルカラー画像のブラック成分に対応するブラック色現像剤像が形成される。そして、その現像剤像が、転写ベルト12上にすでに転写されているイエロー色、マゼンタ色、シアン色の現像剤像に重畳されて1次転写される。
このようにして、転写ベルト12上にイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の4色フルカラーの未定着現像剤像が形成される。
一方、所定の制御タイミングで記録媒体Sが1枚ずつ分離されて給送される。その記録媒体Sは、所定の制御タイミングで2次転写ローラ17と転写ベルト12との接触部である2次転写部に導入される。
これにより、記録媒体Sが前記2次転写部へ搬送されていく過程で、転写ベルト12上
の4色重畳の現像剤像が記録媒体Sの面に順次に一括転写される。
これにより、記録媒体Sが前記2次転写部へ搬送されていく過程で、転写ベルト12上
の4色重畳の現像剤像が記録媒体Sの面に順次に一括転写される。
[プロセスカートリッジPの全体構成]
本実施例において、第1から第4のプロセスカートカートリッジP(PY・PM・PC・PK)は、同様の電子写真画像形成プロセス機構を有し、収容されている現像剤の色や現像剤の充填量を各々設定可能である。
本実施例において、第1から第4のプロセスカートカートリッジP(PY・PM・PC・PK)は、同様の電子写真画像形成プロセス機構を有し、収容されている現像剤の色や現像剤の充填量を各々設定可能である。
プロセスカートリッジPは、感光体としてのドラム4と、ドラム4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4を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ5、ドラム4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6、現像ローラ6への現像剤を規制する現像ブレード31、ドラム4の表面に残留する残留現像剤を除去するためのクリーニング手段としてのクリーニングブレード7等がある。そして、プロセスカートカートリッジPは、ドラムカートリッジ8と現像カートリッジ9とに分かれ、別々の筐体としてカートリッジ化されている。
[ドラムカートリッジ8の構成]
図38、図39、図40に示すように、ドラムカートリッジ8は、感光体としてのドラム4、帯電ローラ5、クリーニングブレード7、感光体枠体としてのドラム容器26、廃現像剤収納部27、ドラムサイドカバー(図39、図40における駆動側ドラムサイドカバー24と非駆動側ドラムサイドカバー25)で構成される。
図38、図39、図40に示すように、ドラムカートリッジ8は、感光体としてのドラム4、帯電ローラ5、クリーニングブレード7、感光体枠体としてのドラム容器26、廃現像剤収納部27、ドラムサイドカバー(図39、図40における駆動側ドラムサイドカバー24と非駆動側ドラムサイドカバー25)で構成される。
なお、ドラムカートリッジ8は、装置本体2に装着される際には、ドラム容器26や駆動側ドラムサイドカバー24、非駆動側ドラムサイドカバー25等に設けられた位置決め部により、引き出し可能なカートリッジトレイ60に装着され固定される。(位置決め方法に関しては後述する)
ここで、ドラム4の軸線方向を長手方向と定義する。ドラム4は、ドラムカートリッジ8の長手両端に設けられたドラムサイドカバー24、25により回転自在に支持されている。ドラムサイドカバー24、25は、ドラム容器26の長手方向の両端側で、ドラム容器26に固定されている。
また、図39、図40に示すように、ドラム4の長手方向の一端側には、ドラム4に駆動力を伝達するためのドラム駆動入力部4aが設けられている。図37(b)は、装置本体2の斜視図であり、カートリッジトレイ60やプロセスカートリッジPなどを不図示としている。プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)のそれぞれのドラム駆動入力部4aは、図37(b)に示す装置本体2の本体側駆動伝達部材としてのドラム駆動出力部材61(61Y・61M・61C・61K)と係合し、装置本体の駆動モータ(不図示)の駆動力がドラム4に伝達される。
帯電ローラ5は、ドラム4に対し接触して従動回転できるように、ドラム容器26に支持されている。
また、クリーニングブレード7は、ドラム4の周表面に所定の圧力で接触するように、ドラム容器26に支持されている。
クリーニングブレード7によりドラム4の周面から除去された転写残現像剤は、ドラム容器26内の廃現像剤収納部27に収納される。
また、クリーニングブレード7は、ドラム4の周表面に所定の圧力で接触するように、ドラム容器26に支持されている。
クリーニングブレード7によりドラム4の周面から除去された転写残現像剤は、ドラム容器26内の廃現像剤収納部27に収納される。
前述したドラムカートリッジ8の構成としての帯電ローラ5やクリーニングブレード7の構成はこれに限定されるものではない。またドラムカートリッジ8に必ずしも必要でなく、機能として適宜選択されるものである。
[現像カートリッジ9の構成]
図38、図39、図40に示すように、現像カートリッジ9は、現像ローラ6、現像ブレード31、現像枠体29、現像サイドカバー(非駆動側現像サイドカバー32、駆動側現像サイドカバー33)などで構成されている。
図38、図39、図40に示すように、現像カートリッジ9は、現像ローラ6、現像ブレード31、現像枠体29、現像サイドカバー(非駆動側現像サイドカバー32、駆動側現像サイドカバー33)などで構成されている。
現像枠体29は、現像ローラ6に供給する現像剤を収納する現像剤収納部49、及び、現像ローラ6周面の現像剤の層厚を規制する現像ブレード31を有する。
現像サイドカバー32、33は、現像枠体29の長手方向それぞれの両端側に固定されており、現像ローラ6を回転可能に支持している。現像ローラ6は、その長手端部に現像ローラギア69を有する。
現像サイドカバー32、33は、現像枠体29の長手方向それぞれの両端側に固定されており、現像ローラ6を回転可能に支持している。現像ローラ6は、その長手端部に現像ローラギア69を有する。
駆動側現像サイドカバー33は、現像ローラギア69へ駆動力を伝達するための現像入力カップリングギア71も回転可能に支持しており、現像駆動入力部71bが露出している。
図40に示すように、現像サイドカバー32、33の現像枠体回動部32c、33cによって現像枠体29は回動可能に支持されている。カートリッジトレイ60に装着された際、現像カートリッジ9に設けられた現像ローラ6は、不図示のバネ力等でドラムカートリッジ8のドラム4に対して安定的に当接可能となる。カートリッジトレイ60への各カートリッジの位置決め動作は、詳しく後述する。
図35、図37(b)に示すように、現像駆動入力部71bは、現像カートリッジ9が装置本体2に装着された際、現像駆動出力部材62(62Y・62M・62C・62K)と係合し、装置本体2に設けられた駆動モータ(不図示)から駆動力が伝達される。
[カートリッジトレイ構成及びカートリッジの着脱概要]
図41は、本実施例に係る、カートリッジトレイが押し込まれた位置を示す画像形成装置の断面概略図である。
図42は、本実施例に係る、カートリッジトレイが引き出された位置を示す画像形成装置の断面概略図である。
図43は本実施例に係る、プロセスカートリッジPの着脱過程を示す画像形成装置の断面概略図である。
図41は、本実施例に係る、カートリッジトレイが押し込まれた位置を示す画像形成装置の断面概略図である。
図42は、本実施例に係る、カートリッジトレイが引き出された位置を示す画像形成装置の断面概略図である。
図43は本実施例に係る、プロセスカートリッジPの着脱過程を示す画像形成装置の断面概略図である。
図41、図42、図43において、カートリッジトレイ60構成と、プロセスカートリッジPとしてのドラムカートリッジ8及び現像カートリッジ9を着脱する方法を説明する。
図41に示すように、カートリッジトレイ60は、装置本体2に対して略水平方向であるD1、D2方向に直線移動(押し込み・引き出し)可能に設けられている。そして、カートリッジトレイ60は、装置本体2内へ押し込まれた装着位置と、図42に示す装置本体外へ引き出された引き出し位置をとりうる。カートリッジトレイ60が引き出し位置にいる状態で、図43に示すようにプロセスカートリッジPとしてのドラムカートリッジ8(8Y・8M・8C・8K)及び現像カートリッジ9(9Y・9M・9C・9K)は、略重力方向である矢印C方向からユーザにより装着される。ドラムカートリッジ8及び現像カートリッジ9の装着姿勢は、各カートリッジの長手方向がカートリッジトレイ60の移動方向と直交する方向となるように、並べて整列装着される。装着後カートリッジトレイ60が押し込まれると。トレイに保持された各カートリッジを装置本体2内へ進入させることができる。この時、各カートリッジは、下方に設けられた中間転写ベルト12と隙間を保った状態で移動し、装着位置に位置した際、各カートリッジは及びカートリッジトレイ60は、装置本体2内に設けられた位置決め部によって位置決めされる。
