JP3323602B2 - 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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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】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装着可能な画像形成装置
に関する。
【0002】ここで画像形成装置としては、例えば電子
写真複写機、レーザービームプリンタ、LEDプリンタ
及びファクシミリ装着等が含まれる。
【0003】
【従来の技術】従来、画像形成装置に着脱自在なプロセ
スカートリッジは図8に示すように、感光ドラム(電子
写真感光体)51、コロナ帯電器52、現像装置53、
クリーニング装置54等を1つのハウジング55内にコ
ンパクトにまとめてユニットとして構成されている。ま
た、前記ハウジング55にはコロナ帯電器52の前後に
当たる部分に、像露光用の開口56及び前露光用の開口
57が設けられている。
【0004】ここで近年電子写真感光体の感光層の帯電
として、所謂接触帯電方式が用いられている。この方式
は被帯電体としての電子写真感光体表面に、電源から電
圧(例えば1〜2kV程度の直流電圧、或いは直流電圧
と交流電圧の重畳電圧等)を印加した導電性部材を接触
させることにより、電子写真感光体表面を所定の電位に
帯電させるもので、この方式としては、例えば、ローラ
帯電式、ブレード帯電式、帯電−クリーニング兼用式、
ブラシ帯電式等が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例における接触帯電方式において、印加電圧に交流成
分が含まれる場合、前記ローラ等の帯電部材と電子写真
感光体との間に働くクーロン力のため、帯電部材と電子
写真感光体は交流周波数fの2倍の振動数2f、又はそ
の高調波の振動数で振動し、電子写真感光体等を音源と
して2f又はその高調波の音を発生するという虞があっ
た。
【0006】また転写後に、電子写真感光体上に残った
現像剤を掻き取るために、クリーニングブレードが電子
写真感光体に当接してあるが、電子写真感光体とクリー
ニングブレードとの間には、相互に接触面における摩擦
力に起因するクリーニングブレードの固有振動が発生
し、これが電子写真感光体を振動させ、その固有振動と
その高調波による音を発生するという虞があった。
【0007】そして更に、前述した帯電、又はクリーニ
ングプロセスに起因する帯電部材、クリーニングブレー
ド及び電子写真感光体の振動は、プロセスカートリッジ
のフレームを共鳴振動させて、更に画像形成装置本体の
枠体を共鳴振動させ、2次固体音を誘起させるという虞
があった。
【0008】そこで本発明の目的は、プロセスカートリ
ッジを用いた画像形成時における振動を抑制し得るプロ
セスカートリッジ及び画像形成装置を提供することであ
る。
【0009】また本発明の他の目的は、帯電部材、クリ
ーニングブレード及び電子写真感光体等の振動に起因す
るプロセスカートリッジのフレームの振動あるいは及び
画像形成装置本体のフレームの振動を抑制するプロセス
カートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【0010】また本発明の他の目的は、プロセスカート
リッジのフレームの振動を抑え、更には画像形成装置本
体フレームからの2次固体音の発生を抑制するプロセス
カートリッジ及び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】前記課題を解決する代表
的な本発明は、画像形成装置本体に装着可能なプロセス
カートリッジにおいて、フレームと、電子写真感光体
と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、前
記電子写真感光体を保護する保護カバーであって、前記
電子写真感光体を保護する保護位置と前記保護位置から
退避した退避位置との間を移動可能な、前記フレームに
設けられた保護カバーと、前記保護カバーの内側の表面
に設けられた弾性部材であって、前記保護カバーが前記
退避位置に移動した際に前記フレームの振動を抑えるた
めに、前記フレームの外側表面と接触する弾性部材と、
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】(作用) 前記構成に係る本発明にあっては、電子写真感光体を保
護する保護カバーの内側の表面に設けられた弾性部材
が、前記保護カバーが退避位置に移動した際にプロセス
カートリッジのフレームと接触して前記フレームの振動
を抑え、更に画像形成装置本体への振動の伝達を抑える
ことが可能となる。
【0013】
