JP3278434B2 - プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置

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JP3278434B2
JP3278434B2 JP2001076198A JP2001076198A JP3278434B2 JP 3278434 B2 JP3278434 B2 JP 3278434B2 JP 2001076198 A JP2001076198 A JP 2001076198A JP 2001076198 A JP2001076198 A JP 2001076198A JP 3278434 B2 JP3278434 B2 JP 3278434B2
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process cartridge
frame
photosensitive drum
electrophotographic photosensitive
forming apparatus
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスカートリ
ッジ、及び、前記プロセスカートリッジを着脱可能な画
像形成装置に関する。ここで画像形成装置としては、例
えば電子写真方式や静電記録方式等を適用した例えば複
写機及びレーザービームプリンタ等が含まれる。
【0002】
【従来の技術】複写機等の画像形成装置においては、そ
の使用が長時間に及ぶと感光体ドラムの交換、現像器の
交換又は現像剤(トナー)の補給、帯電器の放電ワイヤ
の清掃、廃トナーで一杯となったクリーニング器の交
換、その他感光体ドラム回りの機器の調整や交換が必要
となる。
【0003】そこで感光ドラムと、現像装置、帯電装
置、クリーニング装置等のプロセス手段をカートリッジ
容器内に一体的に組み付け、プロセスカートリッジとし
て画像形成装置本体に取り外し自在に装着する。そし
て、上記のプロセス機器等についてメンテナンスの必要
が生じれば、ユーザ自身でもってプロセスカートリッジ
全体を交換してメンテナンスの容易化を図るプロセスカ
ートリッジ方式が、実現されている。
【0004】このプロセスカートリッジの構成を図17
に示す。図に示すように、感光体ドラム10をはさんで
両側にクリーニング装置13と現像装置11が配設され
ている。そして現像装置11の略上方にはトナー容器1
10が現像装置11に接合されている。さらに帯電装置
12が感光体ドラム10の略上方に配設されている。ク
リーニング装置13は感光体ドラム10周面上の残留ト
ナーをクリーニングして該感光体ドラム10を次の画像
形成のために備えさせるものである。このクリーニング
装置13は、感光体ドラム周面から除去されたトナーを
回収するクリーナー容器13aと、感光体ドラム10に
摺擦して感光ドラム10周面上の残留トナーを掻き落と
すクリーニングブレード131と、クリーニングブレー
ド131によって掻き落とされたトナーをクリーナー容
器13a内へ導くスクイシート132、及び、クリーナ
ー容器13a内のトナーを該クリーナー容器13aの内
部に搬送する攪拌部材(図示せず)とから構成されてい
る。
【0005】一方、現像装置11は感光体ドラム10に
携帯された静電潜像にトナーを供給して、前記潜像を可
視化させるものである。そしてその構成は、現像室を構
成する現像容器11aと、感光体ドラム10の周面へト
ナーを供給する現像スリーブ112と、現像スリーブ1
12に摺擦してトナーを帯電させ同時に現像スリーブ1
12周面上へ一定厚さのトナー層を形成させる現像ブレ
ード11bとから構成されている。さらに現像容器11
aの感光体ドラム10と反対側の面には開口部11cが
あり、トナーを収容しているトナー容器110の開口部
(図示せず)と係合するように現像容器11aとトナー
容器110が結合されている。
【0006】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記プロセスカートリッジにおいては、プロセスカートリ
ッジを組み立てる際の組み立て易さ、あるいは、分解す
る際の分解の行ない易さを向上させることが望まれてい
た。
【0007】そこで本発明は、前述プロセスカートリッ
ジをさらに発展させたものである。
【0008】(発明の目的)本発明の目的は、プロセス
カートリッジを組み立てる際の組み立て易さを実現した
プロセスカートリッジ、及び、前記プロセスカートリッ
ジを着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【0009】本発明の他の目的は、組立てが簡単なプロ
セスカートリッジ、及び、前記プロセスカートリッジを
着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【0010】本発明の他の目的は、分解の行ない易いプ
ロセスカートリッジ、前記プロセスカートリッジの組み
立て方法、及び、前記プロセスカートリッジを着脱可能
な画像形成装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】主要な本発明は、記録媒
体に画像を形成する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、a、電子写真感光体ドラム
と、前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像
剤を用いて現像するための現像手段と、前記現像手段に
よって前記電子写真感光体ドラムに形成された現像像を
前記記録媒体に転写するための転写開口と、を有する第
一のフレームと、b、前記電子写真感光体ドラムを帯電
するための帯電ローラであって、前記第一のフレームに
設けられた前記電子写真感光体ドラムに弾性部材によっ
て押圧される帯電ローラと、前記現像手段によって現像
に用いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、
プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体
に装着された際に、前記電子写真画像形成装置本体に設
けられた露光手段から発せられた画像情報に応じた光を
前記電子写真感光体ドラムに照射するための露光開口
と、を有して、前記第一のフレームと分離可能に結合し
ている第二のフレームと、を有することを特徴とするプ
ロセスカートリッジである。