このように、装置本体2内のカートリッジトレイ60を引き出し、交換が必要なカートリッジのみを選択的に交換装着することができる。また、カートリッジの装着は、装置本体2内にカートリッジトレイ60を押し込むことで確実に各カートリッジを装置本体2へと装着できる。これにより、ユーザの操作性が向上される。カートリッジトレイ60への各カートリッジの位置決め動作と、装置本体へのカートリッジトレイ60の位置決め動作を詳しく後述する。
[カートリッジトレイ60への各カートリッジの位置決め動作]
図39、図40、図43において、カートリッジトレイ60への各カートリッジの位置決め動作を説明する。まず、カートリッジトレイ60に対するドラムカートリッジ8位置決めについて説明する。
図39、図40、図43において、カートリッジトレイ60への各カートリッジの位置決め動作を説明する。まず、カートリッジトレイ60に対するドラムカートリッジ8位置決めについて説明する。
図39、図40に示すようにドラム4は、ドラムカートリッジ8の長手両端に設けられたドラムサイドカバー24、25により回転自在に支持されている。
このドラムサイドカバー24、25は、ドラムと同軸上に被ガイド兼位置決めとしての位置決め円柱リブ24a、25aを有し、配置上任意の位置に設けられた回転止め円柱リブ24b、25bを有する。
このドラムサイドカバー24、25は、ドラムと同軸上に被ガイド兼位置決めとしての位置決め円柱リブ24a、25aを有し、配置上任意の位置に設けられた回転止め円柱リブ24b、25bを有する。
ここでは、カートリッジトレイ60に対する駆動側および非駆動側の位置決め構成は同じであり、駆動側の説明を行う。図43は、プロセスカートリッジPKが未装着状態であるが、カートリッジトレイ60には、ドラムカートリッジ8Kを装着完了位置までガイドするドラム位置決めガイド溝60aK及びドラム回転止めガイド溝60bKを有している。
カートリッジトレイ60が引き出し位置にいる状態で、ドラムカートリッジ8Kは、略重力方向である矢印C方向からユーザにより装着される。
この時、ドラムカートリッジ8Kの位置決め円柱リブ24aがカートリッジトレイ60のドラム位置決めガイド溝60aKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって位置決めされる。
一方、ドラムカートリッジ8Kの回転止め円柱リブ24bがカートリッジトレイ60のドラム回転止めガイド溝60bKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって回転方向の位置決めがなされる。
ドラムカートリッジ8の円柱リブ24a、24bをガイド溝へ安定的に突き当てる方法として、ドラムカートリッジ8の自重を用いる方法や駆動力を用いる方法や不図示のバネを配置する方法等が考えられるが、適宜選択すればよい。
この時、ドラムカートリッジ8Kの位置決め円柱リブ24aがカートリッジトレイ60のドラム位置決めガイド溝60aKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって位置決めされる。
一方、ドラムカートリッジ8Kの回転止め円柱リブ24bがカートリッジトレイ60のドラム回転止めガイド溝60bKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって回転方向の位置決めがなされる。
ドラムカートリッジ8の円柱リブ24a、24bをガイド溝へ安定的に突き当てる方法として、ドラムカートリッジ8の自重を用いる方法や駆動力を用いる方法や不図示のバネを配置する方法等が考えられるが、適宜選択すればよい。
これにより、ドラムカートリッジ8のドラム駆動入力部4aは、図37(b)に示す装置本体のドラム駆動出力部材61(61Y・61M・61C・61K)と係合可能となる位置で、カートリッジトレイ60に位置決めされ保持される。
ドラムカートリッジ8Y、8M、8Cについても、カートリッジ奴隷60に設けられたドラム位置決めガイド溝60aY、60aM、60aC及びドラム回転止めガイド溝60bY、60bM、60bCにより、同様に構成されている。
ドラムカートリッジ8Y、8M、8Cについても、カートリッジ奴隷60に設けられたドラム位置決めガイド溝60aY、60aM、60aC及びドラム回転止めガイド溝60bY、60bM、60bCにより、同様に構成されている。
次に、カートリッジトレイ60に対する現像カートリッジ9の位置決めについて説明する。図39、図40に示すように現像ローラ6は、現像カートリッジ9の長手両端に設けられた現像サイドカバー32、33により回転自在に支持されている。
この現像サイドカバー32、33は、現像ローラ6と同軸上の被ガイド兼位置決めとしての位置決め円柱リブ32a、33aを有し、配置上任意の位置に設けられた回転止め円柱リブ32b、33bを有する。
この現像サイドカバー32、33は、現像ローラ6と同軸上の被ガイド兼位置決めとしての位置決め円柱リブ32a、33aを有し、配置上任意の位置に設けられた回転止め円柱リブ32b、33bを有する。
現像カートリッジ9の位置決め方法及び回転止め方法は、ドラムカートリッジ8と同様であり、ここでも、現像カートリッジ9Kの駆動側の説明を行う。カートリッジトレイ60が引き出し位置にいる状態で、略重力方向である矢印C方向からユーザにより装着される。
現像カートリッジ9Kの位置決め円柱リブ33aがカートリッジトレイ60の現像位置決めガイド溝60cKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって位置決めされる。
一方、現像カートリッジ9Kの回転止め円柱リブ33bがカートリッジトレイ60の現像回転止めガイド溝60dKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって回転方向の位置決めがなされる。
なお、現像入力カップリングギア71及び現像駆動入力部71bは、カートリッジトレイ60の現像駆動ガイド溝60eKに入るが、嵌合寸法によって位置決めされるのでは無く、隙間がある状態で溝に入っている。
一方、現像カートリッジ9Kの回転止め円柱リブ33bがカートリッジトレイ60の現像回転止めガイド溝60dKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって回転方向の位置決めがなされる。
なお、現像入力カップリングギア71及び現像駆動入力部71bは、カートリッジトレイ60の現像駆動ガイド溝60eKに入るが、嵌合寸法によって位置決めされるのでは無く、隙間がある状態で溝に入っている。
これにより、現像カートリッジ9の現像駆動入力部71bは、図37(b)に示す装置本体の現像駆動出力部材62(62Y・62M・62C・62K)と係合可能となる位置で、カートリッジトレイ60に位置決めされ保持される。
現像カートリッジ9Y、9M、9Cについても、カートリッジ奴隷60に設けられた現像位置決めガイド溝60cY、60cM、60cC、現像回転止めガイド溝60dY、dM、dC及び現像駆動ガイド溝60eY、60eM、60eCにより、同様に構成されている。
現像カートリッジ9Y、9M、9Cについても、カートリッジ奴隷60に設けられた現像位置決めガイド溝60cY、60cM、60cC、現像回転止めガイド溝60dY、dM、dC及び現像駆動ガイド溝60eY、60eM、60eCにより、同様に構成されている。
さらに、現像サイドカバー32、33の現像枠体回動部32c、33cによって現像枠体29は回動可能に支持されている。そのため、現像枠体29および現像ローラ6は、カートリッジトレイ60に位置決めされた現像サイドカバー32、33に対し、不図示のバネ力等でドラムカートリッジ8のドラム4に対して安定的に当接可能となるように回動する。
現像カートリッジ9の現像ローラ6をドラム4へ安定的に突き当てる方法として、現像枠体29の自重を用いる方法や、駆動力を用いる方法や、不図示のバネをカートリッジトレイ60や各カートリッジに配置する方法等が考えられるが、適宜選択すればよい。
[装置本体へのカートリッジトレイ60の位置決め動作]
図44は、本実施例に係る、プロセスカートリッジPを除いた画像形成装置の断面概略図である。