【実施例】(参考例) 図1は複写機やプリンタ等の電子写真方式を採用する画
像形成装置におけるプロセスカートリッジ近傍を模式的
に示す断面説明図である。尚、実施例に係るプロセスカ
ートリッジでは電子写真感光体に接触して帯電を行う接
触帯電手段を用いている。
【0014】図1において、1は電子写真感光体として
の例えば回転ドラム型の感光ドラムである。この感光ド
ラム1は矢印a方向に所定の周速度(プロセススピー
ド)をもって回転駆動するよう構成する2は前記感光ド
ラム1の表面を所定の極性、電位に均一に帯電処理する
ために、前記感光ドラム1の表面に当接して配設した接
触帯電手段としての帯電ローラであり、前記感光ドラム
1の回転に応じて矢印d方向へ従動回転する。この帯電
ローラ2には画像形成装置本体側の電源装置Sから導電
性の軸2aを介して所定の電圧が印加されており、これ
により前記感光ドラム1の表面が帯電ローラ2により所
定の極性、電位に均一に帯電処理されるのである。
【0015】本参考例では前記帯電ローラ2に交流電圧
と直流電圧を重畳した振動電圧を印加している。振動電
圧は時間と共に周期的に電圧値が変化する電圧である。
更に詳しく言えば、前記帯電ローラ2には感光ドラム1
の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧を有する交流
電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加することが好ま
しい。前記振動電圧の波形としては正弦波に限らず、矩
形波、三角波、パルス波でも良い。尚、交流電圧は直流
電源を周期的にオン、オフすることによって形成された
矩形波の電圧を含む。
【0016】さて、帯電ローラ2で均一帯電処理を受け
た感光ドラム1の表面に図示しない露光手段により目的
の画像情報に対応した画像露光L(原稿画像の結像露
光、レーザービーム走査露光等)が行われ、感光ドラム
1の表面に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成され
る。この静電潜像が現像装置3によってトナー像として
顕像化される。本参考例の現像装置3は矢印b方向に回
転してトナーを搬送する現像スリーブ3aと、該スリー
ブ3a上のトナーコート厚を規制するための現像ブレー
ド3bを有している。
【0017】前記感光ドラム1の表面の担持トナー像
は、転写ローラ4(画像形成装置本体に設けられてい
る)の位置において、感光ドラム1と転写ローラ4との
間に図示しない搬送手段から感光ドラム1の回転と同期
をとって給送された記録媒体Pの面に順次転写される。
前記トナー像転写を受けた記録媒体Pは、感光ドラム1
の表面から分離されて図示しない定着手段(画像形成装
置本体に設けられている。)へ搬送されてトナー像の定
着を受ける。
【0018】記録媒体Pに対するトナー像の転写後、感
光ドラム1の表面はクリーニング装置5の弾性クリーニ
ングブレード5aによって転写残りトナー等の付着物が
掻き落とされ、繰り返し作像に供される。尚、5bは掻
き取ったトナー等を補集するためのスクイシートであ
る。
【0019】本参考例に係る画像形成装置は、感光ドラ
ム1、帯電ローラ2、現像装置3、クリーニング装置5
の4つのプロセス機器について、それらを互いに所定の
位置関係をもって共通のハウジング6内に組み込んで画
像形成装置本体に対して一括して着脱自在のプロセスカ
ートリッジ7として構成している。このプロセスカート
リッジ7を画像形成装置本体内に装着することにより、
画像形成装置本体側とプロセスカートリッジ7側とが機
械的、電気的に相互カップリングして画像形成装置とし
て作動可能状態となる。
【0020】また、前記プロセスカートリッジ7は、前
記ハウジング6には画像露光L用の開口6aが設けてあ
る。
【0021】なお、本参考例にあっては、接触帯電手段
としてローラ形状のものを用いた例を示したが、帯電プ
ロセスを繰り返し行ってもオゾンの発生の少ない接触帯
電手段であればブレード形状でも、ブラシ形状であって
も良いことは当然である。
【0022】さて、図2は着脱自在なプロセスカートリ
ッジ7を有する画像形成装置の全体構成を模式的に示し
た断面説明図である。
【0023】前記画像形成装置11は、記録媒体Pを画
像形成部に給送する給送手段としての給送ローラ12、
感光ドラム1上のトナー像を記録媒体Pに転写するため
の転写手段としての転写ローラ13、記録媒体P上の転
写トナー像を定着するための定着装置14、定着後記録
媒体Pを装置外へ排出するための排出手段としての排出
ローラ15、ファン16、原稿の画像情報を読み取るた
めの光学読取部17(例えば照明ランプ17a、レンズ
17b等)、原稿をセットして矢印方向に移動可能な原
稿台18及び原稿圧着板18aを備え、これに前述した
プロセスカートリッジ7を取り外し可能に装着してい
る。