【0012】さらに他の主要な本発明は、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ため
の画像形成装置において、a、電子写真感光体ドラム
と、前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像
剤を用いて現像するための現像手段と、前記現像手段に
よって前記電子写真感光体ドラムに形成された現像像を
前記記録媒体に転写するための転写開口と、を有する第
一のフレームと、前記電子写真感光体ドラムを帯電する
ための帯電ローラであって、前記第一のフレームに設け
られた前記電子写真感光体ドラムに弾性部材によって押
圧される帯電ローラと、前記現像手段によって現像に用
いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、プロ
セスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された
際に、前記画像形成装置本体に設けられた露光手段によ
って画像情報に応じた光を前記電子写真感光体ドラムに
照射するための露光開口と、を有して、前記第一のフレ
ームと分離可能に、及び、前記電子写真感光体ドラムと
前記現像手段の上方を覆うように前記第一のフレームと
結合している第二のフレームと、を有するプロセスカー
トリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、
b、前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの
有する電子写真感光体ドラムに前記露光開口を通過させ
て画像情報に応じた光を照射するための露光手段と、
c、前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの
有する電子写真感光体ドラムに形成された現像像を前記
記録媒体に転写するための転写手段と、d、前記記録媒
体を搬送するための搬送手段と、を有することを特徴と
する画像形成装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。
【0014】先ず、図3により本発明を適用したプロセ
スカートリッジを着脱可能な画像形成装置の概要を説明
する。図中10は像担持体である例えば感光体ドラムで
あり、前記感光体ドラム10の回りには現像器11、帯
電器12、クリーニング器13といった画像形成用のプ
ロセス手段がそれぞれ配設されている。そして感光体ド
ラム10及びこれ等のプロセス手段はプラスチック製の
プロセスカートリッジ筐体14a、14b内に一体的に
組み付けられ、プロセスカートリッジ14として装置本
体1内に着脱自在に配設されてメンテナンスの容易化が
図られている。なおこのプロセスカートリッジの筐体構
造については、後に詳述する。そして、装置本体内に装
着されたプロセスカートリッジ14内の感光体ドラム1
0が位置する下方装置本体には、転写帯電器15が配設
されている。さらに前記転写帯電器15に対し給紙側に
は給紙トレイ16、給紙ローラ17、レジストローラ1
8が配設されている。一方排紙側には紙ガイド19、定
着器20、排紙ローラ21、排紙トレイ22が配設され
ている。
【0015】また、装置本体に装着されたプロセスカー
トリッジ14の上方には、原稿照明用の照明ランプ23
及び前記照明ランプ23から原稿0に照射された光の反
射画像光を感光ドラム10に露光する短焦点光学素子ア
レイ24が配設されている。また、装置本体1の上部に
は図示矢印A方向に往復移動可能な原稿台25が設けら
れている。なお26は原稿圧着板である。
【0016】さて帯電器12により一様帯電された感光
体ドラム10に、照明ランプ23から原稿0に照射され
た光の反射画像光が短焦点光学素子アレイ24を介して
照射されると、この感光ドラム10には原稿情報に応じ
た静電潜像が形成される。前記静電潜像は感光ドラム1
0の回転に伴ない現像器11に対向する位置に送られ、
前記現像器11によってトナーtが供給されてトナー像
が形成される。そして転写紙Pは、給紙トレイ16、給
紙ローラ17を介してレジストローラ18に送られ、前
記レジストローラ18によってタイミングを合されて感
光体ドラム10と転写帯電器15間に搬送される。そし
て転写帯電器15の作用によりこの転写紙P上に感光体
ドラム10上のトナー像が転写される。次いで、転写さ
れたトナー像を担持する転写紙Pは定着器20に送られ
てそのトナー像が永久像として定着される。その後、前
記転写紙Pは、排紙ローラ21によって排紙トレイ22
上に積載される。また、転写の終了した感光体ドラム1
0は、その残留トナーがクリーニング器13によりクリ
ーニングされ、つぎの画像形成のために備えられる。な
お、30a、30bはプロセスカートリッジ14を本体
に装着するための装着手段としてのガイドである。
【0017】次に図1及び図2A、図2B及び図2Cに
より本実施例のプロセスカートリッジ14について更に
詳細に説明する。
【0018】本実施例を適用したプロセスカートリッジ
14の筐体は、上側の筐体A(14a)と下側の筐体B
(14b)とから成っており、筐体Aと筐体Bは接合、
分解可能な構造となっている。ここで筐体A・Bはとも
にプラスチック製の一体成型で製造されており、弾性を
有している。
【0019】そしてこの筐体Aの右側部分には図に示す
通り現像剤収容容器としてのトナー容器110が一体的
に形成され、上部に蓋111を溶着してトナーtを収納
している。なおこのトナー容器110の現像器11と対
向する側の開口111aには図2Cに示す通りシール部
材113が貼り付けてある。そしてその一端は折り返さ
れ、筐体Aの外へ突出しており、把手114に接合され
ている。即ち操作者が把手114をつかんで引き抜くこ
とにより、前記シール部材113が開口部111aより
引き剥され、トナーtを現像スリーブ112へ供給でき
るようになっている。またトナー容器110の下側には
筐体Aと下側の筐体Bとが結合するための結合用の爪2
7が設けてあり、筐体Aに一体に設けられた爪27と筐
体Bに一体に設けられた開口28とが係合することによ
って、上側の筐体Aと下側の筐体Bとは簡便に結合でき
ようになっている(なお爪27と開口28は図面上奥ゆ
き方向に4箇所設けられている)。より詳細には、爪2
7の斜面27aに沿って開口28が係合して開口28の
一端28aが爪27の下面27bによって係止される。
ここで、爪27は弾性を有するので、開口28との係合
・離脱をスムーズに行うことができるとともに、開口2