装置本体へのカートリッジトレイ60の位置決め動作を図41、図42、図44を用いて説明する。
図44は、本実施例に係る、プロセスカートリッジPを除いた画像形成装置の断面概略図である。
装置本体へのカートリッジトレイ60の位置決め動作を図41、図42、図44を用いて説明する。
ここでは、カートリッジトレイ60の動作を分かり易くするため、プロセスカートリッジPは省略して説明する。また、カートリッジトレイ60の装置本体2に対する挿抜動作のうち、カートリッジトレイ60を装置本体2内に挿入する場合についてのみ説明する。カートリッジトレイ60を装置本体2内から引き出す場合は、装着の逆手順であり説明は省略する。
ここで、カートリッジトレイ60は装置本体2に設けられたトレイ保持部材65に対して押し引き可能に支持されている。また、トレイ保持部材65は、装置本体2に回動中心65aを中心に開閉可能に支持された前ドア3の動きに連動して移動する。
図42に示すように、装置本体2に回転可能に設けられた前ドア3が開位置に位置する状態で、カートリッジトレイ60を装置本体2内へ進入させる。図41に示すようにカートリッジトレイ60が押し込まれた後、前ドア3が閉位置に移動するのに伴い、前ドア3に設けられた被係合部65bが回動中心65aを中心に反時計回りに移動する。
ここで、装置本体2内にはトレイ保持部材65の移動を案内する案内溝(不図示)が設けられており、該案内溝は、前ドア3の閉じ動作に連動して移動するトレイ保持部材65の移動が転写ベルト12に近づく方向となるように傾斜している。
図44のように、前ドア3が閉位置へ閉じられると、トレイ保持部材65の上記移動によってカートリッジトレイ60は転写ベルト12に近づく方向へと移動し、装置本体2に位置決めされ装着完了となる。
図44のように、前ドア3が閉位置へ閉じられると、トレイ保持部材65の上記移動によってカートリッジトレイ60は転写ベルト12に近づく方向へと移動し、装置本体2に位置決めされ装着完了となる。
図41に示すように、前ドア3を閉じる前は、カートリッジトレイ60のドラム位置決めガイド溝60a(60aY・60aM・60aC・60aK)とドラム駆動出力部材61(61Y・61M・61C・61K)の軸がずれている。前ドア3が閉じられてカートリッジトレイ60が装着完了位置になると、図44に示すように、ドラム駆動出力部材61が、ドラム位置決めガイド溝60aに対応した位置となる。すなわち、図37(b)、図39に示すように、カートリッジトレイ60に保持されたドラムカートリッジ8のドラム駆動入力部4aは、装置本体2のドラム駆動出力部材61と係合可能となる。
また、図44に示すように、前ドア3が閉じられると、現像駆動出力部材62(62Y・62M・62C・62K)が、カートリッジトレイ60の現像位置決めガイド溝60c(60cY・60cM・60cC・60cK)に対応した位置となる。すなわち、図37(b)、図39に示すように、現像カートリッジ9の現像入力カップリングギア71の駆動入力部71bは、現像駆動出力部材62(62Y・62M・62C・62K)と係合可能となる。これにより装置本体2に設けられた駆動モータ(不図示)から駆動力が伝達され、画像形成が可能となる。
本実施例に記載のプロセスカートリッジPとして記載したドラムカートリッジ8および現像カートリッジ9の構成としてはこの限りではない。
例えば、廃トナーをドラムカートリッジ8からスクリュー等を用いて現像カートリッジ9側に設けられた廃トナー容器へ搬送する構成や、ドラム4と現像ローラ6を保持するカートリッジへ、トナーを収容したトナーカートリッジからトナーをスクリューなどで供給し、廃トナーをトナーカートリッジが有する廃トナー室にスクリューなどを用いて搬送する構成などにも本発明は適用することができる。すなわち、この発明の範囲は前述した実施例の構成のみに限定されるものではない。
例えば、廃トナーをドラムカートリッジ8からスクリュー等を用いて現像カートリッジ9側に設けられた廃トナー容器へ搬送する構成や、ドラム4と現像ローラ6を保持するカートリッジへ、トナーを収容したトナーカートリッジからトナーをスクリューなどで供給し、廃トナーをトナーカートリッジが有する廃トナー室にスクリューなどを用いて搬送する構成などにも本発明は適用することができる。すなわち、この発明の範囲は前述した実施例の構成のみに限定されるものではない。
さらに、本実施例では、カートリッジトレイ60への着脱方法として、ドラムカートリッジ8と現像カートリッジ9をカートリッジトレイ60へ個別に直接位置決めされるとした構成としたが、この限りではない。
図45は、本実施例に係る、プロセスカートリッジP2を非駆動側からみた斜視図である。
ここでは、ドラムカートリッジ82と現像カートリッジ92を一体化した後、装置本体122にドラムカートリッジ82と現像カートリッジ92を一体で着脱する構成を説明する。
図45に示すように、ドラムサイドカバー124、125に凹部の装着部124d、125dを設け、現像サイドカバー132、133に凸部の装着部132d、133dを設けている。これら装着部124d、125dと装着部132d、133dの係合により、ドラムカートリッジ82と現像カートリッジ92とを一体化することができる。このよう
に一体化した状態でドラムカートリッジ82と現像カートリッジ92をカートリッジトレイ60に装着することが可能となっている。
ここでは、ドラムカートリッジ82と現像カートリッジ92を一体化した後、装置本体122にドラムカートリッジ82と現像カートリッジ92を一体で着脱する構成を説明する。
図45に示すように、ドラムサイドカバー124、125に凹部の装着部124d、125dを設け、現像サイドカバー132、133に凸部の装着部132d、133dを設けている。これら装着部124d、125dと装着部132d、133dの係合により、ドラムカートリッジ82と現像カートリッジ92とを一体化することができる。このよう
に一体化した状態でドラムカートリッジ82と現像カートリッジ92をカートリッジトレイ60に装着することが可能となっている。
カートリッジトレイに各カートリッジを一体化する前に、個々に装着する場合には、先にドラムカートリッジ82を装着した後に現像カートリッジ92を装着することになる。この凹凸部の装着部を逆にすれば、逆の順序で各カートリッジを装着することになり、形状は任意に選択すればよい。
また、他の例として、プロセスカートリッジP,P2は、カートリッジトレイ60に仮位置決めされた状態で、装置本体2内にカートリッジトレイ60が装着された後、装置本体2へ直接位置決めされる構成でも良い。
<実施例10>
以下、本発明の実施例10について図を用いて説明する。
実施例10に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例10の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例10においては、前述した実施例9と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例9と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の実施例10について図を用いて説明する。
実施例10に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例10の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例10においては、前述した実施例9と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例9と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
[プロセスカートリッジの全体構成]
本実施例におけるプロセスカートリッジP3の構成について、図46を用いて説明する。図46は、本実施例のプロセスカートリッジP3の斜視図である。図46(a)は、駆動側から見た図であり、図46(b)は、非駆動側から見た図である。プロセスカートリッジP3は、ドラム4と、ドラム4に作用するプロセス手段を備えた構成となる。そして、プロセスカートリッジP3は、ドラムユニット208と現像ユニット209とに分かれており、それぞれを駆動側カートリッジカバー部材224と非駆動側カートリッジカバー部材225で支持した構成となっている。さらに、プロセスカートリッジP3の現像ユニット209に対して、現像剤が収容されたトナーカートリッジTが着脱可能に構成される。以下、ドラムユニット208、現像ユニット209、トナーカートリッジTについて順に説明する。