【0024】なお、前記帯電ローラ2は、エピクロルヒ
ドリンゴム、カーボンブラックの導電粉を適度に分散さ
せて、体積抵抗値を106Ωcmとした導電性部材から
なり、感光ドラム1との間には、直流電圧及びf=45
0Hzの交流電圧がかけられている。このため、帯電ロ
ーラ2と感光ドラム1との間に働く静電力によって、周
波数2f(=900Hz)及びその高調波4f、6f、
・・・の振動数をもった極く小さな音が発生することが
ある。
【0025】さて、前記プロセスカートリッジ7の画像
形成装置本体11への装着は、装置本体1に矢印e方向
にプロセスカートリッジ7を挿入することにより行われ
る。そして装置本体11に開閉自在に設けられた上蓋2
4を矢印f方向に閉じることにより、プロセスカートリ
ッジ7を装置本体の所定の装着位置へ固定し、装着を完
了する。その時の様子を図3に示す。なお、上蓋24は
軸24aを中心にして回動可能であって、ランプ17a
等の読取部17を支持している。
【0026】また、前記プロセスカートリッジ7の枠体
7a及び上蓋24を含む装置本体11の枠体11aは、
ポリスチレン系樹脂で形成されており、帯電により起こ
る帯電ローラ2及び感光ドラム1の振動は、プロセスカ
ートリッジ7の枠体7aを振動させ、更に装置本体11
の枠体11a全体を振動させて極く小さな音を発生する
ことがある。
【0027】ここで参考例により、前記上蓋24の内面
には、プロセスカートリッジ7の上面に当接するよう弾
性体として、厚さ3mm、ShoreA硬度70度のブ
チルゴムシート25が接着してある。そこで上蓋24を
閉めることにより、プロセスカートリッジ7の枠対7a
とブチルゴムシート25は密着する。
【0028】従って、この部分では、上蓋24とプロセ
スカートリッジ7とが弾性体であるゴムを間に鋏んだサ
ンドイッチ状の制振構造となる。そのため、プロセスカ
ートリッジ7の枠体7aの振動自身を押さえるだけでな
く、プロセスカートリッジ7からの複写機11の枠体1
1aへの振動の伝達も押さえ、プロセスカートリッジ7
及び複写機11の枠体7a・11aの振動による音の増
幅を押さえることができる。また、さらに、ゴムによる
音の遮蔽効果も得られる。なお、前記理由により、前記
上蓋は、金属板などの質量の大きいものを用いると、そ
の効果は更に大きくなる。
【0029】本参考例において、前記上蓋24に接着さ
れた弾性体25は、振動体25であるプロセスカートリ
ッグ7の上面に接触しているが、前記弾性体25が接触
してない場合におけるプロセスカートリッジ上面上の振
動の振幅は、端部に比べ中央部の方が大きい。従って、
前記弾性体25は、前記プロセスカートリッジ7の振動
を押えることができる。
【0030】本参考例において、プロセスカートリッジ
上面に圧接するブチルゴム25の面積比率と、前記プロ
セスカートリッジ上面部において観測された振動の最大
値の関係を図7に示す。なお、このときのブチルゴム2
5の面積は、前記の中央部を中心として、大きさを変化
させたものであり、プロセスカートリッジ7の上面全面
に圧接させた場合を100%としている。
【0031】この結果より、ゴム25の圧接する面積
は、プロセスカートリッジ7の上面の全面積の少なくと
も10%以上あれば、全面積に圧接した場合と大きな差
の無い程度の効果が得られ、振動防止としては十分であ
ると判断できる。
【0032】また、上蓋24に接着する弾性体25は、
本参考例では、ShoreA硬度70度、tanδ
(δ:散逸率)=0.3のブチルゴムを用いたが、弾性
体の物性としては、ShoreA硬度30度から90度
の範囲のもの、tanδ0.1以上のものが有効であ
る。
【0033】また、弾性体の材質としては、ブチルゴム
のほか、天然ゴム、SBR、塩素系ゴム、ウレタンゴ
ム、シリコンゴムと、フッ素ゴム、EPDMゴムなど及
びこれら何成分かの混合物、また、これらに、無機質フ
ィラー及び油などを入れて、前記の範囲の物性を示すよ
う特性を改良すればよい。
【0034】なお、本参考例では、ゴムシート25は、
前記上蓋24の内面に接着してあるが、上蓋24との当
接面となるプロセスカートリッジ7の上面に接着しても
よい。
【0035】本参考例を実施することにより、プロセス
カートリッジ7の枠体7aの振動は、6×10−1μm
から1.4×10−1μmとなり、二次固体音の誘発を
押えることができた。
【0036】また前記上蓋24に接着する弾性体の材質
としてはtanδ(δ:散逸率)に注目し、本参考例に
用いたブチルゴムでは前記tanδ=0.3であるが、
tanδ=0.1以上のものが有効である。
【0037】尚、本参考例ではブチルゴムシート25は
上蓋24に接着してあるが、前記上蓋24との当接面と
なるプロセスカートリッジ19の上面に接着しても良
い。
【0038】前述したように、弾性体としてのブチルゴ
ムシート25を装置本体11とプロセスカートリッジ7