8と係合した際には両者の係合をより強固にする。さら
に筐体Aの左側には図に示す通り現像剤収容容器として
の除去トナー容器130が形成されている。そして筐体
Aの一端は折曲して容器130の底面の一部14a1を
形成しており、この底面14a1と重なる位置まで下側
の筐体Bが延びてきており、両者を重ね合わせた形でビ
ス29によってビス止めされている。そこで、容器13
0の底面は筐体Aと筐体Bとが協働して構成されてい
る。したがって、プロセスカートリッジを分解する際
に、筐体Aと筐体Bの結合を除去して、筐体Aと筐体B
を分離することによって、容器130内に収納している
トナーを効率的に取り出すことができる。また筐体Aの
感光体ドラム10の上方と対向する部分には露光用の開
口部141が設けてある。またトナー容器、クリーニン
グ容器の開口部の回りには、例えば発泡ポリウレタン製
シール部材26a、26bが設けられており、それぞれ
の容器から外部へのトナーの漏れを防いでいる。
【0020】図2Aに示されるように筐体Bはプロセス
カートリッジ14の下側を覆う形状となっており、側面
は壁102a、102bが立ち上っており、筐体Aの下
面まで伸びている。この筐体Bの側面の壁102a、1
02bには感光ドラム10を回転自在に支持する支持軸
103a、103bがビス106a、106bによって
ビス止めされている。また筐体Bの感光体ドラム10の
下側は感光ドラム10上のトナー像を転写紙P上に転写
するため、及び、感光体ドラム10を駆動するための画
像形成装置本体に設けられた駆動装置(図示せず)を受
け入れるための開口部101が設けられている。さらに
筐体Bの側壁102aの上方には帯電器12の帯電ケー
ス122が固定ピン125を介して支持されている。な
おこの帯電ケース122の他端にはピン128が一体的
に形成されており、筐体Bの側壁102bの穴129に
嵌合され支持されている。帯電ケース122の内側には
バネ124a、124bを介して軸受123a、123
bが設けられ、この軸受123a・bによって帯電ロー
ラ121の軸130を支持し、かつ感光ドラム10へ帯
電ローラ121を付勢している。また、帯電ケース12
2の一端は筐体Bの外へ伸びており、帯電ローラ121
へ給電するための電極板126を内包し、図示しない画
像形成装置本体の給電接点と接続されるようになってい
る。
【0021】次に図1、図2Bによってクリーニング装
置13及び現像装置12について詳細に説明する。筐体
Bには感光体ドラム10に摺擦して感光ドラム10周面
上の残留トナーを掻き落とすクリーニングブレード13
1を取り付けるための座面133a、133bが形成さ
れ、この座面133a・bにクリーニングブレード13
1がビス135によってビス止めされている。また筐体
Bの下側の開口部101の長手方向の一端にはスクイシ
ート132が貼り付けられている。また筐体Bの側面の
壁は感光ドラム10からトナー容器110側で内側へ折
れ曲がっており、この部分で現像スリーブ112を支持
するスリーブ軸受117a、117bをバネ118a、
118bを介して支持している。そして現像スリーブ1
12には感光ドラム10と現像スリーブ112との隙間
を一定に保つための間隙保持部材116a、116bが
取付けられ、バネ118a、118bにより感光体ドラ
ムへ付勢されている。さらに現像スリーブ112の一方
の端には歯車119が感光体ドラム10に取付けられて
いるドラムギア104と噛合って取付けられており、感
光体ドラム10の回転に伴なって図1の矢印方向へ回転
駆動される。また現像スリーブ112の内部には複数の
磁極を円周上にもつ円筒状のマグネットローラ115が
配され、その両端の軸は筐体Bによって支持されてい
る。また、現像スリーブ112の上方には現像ブレード
120が筐体Bの側壁102a、102bより突出した
座面(図示せず)に取付けられている。
【0022】この様に下側の筐体Bには感光体ドラム1
0、クリーニングブレード131、スクイシート13
2、帯電器12、現像スリーブ112、現像ブレード1
20が取付けられている。そのため、各部品の感光体ド
ラムに対する位置精度が筐体Bの精度で位置決めできる
ため、位置出しが容易となるとともに非常に精度が高く
なる。
【0023】更に本実施例によるプロセスカートリッジ
14は、前述した通り上側の筐体Aと下側の筐体Bとが
分解可能である。そのため、トナー容器110内のトナ
ーを使い切ったプロセスカートリッジ14を回収して筐
体Aと筐体Bとに分解する。そして筐体Aを清掃後新た
にシール材113を貼り付け、トナーキャップ31を取
り外してトナーを充填口31aより再充填し、その後再
びトナーキャップ31を圧入する。一方筐体Bの再使用
できない摩耗した部品やクリープしたゴム部品等を交換
し、再び両筐体を組立てて出荷することができる。
【0024】また、プロセス機器を取付けた前述筐体B
を、図1に示すような形状であって、トナー容量及び除
去トナー容量が前述筐体Bよりも大きな筐体14cと接
合することにより異なるタイプの画像形成装置本体に対
応可能なより長い寿命をもった別種のプロセスカートリ
ッジを簡単に製造できる。
【0025】図4にさらに本発明による他の実施例を示
す。
【0026】図において、138は除去トナーをプロセ
スカートリッジ14から排出させるパイプであり、画像
形成装置本体に設けられた除去トナーボトル(図示せ
ず)に接続されている。除去トナー容器130内には廃
トナーを排出パイプ138へ導き、搬出させる螺旋状の
廃トナー送り139が配設され、この一端は駆動歯車
(図示せず)に結合されている。そしてこの駆動歯車
は、ドラムギア104から駆動を受け回転させられる。
この場合、上側の筐体Aはトナー容器110のみ設けて
あれば良く、除去トナー容器を持つ必要がない(トナー
容量による除去トナー容量の変動がなくなるため)。本
実施例では除去トナー容器は筐体Aと筐体Bとの接合に
よって形成される。
【0027】また14cは筐体Aの他の種類の形状を表
わしたものである。筐体14cによればトナー容器11
0はより下方に配され、トナー容器110内にはトナー
搬送手段(図示せず)が設けられている。トナー容器1
10の両側には筐体Bが伸びてきており、筐体Aのトナ
ー容器110の両端に設けられた結合用爪27と結合し
ている。
【0028】ところで前述実施例では現像手段を有する
プロセスカートリッジを例示したが、現像手段が別体と
されたプロセスカートリッジで、クリーニング手段の除
去トナー容器のみに本発明を適用しても良いこと勿論で
ある。
【0029】さらに図5及び図6(A)・6(B)を用