本実施例におけるプロセスカートリッジP3の構成について、図46を用いて説明する。図46は、本実施例のプロセスカートリッジP3の斜視図である。図46(a)は、駆動側から見た図であり、図46(b)は、非駆動側から見た図である。プロセスカートリッジP3は、ドラム4と、ドラム4に作用するプロセス手段を備えた構成となる。そして、プロセスカートリッジP3は、ドラムユニット208と現像ユニット209とに分かれており、それぞれを駆動側カートリッジカバー部材224と非駆動側カートリッジカバー部材225で支持した構成となっている。さらに、プロセスカートリッジP3の現像ユニット209に対して、現像剤が収容されたトナーカートリッジTが着脱可能に構成される。以下、ドラムユニット208、現像ユニット209、トナーカートリッジTについて順に説明する。
[ドラムユニットの構成]
ドラムユニットの構成を、図46、図47を用いて説明する。図47は、本実施例におけるプロセスカートリッジP3の概略断面図である。図46、図47に示すように、ドラムユニット208は、ドラム4、帯電ローラ5、クリーニングブレード7、ドラム容器26、廃現像剤収納部27、カートリッジカバー部材(図46における駆動側カートリッジカバー部材224と非駆動側カートリッジカバー部材225)で構成される。
ドラムユニットの構成を、図46、図47を用いて説明する。図47は、本実施例におけるプロセスカートリッジP3の概略断面図である。図46、図47に示すように、ドラムユニット208は、ドラム4、帯電ローラ5、クリーニングブレード7、ドラム容器26、廃現像剤収納部27、カートリッジカバー部材(図46における駆動側カートリッジカバー部材224と非駆動側カートリッジカバー部材225)で構成される。
カートリッジカバー部材224、225には、現像ユニット209を支持するための支持部224a、225aが設けられている(図46参照)。その他の、カートリッジカバー部材224,225の構成については、実施例9のドラムカバー部材24、25と同様なため、その説明を省略する。
[現像ユニットの構成]
現像ユニット209の構成を、図47、図48を用いて説明する。図48は、本実施例における、現像ユニット209の斜視図であり、図48(a)は、駆動側から見た図、図48(b)は、非駆動側から見た図である。図47、図48に示すように、現像ユニット209は、現像ローラ6、現像ブレード31、現像枠体229などで構成されている。
現像ユニット209の構成を、図47、図48を用いて説明する。図48は、本実施例における、現像ユニット209の斜視図であり、図48(a)は、駆動側から見た図、図48(b)は、非駆動側から見た図である。図47、図48に示すように、現像ユニット209は、現像ローラ6、現像ブレード31、現像枠体229などで構成されている。
図48に示すように、現像枠体229の現像枠体回動部229e、229fを有する。現像枠体回動部229e、229fは、カートリッジカバー部材の支持部224a、225aと係合し、現像ユニット209は、カートリッジカバー部材224、225に対して回動可能に支持される(図46参照)。
[トナーカートリッジの構成]
図47、図48、図49を用いて、トナーカートリッジTの構成、および、トナーカートリッジTの現像ユニット209へのトナー補給の詳細を説明する。図49は、プロセスカートリッジP3とトナーカートリッジTを示す斜視図であり、プロセスカートリッジP3からトナーカートリッジTが外された状態である。図47に示すように、トナーカートリッジTは、主に、トナー収容容器251と、トナー排出口250と、トナー搬送部材252、現像剤tで構成されている。
図47、図48、図49を用いて、トナーカートリッジTの構成、および、トナーカートリッジTの現像ユニット209へのトナー補給の詳細を説明する。図49は、プロセスカートリッジP3とトナーカートリッジTを示す斜視図であり、プロセスカートリッジP3からトナーカートリッジTが外された状態である。図47に示すように、トナーカートリッジTは、主に、トナー収容容器251と、トナー排出口250と、トナー搬送部材252、現像剤tで構成されている。
図48に示すように、現像ユニット209にはトナーカートリッジ支持部(駆動側)229a、トナーカートリッジ支持部(非駆動側)229c、トナーカートリッジ回転止め部(駆動側)229b、トナーカートリッジ回転止め部(非駆動側)229dが設けられている。また、図47に示すように、トナー補給口シャッタ241が現像枠体229に対して回転可能に支持される。
図49に示すように、トナーカートリッジTの位置決めボス(駆動側)251aと位置決めボス(非駆動側)(不図示)は各々、トナーカートリッジ支持部(駆動側)229a、トナーカートリッジ支持部(非駆動側)229cと係合する。また、回転止めボス(駆動側)251b、回転止めボス(非駆動側)(不図示)は各々、トナーカートリッジ回転止め部(駆動側)229b、トナーカートリッジ回転止め部(非駆動側)229dに接することで、現像ユニット209に対して、トナーカートリッジTの位置が決まる。
図47に示すように、トナーカートリッジTが現像ユニット209に装着された状態では、トナー排出口250は、トナー補給口240に挿入されており、トナー補給口シャッタ241を開いた状態で、保持される。
現像剤tは、トナー搬送部材252によって、トナー排出口250の方へ移動される。トナー搬送部材252は、搬送部材駆動部(不図示)とトナーカートリッジTの搬送部材駆動部(不図示)が係合することで回転可能となる。なお、搬送部材駆動部はプロセスカートリッジから駆動力を受けることで回転可能な構成をとってもよい。また、トナー排出口250は、あらかじめトナーシール(不図示)にて封止されていて、ユーザが使用する際に引いてもよいし、トナー搬送部材252の回転によってトナーシールが開封される機構を設けてもよい。
[プロセスカートリッジのカートリッジトレイへの着脱]
図50を用いて、カートリッジトレイ260構成と、プロセスカートリッジP3の着脱する方法を説明する。図50は、本実施例における、プロセスカートリッジP3のカートリッジトレイへの着脱過程を示す画像形成装置の断面概略図である。なお、カートリッジトレイ260の構成、および、カートリッジトレイ260の画像形成装置201の装置本体202への着脱については、実施例9と同様なため、その説明を省略する。
図50を用いて、カートリッジトレイ260構成と、プロセスカートリッジP3の着脱する方法を説明する。図50は、本実施例における、プロセスカートリッジP3のカートリッジトレイへの着脱過程を示す画像形成装置の断面概略図である。なお、カートリッジトレイ260の構成、および、カートリッジトレイ260の画像形成装置201の装置本体202への着脱については、実施例9と同様なため、その説明を省略する。
図50に示すようにプロセスカートリッジP3(P3Y、P3M、P3C、P3K)は、略重力方向である矢印C方向からユーザにより装着される。プロセスカートリッジP3の装着姿勢は、各カートリッジの長手方向がカートリッジトレイ260の移動方向と直交する方向となるように、並べて整列装着される。
次に、カートリッジトレイ260への各カートリッジの位置決め動作を図46、図50を用いて説明する。なお、ここでは、カートリッジトレイ260に対する駆動側および非駆動側の位置決め構成は同じであり、駆動側の説明を行う。
図46に示すように、ドラム4は、プロセスカートリッジP3の長手両端に設けられたカートリッジカバー部材224、225により回転自在に支持されている。このカートリッジカバー部材224、225は、ドラム4と同軸上に被ガイド兼位置決めとしての位置決め円柱リブ224a、225aを有し、配置上任意の位置に設けられた回転止め円柱リブ224b、225bを有する。
カートリッジトレイ260には、図50で示すように、プロセスカートリッジP3Kを装着完了位置までガイドするカートリッジ位置決めガイド溝260aK及びカートリッジ回転止めガイド溝260bKを有している。同様に、カートリッジトレイ260には、各プロセスカートリッジ(PY,PM、PC)に対応する位置決めガイド溝(不図示)、回転決めガイド溝(不図示)を設けている。以下、プロセスカートリッジP3Kについて説明するが、他のプロセスカートリッジ(PY、PM、PC)も同様である。
プロセスカートリッジP3Kは、カートリッジトレイ260に略重力方向である矢印C方向からユーザにより装着される。この時、プロセスカートリッジP3Kの位置決め円柱リブ224aがカートリッジトレイ260のカートリッジ位置決めガイド溝260aKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって位置決めされる。また、プロセスカートリッジP3Kの回転止め円柱リブ224bがカートリッジトレイ260のカートリッジ回転止めガイド溝224bKに入り、装着完了位置においてガイド溝と突き当たって回転方向の位置決めがなされる。
