JP3347446B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現像剤を用いて記録行う
ための現像装置及び装置本体に着脱可能なプロセスカー
トリッジ及び前記プロセスカートリッジを装着して画像
を形成するための画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の画像形成装置は、帯電器に
よって一様に帯電させた像担持体に選択的な露光をして
潜像を形成し、現像器によって前記潜像を現像剤で顕像
化すると共に、該現像剤による像を記録媒体に転写して
画像記録を行う。このような装置にあっては、各部材の
メンテナンスは専門のサービスマンが行い、ユーザには
不便を伴うことがあった。

【０００３】そこで、前記像担持体、帯電器、現像器、
クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化
することにより、ユーザが前記カートリッジを装置本体
に装填することによって、現像剤の補給や寿命に達した
像担持体の部品交換可能とし、メンテナンスを容易にし
たものが実用化されている。

【０００４】このようなカートリッジは近年の地球環境
保護の高まりから、省資源、省エネルギー、ゴミの低減
を目的として、部品の再生、再利用がされ始めている。

【０００５】例えば、プロセスカートリッジにあっては
帯電ローラ、現像スリーブ、転写ローラ等のローラ類の
ような部品は製品寿命が長く、カートリッジ内の現像剤
を使用した後も使用可能である。そのため最近では現像
剤使用後のカートリッジを回収し、前記ローラ類等の部
品を取り出して再生、再利用（リサイクル）するように
なってきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プロセスカートリッジは、図６に示すように、現像剤容
器50と現像枠体51とを熱又は超音波溶着し、或いはビス
等によって固着していたために、使用後のプロセスカー
トリッジをリサイクルしようとしたとき、現像剤容器50
と現像枠体51とが溶着されている場合には、これを分離
することが難しいといった課題があった。

【０００７】本発明は従来の前記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、現像剤容器及び現像枠
体の組立て及び分解が容易であり、リサイクルに際して
は内部部品の再使用を可能とした現像装置及びプロセス
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
な画像形成装置を提供せんとするものである。また、現
像剤容器と現像枠体の結合を前記現像剤容器の蓋部材で
おこなうことで、部品点数、加工費を削減してコストダ
ウンを図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、電子写真感光体に形成
された静電潜像を現像するための現像装置において、前
記静電潜像の現像を行なうために用いられる現像剤を収
容するための現像剤容器と、前記現像剤容器が画像形成
装置本体に装着された状態において、前記現像剤容器の
下方に設けられた第１の下リブと、前記現像剤容器が前
記装置本体に装着された状態において、前記現像剤容器
の上方に設けられた第１の上リブと、前記電子写真感光
体に形成された静電潜像を現像するための現像手段を有
する現像枠体と、前記現像枠体が前記装置本体に装着さ
れた状態において、前記現像枠体の下方に設けられた第
２の下リブと、前記現像枠体が前記装置本体に装着され
た状態において、前記現像枠体の上方に設けられた第２
の上リブと、前記現像剤容器の開口部を遮蔽し、前記現
像剤容器内の現像剤を前記現像手段へ供給するための開
口を有する蓋部材と、前記蓋部材の一方の面に設けられ
た第１の係止部であって、前記第１の下リブと係合する
第１の係止部と、前記一方の面に設けられた第１の爪部
であって、前記第１の係止部が前記第１の下リブに係合
した後、前記第１の上リブと係合する第１の爪部と、前
記一方の面とは反対側の面に設けられた第２の係止部で
あって、前記第２の下リブと係合する第２の係止部と、
前記反対側の面に設けられた第２の爪部であって、前記
第２の係止部が前記第２の下リブに係合した後、前記第
２の上リブと係合する第２の爪部と、を有することを特
徴としてなるものである。

【０００９】

【作用】上記構成にあっては、蓋部材の第１の係止部、
第１の爪部、第２の係止部、第２の爪部を現像剤容器の
第１の下リブ、第１の上リブ、現像枠体の第２の下リ
ブ、第２の上リブに係止することによって、現像枠体と
現像剤容器を結合することが出来、また前記係止を解除
することによって、現像枠体と現像剤容器を分離するこ
とが出来る。

【００１０】

【実施例】次に本発明に係る現像装置を用いたプロセス
カートリッジ及び該プロセスカートリッジを装着可能な
画像形成装置の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。

【００１１】〔第一実施例〕図１は第一実施例に係るプ
ロセスカートリッジの現像剤容器と現像枠体の結合構成
の説明図であり、図２はプロセスカートリッジを装着し
た画像形成装置の構成説明図であり、図３はプロセスカ
ートリッジの装着説明図、図４はプロセスカートリッジ
の構成説明図である。