との間に介在させることにより、プロセスカートリッジ
7の枠体19aの振動は、6×10−1μmから1.4
×10−1μmとなり、2次固体音の誘発を抑えること
ができた。
【0039】(実施例) 次に図4〜図7に実施例を示す。尚、全体的な構成は前
述した参考例と略同等であるため、ここでは詳しい説明
は省略する。また、同等の機能を有する部材には同符号
を付している。
【0040】図4に示すように、実施例にあっては、プ
ロセスカートリッジ7は感光ドラム1の保護用シャッタ
(保護カバー)19bを有しており、図5に示すように
プロセスカートリッジ7を装置本体11に装着した場
合、前記シャッタ19bはクリーニング装置5方向へ移
動する。なお、前記シャッタ19bは軸19cを中心に
して回動可能であって、感光ドラム1を保護する保護位
置と、前記保護位置から退避する遊位置(退避位置)と
をとり得る。さて、ここで、前記シャッタ19の内面に
は、プロセスカートリッジ7の長手方向に沿って弾性体
としてのブチルゴムシート25が接着してあり、シャッ
タ19bを開放時(退避位置)このブチルゴムシート2
5がプロセスカートリッジ7のフレームであるクリーニ
ング装置5の外表(枠体7a)に密着するため、クリー
ニング装置5の振動を抑えることができる。なお、シャ
ッタ19aは、バネ(図示せず)により常に閉じ方向へ
付勢されており、装置本体11に設けた開閉機構(保護
カバー開閉部材)(図示せず)により、プロセスカート
リッジ7を装置本体11に装着する動作と連動して開放
する。
【0041】また、本実施例においても、クリーニング
装置5に圧接するシャッター19b上の弾性体(弾性部
材)25の面積は、参考例同様、クリーニング装置外面
の中央を中心として、クリーニング装置5の表面積の1
0%以上あれば良い。
【0042】また、更に上蓋24に接着する弾性体25
の物性としては、参考例と同様に、ShoreA硬度3
0度から90度の範囲のもの、tanδ0.1以上の者
が有効である。
【0043】また、弾性体の材質としては、ブチルゴム
のほか、天然ゴム、SBR、塩素系ゴム、ウレタンゴ
ム、シリコンゴム、フッ素ゴム、EPDMゴム等及びこ
れら何成分かの混合物、また、これらに、無機質フィラ
ー及び油をなどを入れて、前記の範囲の物性を示すよう
特性を改良すればよい。
【0044】前記シャッタ19bの移動方向はクリーニ
ング装置23側に限らず、現像装置22の振動が大きい
場合には、現像装置22側に移動するようにしても良
く、また図6に示すように、前記シャッタ19bを2枚
として両側に開くように構成しても良い。
【0045】尚、シャッタの移動方向は、クリーニング
装置5方向だけに限らず、現像装置3の振動が大きい場
合には、現像装置3方向へ移動しても良い。また図6に
示すように、シャッタを2枚として両側に開くように構
成しても良い。(なお現像装置9方向へ開放するシャッ
ター19bの軸は図示を省略した)
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子写真感光体を保護する保護カバーが前記退避位置に移
動した際に、前記保護カバーの内側の表面に設けられた
弾性部材がプロセスカートリッジのフレームの外側表面
と接触することで、前記フレームの振動を抑えることが
できる。また、プロセスカートリッジから画像形成装置
本体に振動が伝達するのを防止することができる。
【0045】なお、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
を画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
る。更に、少なくとも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て装置本体に着脱可能
とするものをいう。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、保
護カバーが保護位置にあるときは電子写真感光体を保護
する機能を果たし、前記保護カバーが前記退避位置に移
動した際には、保護カバーの内側の表面に設けられた弾
性部材で、プロセスカートリッジのフレームの外側表面
と接触して前記フレームの振動を抑え、また画像改正装
置本体に振動が伝達するのを防止する機能を兼ねること
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に適用可能なプロセスカートリッジ単体
の構成を模式的に示した断面説明図である。
【図2】本発明の参考例に係る画像形成装置にプロセス
カートリッジを装着する状態説明図である。
【図3】本発明の参考例に係る画像形成装置にプロセス
カートリッジを装着した状態説明図である。
【図4】本発明の実施例に係るプロセスカートリッジの
説明図である。
【図5】本発明の実施例に係るプロセスカートリッジを