なお、プロセスカートリッジP3の円柱リブ224a、224bをガイド溝へ安定的に突き当てる方法として、プロセスカートリッジP3の自重を用いる方法や駆動力を用いる方法や不図示のバネを配置する方法等が考えられるが、適宜選択すればよい。
この後、カートリッジトレイ260を装置本体202に装着するが、実施例9と同様な構成のためその説明を省略する。
この後、カートリッジトレイ260を装置本体202に装着するが、実施例9と同様な構成のためその説明を省略する。
[トナーカートリッジの交換]
次に、トナーカートリッジTを交換する際の動作を、図51を用いて説明する。図51は、本実施例における、トナーカートリッジTのカートリッジトレイ260に装着されたプロセスカートリッジP3への着脱過程を示す画像形成装置の断面概略図である。なお、交換対象をトナーカートリッジTKとして説明するがその他のトナーカートリッジ(TY、TM、TC)についても、同様である。
次に、トナーカートリッジTを交換する際の動作を、図51を用いて説明する。図51は、本実施例における、トナーカートリッジTのカートリッジトレイ260に装着されたプロセスカートリッジP3への着脱過程を示す画像形成装置の断面概略図である。なお、交換対象をトナーカートリッジTKとして説明するがその他のトナーカートリッジ(TY、TM、TC)についても、同様である。
トナーカートリッジTKを取り外す際は、図51に示すような、カートリッジトレイ260が装置本体202から引き出された引き出し位置の状態で行う。そして、トナーカートリッジTKを略重力方向である矢印Cの反対方向へユーザが持ち上げることにより、トナーカートリッジTKを取り外すことができる。
また、トナーカートリッジTKを装着する際は、取り外し動作と同様に、カートリッジトレイ260が装置本体202から引き出された引き出し位置の状態で行う。そして、トナーカートリッジTKをプロセスカートリッジPKの現像ユニット209Kへ略重力方向である矢印Cの方向へユーザにより装着される。そして、前述した位置決め動作により、トナーカートリッジTKが現像ユニット209Kに対して位置が決まる。
また、トナーカートリッジTKを装着する際は、取り外し動作と同様に、カートリッジトレイ260が装置本体202から引き出された引き出し位置の状態で行う。そして、トナーカートリッジTKをプロセスカートリッジPKの現像ユニット209Kへ略重力方向である矢印Cの方向へユーザにより装着される。そして、前述した位置決め動作により、トナーカートリッジTKが現像ユニット209Kに対して位置が決まる。
なお、ユーザがトナーカートリッジTをプロセスカートリッジP3へ着脱する際は、プ
ロセスカートリッジP3がカートリッジトレイ260に装着された状態を説明したが、プロセスカートリッジP3がカートリッジトレイ260から取り出された状態で行ってもよい。
ロセスカートリッジP3がカートリッジトレイ260に装着された状態を説明したが、プロセスカートリッジP3がカートリッジトレイ260から取り出された状態で行ってもよい。
また、本実施例では、ドラムユニット208と現像ユニット209を有したプロセスカートリッジP3に対してトナーカートリッジTを着脱する構成としたが、その限りではない。実施例9で示した、ドラムカートリッジ、現像カートリッジの構成に、トナーカートリッジを追加し、それぞれ独立したカートリッジ構成にしてもよい。その場合、図52に示すように、現像カートリッジ219に対してトナーカートリッジTを着脱するような構成をとることになる。
<実施例11>
次に、本発明の実施例11の形態を図面に基づいて説明する。
実施例11に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例11の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例11においては、前述した実施例9と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例9と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の実施例11の形態を図面に基づいて説明する。
実施例11に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例11の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例11においては、前述した実施例9と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例9と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
以下に、図53を用いて本実施例でのクリーナレスシステムについて説明する。
本実施例では、転写されずに感光ドラム4上に残留した残留トナーを感光ドラム4の表面から除去するクリーニング部材すなわちクリーニングブレード7を設けない、いわゆるクリーナレスシステムの例を示している。本実施例ではクリーニングブレード7は無いものとして詳細を説明する。
本実施例では、転写されずに感光ドラム4上に残留した残留トナーを感光ドラム4の表面から除去するクリーニング部材すなわちクリーニングブレード7を設けない、いわゆるクリーナレスシステムの例を示している。本実施例ではクリーニングブレード7は無いものとして詳細を説明する。
転写工程後に感光ドラム4の表面に残った残留トナーは、感光体ドラム4の回転方向(矢印D方向)から見て、帯電ローラ5と感光ドラム4との当接部である帯電ニップ部の上流側の空隙部である上流空隙部における放電によって感光ドラムと同様に負極性に帯電される。負極性に帯電した残留トナーは、帯電ニップ部において電位差の関係で帯電ローラ5には付着せず通過することになる。
帯電ニップ部を通過した残留トナーは、レーザ照射位置に到達する。残留トナーは光学手段のレーザ光Zを遮蔽するほど多くないため、感光ドラム4上の静電潜像を作像する工程に影響しない。レーザ照射位置を通過した残留トナーで、且つ、非露光部(レーザ照射を受けていない感光ドラム4の表面)の残留トナーは、現像ローラ6と感光ドラム4の当接部である現像ニップ部において、静電力によって現像ローラ6に回収される。一方、露光部(レーザ照射を受けた感光ドラム4の表面)の残留トナーは、静電力的には回収されずにそのまま感光ドラム4上に存在し続ける。しかし一部の残留トナーは、現像ローラ62と感光ドラム4の周速差による物理的な力で現像ローラ6に回収されることもある。
このように紙に転写されずに感光体ドラム4上に残った残留トナーは、概ね現像容器49に回収される。現像容器49に回収された残留トナーは、現像容器49内に残っているトナーと混合され使用される。これにより、現像カートリッジ9の現像寿命(印刷可能寿命)を延ばすことが可能となる。
このようなクリーナレスシステムにおいても、プロセスカートリッジの構成は、実施例9で示した様に、ドラムカートリッジ8と現像カートリッジ9が個々に独立した状態のプロセスカートリッジPや、一体的な状態のプロセスカートリッジP2や、実施例10に示したプロセスカートリッジP3とトナーカートリッジTの構成を任意に選択すれば良い。
<実施例12>
以下、本発明の実施例12を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例12に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例12の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、以下の説明において、電子写真感光体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とし、その反対側を非駆動側とする。
以下、本発明の実施例12を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例12に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例12の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、以下の説明において、電子写真感光体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とし、その反対側を非駆動側とする。