いて、本発明の他の実施例について説明する。なお図5
は本発明の一実施例を適用したプロセスカートリッジの
側断面図、図6(A)は上部筐体の斜視図、図6(B)
は下部筐体の斜視図である。
【0030】前述実施例は、筐体Aと筐体Bとを組立て
るのに、爪と開口の係合の他にネジ(ビス)留めを用い
ていたが、次に説明する実施例は爪と開口の係合だけで
筐体Aと筐体Bとを組立てることのできるものである。
【0031】なお、前述実施例と同様の部材には同一図
番を付し、説明を援用する。また図5に示すa−a断面
図、b−b断面図、及びc−c断面図は前述図2A、図
2B及び図2Cを援用する。さらに本実施例においても
図3に示す通り、画像形成装置に装着可能である。
【0032】さて本実施例は、前述実施例のネジ29に
よるネジ留めに代えて、爪27bと開口29との係合に
よって筐体Aと筐体Bとを係止するものである。即ち本
実施例は、図において、筐体Aの左側に形成された除去
トナー容器130の底面14a1の下側に4箇所爪27
bが設けられている。一方筐体Bには筐体Aの底面14
a1と重なり合う部分に開口29が4箇所設けられてい
る。そこでトナー容器110側と同様に廃トナー容器1
30側においても、筐体A側の爪27bと筐体B側の開
口29とが係合して、筐体Aと筐体Bとは組立てられ
る。なお27Cは爪27bの斜面、29aは開口29の
係止端部である。さて、本実施例では、トナー容器11
0側の爪27と廃トナー容器130側の爪27bは共に
爪先が外側を向いており、すなわち爪先が互い逆向きで
ある。そこでプラスチック性の筐体A・Bが有する弾
性、すなわち爪27・27bの弾性力が補完し合って開
口28・29に係合するので、両筐体A・Bの結合はよ
り強固なものとなる。
【0033】さらに本実施例においては、プロセスカー
トリッジの分解をより簡単に行うことができる。
【0034】すなわち本実施例においては、上側の筐体
Aと下側の筐体Bとが結合用の爪27、27bによって
結合されている。そこで図7に示すように、分解用工具
200にプロセスカートリッジ14をセットし、ロッド
201・202を突き出して爪27・27bを押すこと
により、簡単に両筐体A・Bを分解することができる。
【0035】また、このような工具によらなくても、爪
27、27bを押すことにより筐体A・Bは分解するこ
とができるが、この場合複数の爪を同時に押すことが好
ましく工具200を使用する場合と比べると容易ではな
い。
【0036】さらに本発明を適用したプロセスカートリ
ッジの他の実施例について説明する。次に説明する各実
施例は、現像剤がカートリッジの外部へ漏れにくくする
ためにさらにシール部材を設けた例である。
【0037】まず、図8〜図11を用いて、シール部材
を設けたカートリッジについて説明する。
【0038】図8は本実施例のプロセスカートリッジの
断面を示すものである。このプロセスカートリッジ20
1は像担持体としての感光体ドラム202と、その周り
に配設されるプロセス手段としてのクリーニング器20
3、現像器204、帯電器205がカートリッジ枠体2
01a内に配設され、これらが画像形成装置に対して一
体的にユニットとして着脱されるものである。そして感
光体ドラム202や現像器204が寿命に達したり、ク
リーニング器203内の廃トナーが満杯になったり、現
像器204内のトナーを使い尽したりした場合等に、こ
のプロセスカートリッジ201全体を新しいプロセスカ
ートリッジと交換することによりメンテナンスの容易化
を図るものである。尚、本実施例では帯電器205とし
て周知のコロナ帯電器を示したが、米国特許4,85
1,960号に記載のような接触帯電器を用いても良
い。
【0039】クリーニング器203は感光体ドラム20
2から残留トナー(除去現像剤)を除去するクリーニン
グブレード230や除去された除去トナーが外部に漏れ
出すのを防止する掬いシート231と、除去トナーを内
部に貯える除去トナー収容部232等から構成されてい
る。この除去トナー収容部232はクリーニング容器2
03aとブレードホルダー230aとがカートリッジ枠
体201aとシール部材213を介して結合することに
より形成され、このシール部材213が結合部からのト
ナー漏れを防いでいる。
【0040】また、現像器204は一定方向に回転し、
その外周部に保持するトナー(現像剤)を感光体ドラム
202の方に供給する現像スリーブ240や該現像スリ
ーブ240上のトナーの層厚を規制する規制ブレード2
41と、トナーを内部に貯え、これを現像スリーブ24
0の方へ供給するトナー収容部242等から構成されて
いる。このトナー収容部242は分解・清掃が可能なよ
うにトナー収容容器212と現像容器204aとがシー
ル部材214を挟んでねじ等で結合されて形成されてい
る。このシール部材214が結合部からのトナー漏れを
防いでいる。
【0041】上記構成のプロセスカートリッジにおい
て、帯電器205により一様帯電された感光体ドラム2
02に画像光が露光されると、この感光体ドラム202
上には静電潜像が形成される。該静電潜像は感光体ドラ
ム202の回転とともに現像器204の方に移動し、前
記現像器204の現像スリーブ240によりトナーが供
給されてトナー像として顕像化される。前記トナー像は
不図示の転写帯電器等を介して転写紙上に転写され、転
写の終了した感光体ドラム202はその残留トナーが感
光体ドラム202に摺擦するクリーニングブレード23
0により除去されて、つぎの画像形成のために備えられ
る。尚、クリーニングブレード230により除去された
除去トナーは同じく感光ドラム202に摺擦する掬いシ
ート231を介してクリーニング器203の廃トナー収
容部232内に集積される。
【0042】ここで、前述したシール部材213、21
4について、図9、図10を用いて更に説明する。
【0043】本実施例におけるシール部材は、カートリ
ッジ枠体201aの結合面201b(図9)、トナー収
容容器212の結合面212a(図10)のそれぞれ
に、二液性ウレタンゴムよりなる材料Rをノズル215
より注入する。この材料Rは発泡性材料であるため、注
入後約30秒〜10分で結合面201b・212a上で
発泡しつつ固化し、弾性を有するエラストマーとなる。
【0044】材料Rの注入経路は、図9の(a)から始
まって矢印216・217方向へと進み、元の(a)の
地点で重なることで閉ループの経路を形成する。図10
に示すシール部材214についても同様に、(b)から
始まって矢印218・219方向へと進み、元の(b)
へ戻ってくる経路で注入される。注入する面、すなわち
結合面201b、212aは図11のようにあらかじめ