画像形成装置本体に装着した状態説明図である。
【図6】本発明の実施例に係るプロセスカートリッジの
シャッタを両開きにした説明図である。
【図7】本発明を適用した実施例の接触面積と振幅振動
との関係を示したグラフである。
【図8】従来プロセスカートリッジの説明図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム 2 帯電ローラ 2a 軸 3 現像装置 3a 現像スリーブ 3b 弾性ブレード 4 転写ローラ 5 クリーニング装置 5a クリーニングブレード 5b スクイシート 6 ハウジング 6a 開口 7 プロセスカートリッジ 7a 枠体 11 装置本体 11a 枠体 12 給送ローラ 14 定着装置 15 排出ローラ 16 ファン 17 光学読取部 18 原稿台 22 現像装置 23 クリーニング装置 24 上蓋 25 ブチルゴムシート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−349470(JP,A) 特開 平3−101752(JP,A) 特開 平4−84147(JP,A) 特開 平3−61957(JP,A) 特開 平4−368963(JP,A) 特開 昭62−260166(JP,A) 特開 昭62−81649(JP,A) 特開 昭58−203458(JP,A) 特開 昭60−185966(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 21/18 G03G 21/16

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像形成装置本体に装着可能なプロセス
    カートリッジにおいて、 フレームと、 電子写真感光体と、 前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、 前記電子写真感光体を保護する保護カバーであって、前
    記電子写真感光体を保護する保護位置と前記保護位置か
    ら退避した退避位置との間を移動可能な、前記フレーム
    に設けられた保護カバーと、 前記保護カバーの内側の表面に設けられた弾性部材であ
    って、前記保護カバーが前記退避位置に移動した際に前
    記フレームの振動を抑えるために、前記フレームの外側
    表面と接触する弾性部材と、 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】 前記弾性部材はShoreA硬度30度
    〜90度であ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】 前記弾性部材は散逸率0.1〜1.0で
    あ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。
  4. 【請求項4】 前記弾性部材は前記フレームの外側表面
    の10%以上と接触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。
  5. 【請求項5】 前記弾性部材の材質は、ブチルゴム、天
    然ゴム、SBR、塩素系ゴム、ウレタンゴム、シリコン
    ゴム、フッ素ゴム、EPDMゴム、或いは、前記ゴムに
    無機質フィラー、油を含有したものであることを特徴と
    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】 プロセスカートリッジを装着可能であっ
    て、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、 (a)保護カバー開閉部材と、 (b)フレームと、電子写真感光体と、前記電子写真感
    光体に作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体を
    保護する保護カバーであって、前記プロセスカートリッ
    ジが装着される際に保護カバー開閉部材と当接して、前
    記電子写真感光体を保護する保護位置から退避する退避
    位置へ移動する、前記フレームに設けられた保護カバー
    と、前記保護カバーの内側の表面に設けられた弾性部材
    であって、前記保護カバーが前記退避位置に移動した際
    に前記フレームの振動を抑えるために、前記フレームの
    外側表面と接触する弾性部材と、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、 (c)前記記録媒体を搬送する搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
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