図55および図56を用いて、本実施例における画像形成装置の全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
図55は、本発明の実施例12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)、現像カートリッジB、及び、クリーニングカートリッジFの断面図である。
図56は、現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFの断面図である。
ここで、装置本体Aとは、電子写真画像形成装置の装置構成のうち現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFを除いた構成部分である。
図55は、本発明の実施例12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)、現像カートリッジB、及び、クリーニングカートリッジFの断面図である。
図56は、現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFの断面図である。
ここで、装置本体Aとは、電子写真画像形成装置の装置構成のうち現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFを除いた構成部分である。
<電子写真画像形成装置全体構成>
図55に示す電子写真画像形成装置は、現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジF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。この装置本体Aには、クリーニングカートリッジFの電子写真感光体ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置されている。また、現像カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。
図55に示す電子写真画像形成装置は、現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジF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。この装置本体Aには、クリーニングカートリッジFの電子写真感光体ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置されている。また、現像カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。
更に、装置本体Aには、シート材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はクリーニングカートリッジFのクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71h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。
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はクリーニングカートリッジFのクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71h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56に示すように、現像装置としての現像カートリッジBにおいて、トナー室29内のトナーTは、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50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(現像スリーブ)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周面上で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へ現像され、トナー像として可視像化される。
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(現像スリーブ)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周面上で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へ現像され、トナー像として可視像化される。
また、図55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の下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から送り出される。そして、そのシート材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搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材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。そしてシート材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シート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材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、転写後のドラム62は、クリーニングブレード77により外周面上の残留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カートリッジF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、転写ローラ7、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。
<カートリッジ全体の構成>
次にカートリッジの全体構成について図56、図57、図63を用いて説明する。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
次にカートリッジの全体構成について図56、図57、図63を用いて説明する。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
現像カートリッジBは、図56に示すように、現像ローラ32と、現像ローラ32を支持する現像容器23を有する。現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられており、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。
図63に示すように、間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部に取り付けられており、間隔保持部材38とドラム62が当接することで、現像ローラ32はドラム62と微少隙間をもって保持される。また、図56に示すように、現像カートリッジBからトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するように底部材22の縁部に設けられている。更に、現像容器23と底部材22によって形成されたトナー室29には、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50が設けられている。第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50は、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。
クリーニングカートリッジFは、図56に示すように、ドラム62と、帯電ローラ66と、クリーニング部材77と、これらを支持するクリーニング枠体71を有する。クリーニングカートリッジFにおいて、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