溝211を形成してあるので、シール部材となる材料R
は溝の中まで容易に流れてから固化し弾性を有するエラ
ストマーとなるので、シール材が結合面から容易に外れ
たり横ずれしたりすることはない。
【0045】このようにして結合面上で固体化したシー
ル部材213・214をそれぞれカートリッジ枠体20
1a、トナー収容容器212に付着させた状態でカート
リッジ枠体201a及びトナー収納容器212をそれぞ
れクリーニング容器203a、現像容器204aに結合
することで、上記シール部材213・214がこの結合
部からのトナー漏れを防ぐ役目を果たす。この弾性を有
する固体化したエラストマー213・214の高さh
(図11)は容器結合後の間隙C(図8)よりもそれぞ
れ高くしてあるので、結合することで間隙Cの高さまで
押しつぶされて間隙を埋めることが出来る。
【0046】また、本実施例では材料Rに関し、注入ノ
ズルの注入経路、注入速度、注入流量を完全に自動制御
することで、確実にシール部材を結合面に沿って容易に
形成することができ、図9に示す如く複雑な経路でも不
都合はない。
【0047】尚、以上の説明ではシール部材の材料Rと
して発泡ポリウレタンゴムを使用したが、これに限るこ
となく、シリコンゴム等の軟質ゴムや軟質プラスチック
等といったエラストマー(弾性のある高分子物質)を使
用しても同様な効果を得ることができる。
【0048】このように、プロセスカートリッジ内の現
像器204やクリーニング器203のトナー収容部、廃
トナー収容部を形成する複数の部品の結合部にシール部
材として発泡ポリウレタンゴム等の液状エラストマーを
固化して使用するようにした為、複雑な形状を有する容
器の結合部のトナーシールを容易に、且つ確実に行うこ
とができる。さらに、注入経路の閉ループを容易に形成
できるので、従来における問題点であったシール部材の
継目からのトナー漏れも防ぐことができる。
【0049】次に、本発明を適用した他の実施例を示す
プロセスカートリッジについて、図12、図13、及び
図14を用いて説明する。
【0050】図12に上枠体A、下枠体Bを結合して形
成されたプロセスカートリッジを示す。この図において
図8と同一要素には同一符号を符してある。
【0051】図12に示すプロセスカートリッジは図1
3のように上、下枠体A、Bが爪250及びネジ251
で結合されている。すなわち上枠体Aに設けられた爪2
50が下枠体Bに設けられた開口251と弾性的に係合
して上枠体Aと下枠体Bとが結合する。上下枠体A、B
はそれぞれシール部材213b、214bを挟んでい
る。トナー収容部242は上下枠体A、B及び上枠体A
と規制ブレード241を保持するブレードホルダー24
1aとが結合することで形成され、この結合部にはシー
ル部材214aが設けられていて結合部からのトナー漏
れを防ぐ。また、クリーニング器203の廃トナー収容
部232は上下枠体A、B及び上枠体Aとクリーニング
ブレード230を保持するクリーニングホルダー230
aとが結合することで形成され、この結合部にはシール
部材213aが設けられていて結合部からのトナー漏れ
を防ぐ。
【0052】ここで、図13の上枠体Aの内側を矢印I
方向から見た図を図14に示す。本実施例では、図14
に示すように、トナー収容部、廃トナー収容部の上下枠
体の結合面に二液性ウレタンゴムからなる材料Rをノズ
ル215より注入する。この材料Rは発泡性材料である
ため注入後約30秒〜10分で結合面201b・212
a上で発泡しつつ弾性を有するエラストマーとなる。注
入経路は(a)から始まって矢印216、217へと進
み元の(a)の地点で重なることで閉ループの経路を形
成する。注入する面、すなわち結合面201b・212
aにはあらかじめ溝形状にしてあるので材料Rは溝の中
まで容易に流れてから固化して弾性を有するエラストマ
ーとなるので、シール部材が容易に外れたり、横ずれす
ることはない。このようにして容器上で固体化したシー
ル部材213・214を上枠体Aに付着した状態で下枠
体Bと結合することで、このシール部材213・214
がトナー収容部、廃トナー収容部のトナー漏れを防ぐ役
割をはたす。また、弾性を有する固体化したシール部材
213・214の高さh(図11参照)は枠体結合後の
間隙C1、C2、C3、C4(図12)より高くしてあ
るので結合することで間隙C1〜C4の高さまで押しつ
ぶされて間隙を埋めることができる。
【0053】また、本実施例では前述の実施例と同様
に、注入ノズルの注入経路、材料Rの注入速度、注入流
量を完全に自動制御することで、確実にシール部材を容
易に結合面に沿って注入することが可能である。さら
に、注入箇所を1つの枠体側にまとめることができるの
で、1回の位置決めで注入ができることから作業工程数
が大幅に減少できる。
【0054】また、使用できる材料Rも前述実施例のよ
うに軟質ゴムや軟質プラスチック等のエラストマーを選
択することができる。
【0055】ところで、前述実施例において、液状エラ
ストマーを結合面に注入することを示したが、ここで、
液状エラストマーとして二液型反応性液体を混合し、ノ
ズル215より吐出するシステムについて図15を用い
て説明する。
【0056】図15においてA液、B液がそれぞれ収納
されたタンクA60、タンクB61より二液反応に最適
な混合比率になるように、精密定量ポンプ262、26
3によってA液、B液が混合攪拌部264にそれぞれ送
られる。混合攪拌部264では、A液とB液が均一に混
ざるようにモーターによる強制攪拌を行う。これら二液
が反応して固化し、弾性を有するエラストマーとなるに
は早くとも30秒程度はかかるので、反応の途中段階で
液状エラストマーとして吐出部265のノズル215よ
り吐出される。そして、混合攪拌部264、吐出部26
5、ノズル215を含む注入ヘッドは前述した容器等の
注入部材の形状に合わせX、Y、Zの3軸方向に移動し
つつ、液状エラストマーを注入部材に注入する。
【0057】A液、B液の定量ポンプ262、263に
よる二液混合比率の計量、及び混合攪拌速度、注入ヘッ
ドのX、Y、Z方向への走行経路、注入速度等は不図示
の産業用ロボットのコントローラにあらかじめプログラ
ムされた内容に沿って最適条件に制御され、注入作業は
自動的に行われる。
【0058】このようにして注入される材料に関し、前
述した実施例に採用した材料は下記の通りである。
【0059】
【表1】
【0060】次に、液状エラストマーとして、本実施例
の二液型反応性液体によらず、一液型反応性液体にN2
ガスを混入して強制発泡させ、ノズル15より吐出する