図57(b)は、現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFの長手方向駆動側から見た側面図であり、図57(a)は、図57(b)のH−H断面図である。図56、図57に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーT2は、廃トナー搬送部材としての第1スクリュー86、第2スクリュー87、第3スクリュー88によって搬送され、クリーニング枠体71と蓋部材72によって形成された廃トナー室71bに溜められる。また、第1スクリュー86は(不図示の)ギアによって駆動を伝達されて回転する。そして、第2スクリュー87は第1スクリュー86から、第3スクリュー88は第2スクリュー87からそれぞれ駆動力を受けて回転する。第1スクリュー86はドラム62の近傍に、第2スクリュー87はクリーニング枠体71の長手方向端部に、第3スクリュー88は廃トナー室71bに、それぞれ配置されている。ここで、第1スクリュー86、第3スクリュー88の回転軸線はドラム62の回転軸線と平行であり第2スクリュー87の回転軸線はドラム62の回転軸線と直交している。
また、図56に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーT2が漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。
ドラム62は、駆動源である本体駆動モータ(不図示)から駆動力を受けることにより、画像形成動作に応じて、図中矢印R方向に回転駆動される。
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向(ドラム62の回転軸線方向と略平行)の両端部において、帯電ローラ軸受67を介し、クリーニングカートリッジFに回転可能に取り付けられている。帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67が付勢部材68によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
ドラム62は、駆動源である本体駆動モータ(不図示)から駆動力を受けることにより、画像形成動作に応じて、図中矢印R方向に回転駆動される。
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向(ドラム62の回転軸線方向と略平行)の両端部において、帯電ローラ軸受67を介し、クリーニングカートリッジFに回転可能に取り付けられている。帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67が付勢部材68によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
図56に示すように、現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFは、互いに係合させて一体化した構成で扱うことができる。一方で、図60、図63に示すように、現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFは、互いに分離させた状態で個別に扱うこともできる。
図60、図63に示すように、現像カートリッジBにはクリーニングカートリッジ被係合部(駆動側)23a、クリーニングカートリッジ被係合部(非駆動側)23bが設けられている。
図60、図63に示すように、クリーニングカートリッジFには係合部(駆動側)91aと係合部(非駆動側)91bが設けられている。係合部(駆動側)91a、係合部(非駆動側)91bは各々、クリーニングカートリッジ被係合部(駆動側)23a、クリーニングカートリッジ被係合部(非駆動側)23bに係合することにより、現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFは互いに回動可能に連結される。
図60、図63に示すように、クリーニングカートリッジFには係合部(駆動側)91aと係合部(非駆動側)91bが設けられている。係合部(駆動側)91a、係合部(非駆動側)91bは各々、クリーニングカートリッジ被係合部(駆動側)23a、クリーニングカートリッジ被係合部(非駆動側)23bに係合することにより、現像カートリッジBとクリーニングカートリッジFは互いに回動可能に連結される。
以上、説明したように装置本体AよりクリーニングカートリッジFのみを取り出した後、現像カートリッジBを取り出すことが可能である。また装置本体AよりクリーニングカートリッジFと現像カートリッジBを一体で取り出した後、クリーニングカートリッジFと現像カートリッジBを分離することも可能である。また逆に、装置本体Aに現像カートリッジBのみを装着した後、クリーニングカートリッジFを装着することが可能である。またクリーニングカートリッジFと現像カートリッジBを一体化した後、装置本体AにクリーニングカートリッジFと現像カートリッジBを一体で装着することも可能である。
本実施例に記載のカートリッジ構成は、現像ローラ32へトナーを供給するトナー供給室28と搬送部材を有するトナー室29が一体となっている現像カートリッジBと、ドラム62と、帯電ローラ66を支持するクリーニング枠体71が廃トナー室71bを有する
クリーニングカートリッジFと、を係合させたものであるが、カートリッジ構成としてこの限りではない。
クリーニングカートリッジFと、を係合させたものであるが、カートリッジ構成としてこの限りではない。
例えば、廃トナーを、ドラムを支持するカートリッジから、スクリュー等を用いて、現像ローラを支持するカートリッジ側に設けられた廃トナー容器へ、搬送する。または、ドラムと現像ローラを保持するカートリッジへ、トナーを収容したトナーカートリッジから、トナーを、スクリューなどを用いて供給し、廃トナーを、トナーカートリッジが有する廃トナー室に、スクリューなどを用いて搬送する構成などでもよい。すなわち、本発明が適用できる範囲は上記構成のみに限定されるものではない。
<カートリッジ着脱>
次に、装置本体Aに対する現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFの着脱について、図54、図58、図59、図60を用いて説明する。
次に、装置本体Aに対する現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFの着脱について、図54、図58、図59、図60を用いて説明する。
図58は、現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFを着脱するために開閉扉13を開いた装置本体Aの斜視図である。図59は、装置本体Aの開閉扉13を開き、トレイ18を引き出した状態の斜視図である。図60は、装置本体Aの開閉扉13を開き、トレイ18を引き出した状態であって、トレイ18に装着された現像カートリッジBに対してクリーニングカートリッジFを係合する際の斜視図である。図54は、開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態で、互いに係合した状態のクリーニングカートリッジFと現像カートリッジBをトレイ18に対して着脱している際の斜視図である。
装置本体Aには開閉扉13が回動可能に取り付けられており、この開閉扉13を開くと図58に示すようにカートリッジ挿入口17が設けられている。そしてカートリッジ挿入口17内には現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFを装置本体Aに装着するためのトレイ18が備えられている。トレイ18は、G方向に所定の位置まで引き出すと、現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFの脱着が図59の方向Eに沿って可能となる。また逆に現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFはトレイ18に載せられた状態で図59の矢印C方向にガイドレール(不図示)に沿って装置本体A内に装着される。
また図60に示すように、現像カートリッジBをトレイ18に残したまま、クリーニングカートリッジFのみトレイ18(現像カートリッジB)から取り外すことも可能である。
また、装置本体Aには、図61に示すように、現像カートリッジBに設けられた第1カップリング21および、クリーニングカートリッジFに設けられた第2カップリング70に駆動を伝達するための第1駆動軸19および第2駆動軸14が設けられている。第1駆動軸19および第2駆動軸14は、装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される。これにより、第1カップリング21から駆動を伝達されて現像ローラ32が回転する。また、第2カップリング70と連結しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。さらに、帯電ローラ66、現像ローラ32は、装置本体Aの給電部(不図示)より給電される。
<カートリッジ支持>
図59に示す装置本体Aからトレイ18が引き出された状態での現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFの支持を説明する。
トレイ18が装置本体Aから引き出された状態では、図54に示すトレイ18における設置面18aに、図56に示す現像カートリッジBの底部22a、22b、22cを載せるように現像カートリッジBを設置させることができる状態である。このトレイ18の設
置面18a上に設置した現像カートリッジBに対してクリーニングカートリッジFが係合している。
図59に示す装置本体Aからトレイ18が引き出された状態での現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFの支持を説明する。
トレイ18が装置本体Aから引き出された状態では、図54に示すトレイ18における設置面18aに、図56に示す現像カートリッジBの底部22a、22b、22cを載せるように現像カートリッジBを設置させることができる状態である。このトレイ18の設
置面18a上に設置した現像カートリッジBに対してクリーニングカートリッジFが係合している。
次に、図58に示す現像カートリッジB及びクリーニングカートリッジFが装置本体A内に装着された状態でのカートリッジ支持を説明する。
図59に示すように、装置本体AにはクリーニングカートリッジFを支持するための駆動側板15と非駆動側板16が設けられている。図61の破線で示す駆動側板15には、駆動側第1支持部15a、駆動側第2支持部15b及びクリーニングカートリッジFの回転支持部15cが設けられる。また図62の破線で示す非駆動側板16には、非駆動側第1支持部16a、非駆動側第2支持部16b及び回転支持部16cが設けられている。
一方、クリーニングカートリッジFの被支持部として、図61に示すように、ドラム軸受73の被支持部73b、被支持部73d、クリーニング枠体71の駆動側ボス71aが設けられている。さらに図62に示すように、非駆動側突部71fと非駆動側ボス71gが設けられている。
トレイ18が引き出された状態から、図59に示すC方向に所定の位置まで装着されると、被支持部73bが駆動側第1支持部15a、被支持部73dが駆動側第2支持部15bにより支持され、駆動側ボス71aが回転支持部15cにより支持される。また、非駆動側突部71fが非駆動側第1支持部16aと非駆動側第2支持部16bにより支持され、非駆動側ボス71gが回転支持部16cにより支持されることで、クリーニングカートリッジFは装置本体A内で位置決めされる。
これに伴い、トレイ18が引き出された状態でトレイ18の設置面18aに設置されていた現像カートリッジBは、トレイ18が装置本体A内に装着されていく過程で装置本体A内で位置決めされたクリーニングカートリッジFに係合した状態のまま、図55に示すように現像カートリッジBの底部22a、22b、22cがトレイ18の設置面18aから離れる。すなわち、現像カートリッジBは、トレイ18が装置本体Aに装着される過程において、当初は、設置面18aによってトレイ18に直接的に支持された状態にある。その後、トレイ18の装置本体Aへの装着によって、クリーニングカートリッジFが装置本体Aに対して上記各種支持部により支持(位置決め)される状態になると、現像カートリッジBは、装置本体Aに位置決めされたクリーニングカートリッジFによって支持される状態となり、底部22a、22b、22cがトレイ18の設置面18aから浮いた状態となる。
<実施例13>
次に、本発明の実施例13の形態を図面に基づいて説明する。
実施例13に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例13の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例13においては、前述した実施例12と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例12と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の実施例13の形態を図面に基づいて説明する。
実施例13に関する以下の説明において用いられる符号には、他の実施例の説明に用いられる符号と同じ符号が含まれる場合があるが、特段の説明がない限り、実施例13の説明に用いられる符号は当該説明にのみ適用されるものとする。
なお、実施例13においては、前述した実施例12と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは実施例12と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
以下に、図64を用いて本実施例でのクリーナレスシステムについて説明する。
本実施例では、転写されずに感光ドラム62上に残留した残留トナーを感光ドラム62の表面から除去するクリーニング部材を設けない、いわゆるクリーナレスシステムの例を示している。
本実施例では、転写されずに感光ドラム62上に残留した残留トナーを感光ドラム62の表面から除去するクリーニング部材を設けない、いわゆるクリーナレスシステムの例を示している。
感光体ドラム62は、図64に示すように、矢印R方向に回転駆動されている。転写工程後に感光ドラム62の表面に残った残留トナーは、感光体ドラム62の回転方向Rから見て、帯電ローラ66と感光ドラム62との当接部である帯電ニップ部の上流側の空隙部である上流空隙部における放電によって感光ドラムと同様に負極性に帯電される。負極性に帯電した残留トナーは、帯電ニップ部において電位差の関係で帯電ローラ66には付着せず通過することになる。
帯電ニップ部を通過した残留トナーは、レーザ照射位置に到達する。残留トナーは光学手段のレーザ光Lを遮蔽するほど多くないため、感光ドラム62上の静電潜像を作像する工程に影響しない。レーザ照射位置を通過した残留トナーで、且つ、非露光部(レーザ照射を受けていない感光ドラム62の表面)の残留トナーは、現像ローラ32と感光ドラム62の当接部である現像ニップ部において、静電力によって現像ローラ32に回収される。一方、露光部(レーザ照射を受けた感光ドラム62の表面)の残留トナーは、静電力的には回収されずにそのまま感光ドラム62上に存在し続ける。しかし一部の残留トナーは、現像ローラ32と感光ドラム62の周速差による物理的な力で回収されることもある。
このように紙に転写されずに感光体ドラム62上に残った残留トナーは、概ね現像容器123に回収される。現像容器123に回収された残留トナーは、現像容器123内に残っているトナーTと混合され使用される。
この場合、図64に示すように、現像カートリッジB2の容量を、実施例12の現像カートリッジBよりも大きくすることが可能となる。
このような構成においても、装置本体AよりクリーニングカートリッジF2のみを取り出した後、現像カートリッジB2を取り出すことが可能である。また装置本体AよりクリーニングカートリッジF2と現像カートリッジB2を一体で取り出した後、クリーニングカートリッジF2と現像カートリッジB2を分離することも可能である。また逆に、装置本体Aに現像カートリッジB2のみを装着した後、クリーニングカートリッジF2を装着することが可能である。またクリーニングカートリッジF2と現像カートリッジB2を一体化した後、装置本体AにクリーニングカートリッジF2と現像カートリッジB2を一体で装着することも可能である。
62…ドラム(電子写真感光体ドラム)、6…クリーニング部材、27…クリーニング枠体、B…プロセスカートリッジ、B1、B2、D1、D2、F1、F2、P1、P2、L1…導電シート
Claims (1)
- 像担持体と、
前記像担持体上の現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材から除去された現像剤を収容する現像剤収容部と、
を有するプロセスカートリッジにおいて、
前記現像剤収容部にインサート成形により一体的に成形された導電性シート部材であって、静電容量を用いて前記現像剤収容部に収容されている前記現像剤の量を検知するための容量検知部材として用いられる導電性シート部材を備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
Priority Applications (2)
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