システムについて図16を用いて説明する。
【0061】図16において、ポリウレタンを主原料と
した液状エラストマーを、加熱器267で70℃〜10
0℃に加熱しつつ、収納したタンク266からポンプで
フォームミックスマシン268に送り出す。フォームミ
ックスマシン268ではタンク266から送り出された
液体が装置269からのN2ガスと混合することにより
発泡反応され、液状エラストマーが固化するまでの間に
吐出部270のノズル215から容器等の注入部材に液
状エラストマーが注入される。
【0062】ここで、N2ガスの混合、原材料の送り出
し、注入ヘッドのX、Y、Zの方向への走行経路や注入
速度等は二液型反応液体の場合と同様に不図示の産業用
ロボットのコントローラにより最適条件に制御され、注
入作業は自動的に行われる。
【0063】尚、本実施例におけるエラストマーの物性
としては伸び100〜200%、硬度(アスカーC)4
〜15、圧縮復元性90%以上の値を示し、シール部材
としての機能を果たすのに充分な弾性エラストマーであ
ることが好ましい。
【0064】前述した実施例ではプロセスカートリッジ
がクリーニング手段の廃トナー収容部と現像手段のトナ
ー収容部との両方を有するものを説明したが、これに限
らず少なくとも一方の収容部を有するプロセスカートリ
ッジに本発明を適用しても良いこと勿論である。
【0065】このように、本実施例によれば、プロセス
カートリッジの現像剤収容部を形成する複数の部材の結
合部に液状エラストマーを注入して固化させてシール部
材を形成したので、従来のシール方法に比べて容易に且
つ確実に現像剤の漏れを防止することができ、結合部が
複雑な形状であっても対応することができる。
【0066】また、液状エラストマー注入の自動制御が
可能となるので、プロセスカートリッジの組立性も良好
となる。
【0067】なお、前述したプロセスカートリッジと
は、像担持体と前記像担持体に作用するプロセス手段の
うち少なくとも一つを一体に有するものであれば良い。
そこでより具体的には、前述プロセスカートリッジと
は、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子
写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカート
リッジを画像形成装置(例えば、複写機、LBP等)本
体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、
現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つの電子写
真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置
(例えば、複写機、LBP等)本体に着脱可能とするも
のである。
【0068】以上説明したように、前述各実施例によれ
ば、組み立てが簡単なプロセスカートリッジ、及び、前
記プロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置を提
供することができる。また前述各実施例によれば、分解
の行ない易いプロセスカートリッジ、及び、前記プロセ
スカートリッジを着脱可能な画像形成装置を提供するこ
とができる。またさらに、前述各実施例によれば分解及
び組立てが簡単であって、各部品の再利用が行い易いプ
ロセスカートリッジ、及び、前記プロセスカートリッジ
を着脱可能な画像形成装置を提供することができる。
【0069】また前述各実施例によれば、プロセスカー
トリッジの筐体を分割可能とし、一方の筐体に電子写真
感光体と、これに作用するプロセス手段を支持し、他方
の筐体に予めトナーを充填されているトナー容器及び/
又は廃トナーを収納する容器を一体に取付け、前記筐体
を接合して組立てて更に分解可能とすることにより次の
効果が得られる。
【0070】1.現像剤収容容器であるトナー容器を有
する筐体を交換することにより簡単に寿命や断面形状の
異なる、プロセスカートリッジを供給できる。
【0071】2.電子写真感光体と、プロセス手段を支
持する筐体を統一できるため生産管理が簡便になる。
【0072】3.更に、トナー容器内のトナーを使い切
ったプロセスカートリッジを回収し、筐体を分解し、耐
用限度を越えた部品を交換し、例えば新しいトナーを再
充填したトナー容器を有する筐体を接合すれば、プロセ
スカートリッジの再利用が簡単にできる。
【0073】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、組
立て性の向上したプロセスカートリッジ、及び、前記プ
ロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置を提供す
ることができる。
【0074】また本発明によれば、分解の行ない易いプ
ロセスカートリッジ、及び、前記プロセスカートリッジ
を着脱可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したプロセスカートリッジの一実
施例を示す断面図である。
【図2】A 図1のa−a断面図である。 B 図1のb−b断面図である。 C 図1のc−c断面図である。
【図3】本発明のプロセスカートリッジが着脱自在な画
像形成装置の断面図である。
【図4】本発明による他の実施例を表わすプロセスカー
トリッジの断面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施例を適用したプロセス
カートリッジの側断面図である。
【図6】(A) 上部筐体の斜視図である。 (B) 下部筐体の斜視図である。
【図7】プロセスカートリッジを分解する際の状態図で
ある。
【図8】本発明を適用可能なプロセスカートリッジの断
面図である。
【図9】カートリッジ枠体の結合面に液状エラストマー
を注入している状態を示す斜視図である。
【図10】トナー収納容器の結合面に液状エラストマー
を注入した状態を示す斜視図である。
【図11】液状エラストマーが結合面に注入された状態
を示す断面図である。
【図12】本発明を適用した実施例を示すプロセスカー
トリッジの断面図である。
【図13】図12に示したプロセスカートリッジを上枠
体と下枠体に分離した状態を示す断面図である。
【図14】図13に示した上枠体の結合面に液状エラス
トマーを注入している状態を示す斜視図である。
【図15】液状エラストマーの注入システムを説明する
模式図である。
【図16】液状エラストマーの注入システムを説明する
模式図である。
【図17】従来のプロセスカートリッジの側断面図であ
る。
【符号の説明】
10 感光ドラム 11 現像器 12 帯電器 13 クリーニング器 14a、14b プロセスカートリッジ筐体 14 プロセスカートリッジ 27、27b 爪 29 開口 201 プロセスカートリッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白井 啓之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 渡辺 一史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 佐々木 新一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 唐鎌 俊之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−289874(JP,A) 特開 平3−256058(JP,A) 特開 平2−257146(JP,A) 特開 昭62−165670(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 21/10 - 21/12 G03G 15/08 - 15/08 507

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体に画像を形成する画像形成装置
    本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、 a、電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像剤を
    用いて現像するための現像手段と、 前記現像手段によって前記電子写真感光体ドラムに形成
    された現像像を前記記録媒体に転写するための転写開口
    と、を有する第一のフレームと、 b、前記電子写真感光体ドラムを帯電するための帯電ロ
    ーラであって、前記第一のフレームに設けられた前記電
    子写真感光体ドラムに弾性部材によって押圧されている
    帯電ローラと、 前記現像手段によって現像に用いられる現像剤を収納し
    ている現像剤収納部と、 プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着さ
    れた際に、前記画像形成装置本体に設けられた露光手段
    から発せられる画像情報に応じた光を前記電子写真感光
    体ドラムに照射するための露光開口と、 を有して、前記第一のフレームと分離可能に結合してい
    る第二のフレームと、を有することを特徴とするプロセ
    スカートリッジ。
  2. 【請求項2】 更に、前記第一のフレームは、前記現像
    手段の設けられた側にその長手方向に沿って配置された
    複数個の第一の係合部材と、前記電子写真感光体ドラム
    に残留する現像剤を除去するためのクリーニング手段の
    設けられた側にその長手方向に沿って配置された複数個
    の第二の係合部材と、を有する、また、前記第二のフレ
    ームは、前記現像剤収納部の設けられた側にその長手方
    向に沿って配置された、前記第一の係合部材と離脱可能
    に係合する、弾性を有する複数個の第一のフック部材
    と、前記露光開口を挟んで前記現像剤収納部の設けられ
    た側とは反対側に設けられた、前記第二の係合部材と離
    脱可能に係合する、弾性を有する複数個の第二のフック
    部材と、を有する、そして、前記第一の係合部材と第一
    のフック部材とが係合する、また、前記第二の係合部材
    と第二のフック部材とが係合することによって、前記第
    一のフレームと前記第二のフレームは結合している、そ
    して、前記第一の係合部材と第一のフック部材との係合
    が外れる、また、前記第二の係合部材と第二のフック部
    材との係合が外れることによって、前記第一のフレーム
    と前記第二のフレームは分離することを特徴とする請求
    項1に記載のプロセスカートリッジ。
  3. 【請求項3】 前記第一のフック部材は前記現像剤収納
    部の下面であって、前記現像剤収納部の長手方向に沿っ
    て複数個並んで配置されている、そして、前記第一のフ
    ック部材は前記第一の係合部材としての係合開口と離脱
    可能に係合する、そして、前記第一のフック部材の爪先
    は前記露光開口の設けられた側とは反対側を向いている
    ことを特徴とする請求項2に記載のプロセスカートリッ
    ジ。
  4. 【請求項4】 前記第二のフック部材は前記第二のフレ
    ームの長手方向に沿って複数個並んで配置されている、
    そして、前記第二のフック部材は前記第二の係合部材と
    しての係合開口と離脱可能に係合する、そして、前記第
    二のフック部材の爪先は前記露光開口の設けられた側と
    は反対側を向いていることを特徴とする請求項3に記載
    のプロセスカートリッジ。
  5. 【請求項5】 更に、前記第一のフレームは、前記電子
    写真感光体ドラムに残留する現像剤を除去するためのク
    リーニング手段を有する、そして、前記第一のフレーム
    と前記第二のフレームとが結合してプロセスカートリッ
    ジを構成した際に、前記クリーニング手段によって前記
    電子写真感光体ドラムから除去された除去現像剤を収納
    するための除去現像剤収納部を前記第一のフレームと前
    記第二のフレームとが協同して構成することを特徴とす
    る請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
  6. 【請求項6】 前記第一のフレームと前記第二のフレー
    ムは、前記両フレームの間から現像剤が漏れ出るのを防
    ぐためのシール部材を介在して結合されていることを特
    徴とする請求項1、又は、請求項2、又は、請求項3、
    又は、請求項4、又は、請求項5に記載のプロセスカー
    トリッジ。
  7. 【請求項7】 前記プロセスカートリッジが前記画像形
    成装置本体に装着された際に、上方となる前記電子写真
    感光体ドラム部分、及び、現像手段部分を覆うように前
    記第二のフレームは前記第一のフレームと結合している
    ことを特徴とする請求項1、又は、請求項2、又は、請
    求項3、又は、請求項4、又は、請求項5、又は、請求
    項6に記載のプロセスカートリッジ。
  8. 【請求項8】 前記プロセスカートリッジは前記画像形
    成装置本体に、前記第一のフレームを下方にして、ま
    た、前記第二のフレームを上方にして装着されることを
    特徴とする請求項1、又は、請求項2、又は、請求項
    3、又は、請求項4、又は、請求項5、又は、請求項6
    又は、請求項7に記載のプロセスカートリッジ。
  9. 【請求項9】 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ための画像形成装置において、 a、電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像剤を
    用いて現像するための現像手段と、 前記現像手段によって前記電子写真感光体ドラムに形成
    された現像像を前記記録媒体に転写するための転写開口
    と、を有する第一のフレームと、 前記電子写真感光体ドラムを帯電するための帯電ローラ
    であって、前記第一のフレームに設けられた前記電子写
    真感光体ドラムに弾性部材によって押圧されている帯電
    ローラと、 前記現像手段によって現像に用いられる現像剤を収納し
    ている現像剤収納部と、 プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着さ
    れた際に、前記画像形成装置本体に設けられた露光手段
    から発せられる画像情報に応じた光を前記電子写真感光
    体ドラムに照射するための露光開口と、 を有して、前記第一のフレームと分離可能に結合してい
    る第二のフレームと、 を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着す
    るための装着手段と、 b、前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの
    有する電子写真感光体ドラムに、前記露光開口を通過さ
    せて画像情報に応じた光を照射するための前記露光手段
    と、 c、前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの
    有する電子写真感光体ドラムに形成された現像像を前記
    記録媒体に転写するための転写手段と、 d、前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有す
    ることを特徴とする画像形成装置。
  10. 【請求項10】 記録媒体に画像を形成する画像形成装
    置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、 a、電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像剤を
    用いて現像するための現像手段と、 前記現像手段によって前記電子写真感光体ドラムに形成
    された現像像を前記記録媒体に転写するための転写開口
    と、 を有する第一のフレームと、 b、前記電子写真感光体ドラムを帯電するための帯電ロ
    ーラであって、前記第一のフレームに設けられた前記電
    子写真感光体ドラムに弾性部材によって押圧されている
    帯電ローラと、 前記現像手段によって現像に用いられる現像剤を収納し
    ている現像剤収納部と、 プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着さ
    れた際に、前記画像形成装置本体に設けられた露光手段
    から発せられる画像情報に応じた光を前記電子写真感光
    体ドラムに照射するための露光開口と、 を有する第二のフレームと、 前記第一のフレームと第二のフレームとを結合するため
    の、複数個の係合部と、前記係合部に係合する複数個の
    フック部材と、を有し、 前記係合部と前記フック部材とを弾性的に係合させて、
    前記第一のフレームと第二のフレームとを結合したこと
    を特徴とするプロセスカートリッジ。
  11. 【請求項11】 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ための画像形成装置におい
    て、 a、電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像剤を
    用いて現像するための現像手段と、 前記現像手段によって前記電子写真感光体ドラムに形成
    された現像像を前記記録媒体に転写するための転写開口
    と、 を有する第一のフレームと、 b、前記電子写真感光体ドラムを帯電するための帯電ロ
    ーラであって、前記第一のフレームに設けられた前記電
    子写真感光体ドラムに弾性部材によって押圧されている
    帯電ローラと、 前記現像手段によって現像に用いられる現像剤を収納し
    ている現像剤収納部と、 プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着さ
    れた際に、前記画像形成装置本体に設けられた露光手段
    から発せられる画像情報に応じた光を前記電子写真感光
    体ドラムに照射するための露光開口と、 を有する第二のフレームと、 前記第一のフレームと第二のフレームとを結合するため
    の、複数個の係合部と、前記係合部に係合する複数個の
    フック部材と、を有し、 前記係合部と前記フック部材とを弾性的に係合させて、
    前記第一のフレームと第二のフレームとを結合したプロ
    セスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着
    手段と、 b、前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの
    有する電子写真感光体ドラムに、前記露光開口を通過さ
    せて画像情報に応じた光を照射するための前記露光手段
    と、 c、前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの
    有する電子写真感光体ドラムに形成された現像像を前記
    記録媒体に転写するための転写手段と、 d、前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有す
    ることを特徴とする画像形成装置。
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