【００１２】ここでは第一実施例の説明の順序として、
プロセスカートリッジを装着した画像形成装置の全体構
成を説明し、次に現像剤容器と現像枠体の結合構成につ
いて説明する。

【００１３】｛全体構成｝この画像形成装置Ａは、図２
に示すように、光学系１から画像情報に基づいたレーザ
ー光Ｌを照射して像担持体である感光体ドラムに現像剤
（以下「トナー」という）の像を形成する。そして前記
トナー像の形成と同期して、記録媒体２をカセット３ａ
からピックアップローラ３ｂ及びレジストローラ対３c
1，３c2等からなる搬送手段３で搬送し、且つプロセス
カートリッジＢとしてカートリッジ化された画像形成部
において、前記感光体ドラムに形成したトナー像を転写
手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって
記録媒体２に転写し、その記録媒体２をガイド板３ｄで
ガイドして定着手段５へと搬送する。この定着手段５は
駆動ローラ５ａ及びヒータ５ｂを内蔵する定着ローラ５
ｃからなり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加し
て転写トナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排
出ローラ対３e1，３e2で搬送して排出部６へと排出する
如く構成している。 一方、前記画像形成部を形成する
プロセスカートリッジＢは、図２及び図４に示すよう
に、感光層を有する感光体ドラム７を回転し、その表面
を帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加によって一
様に帯電し、前記光学系１からの光像を露光部９を介し
て感光体ドラム７に露光して潜像を形成し、現像手段10
によって現像するように構成している。この現像手段10
は、トナー溜め10ａ内のトナーをトナー送り部材10b1及
び送りローラ10b2で送り出し、固定磁石10ｃを内蔵した
現像スリーブ10ｄを回転させると共に、現像ブレード10
ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像スリ
ーブ10ｄの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じ
て感光体ドラム７へ転移させることによってトナー像を
形成して可視像化する。そして転写ローラ４に前記トナ
ー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体２に
転写した後は、クリーニングブレード11ａによって感光
体ドラム７に残留したトナーを掻き落とすと共に、スク
イシート11ｂによって掬い取り、廃トナー溜め11ｃへ集
めるクリーニング手段11によって感光体ドラム７上の残
留トナーを除去するように構成している。

【００１４】尚、前記感光体ドラム７等の各部品は、ト
ナー溜め10ａを形成するトナー容器12ａと、現像スリー
ブ10ｄ等を保持する現像枠体12ｂと、感光体ドラム７や
帯電ローラ８及びクリーニング手段11を設けるクリーニ
ング枠体12ｃと、感光体ドラム７を被曝から保護するた
めのシャッタ部材12ｄを結合させて構成したハウジング
内に収納してカートリッジ化され、装置本体13に設けら
れたカートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着され
る。

【００１５】前記カートリッジ装着は、装置本体13の前
ユニット14を開くことによって行われる。即ち、装置本
体13の前部にはヒンジ14ａによって開閉可能な前ユニッ
ト14が取り付けてあり、この前ユニット14を開くと装置
本体13内にはカートリッジ装着手段が設けてある。

【００１６】前記カートリッジ装着構成は、図３に示す
ように、感光体ドラム７を軸支するドラムピンG1と、ク
リーニング枠体12ｃの外部に形成されたガイド部G2及び
バネ性を有するクリックバネ部G3が両側面に構成されて
いる。一方、装置本体13には前記ガイド部G2をガイドす
るガイド穴部G4及びクリックバネ部G3が入るクリック凹
み部G5及び感光体ドラム７の位置決めを行う位置決め部
G6が両側面に形成されている。そして感光体ドラム７へ
の駆動は装置本体13の側面に軸支したドラム駆動ギアG7
によって行われる。

【００１７】尚、シャッタ部材12ｄは図示しない開閉機
構により、前記プロセスカートリッジＢの着脱に伴って
軸12d1を中心に開閉し、カートリッジＢを画像形成装置
Ａに装着したときは開き、カートリッジＢを画像形成装
置Ａから取り外すと閉じる。

【００１８】｛トナー容器と現像枠体の結合構成｝次に
トナー容器12ａと現像枠体12ｂとの結合構成について、
図１を参照して説明する。

【００１９】従来はトナー容器12ａと現像枠体12ｂとは
溶着或いはビス止め等によって結合されていたが、本実
施例にあってはトナー容器12ａと現像枠体12ｂとを係止
構造によって結合している。

【００２０】トナー容器12ａはトナーを収納するための
容器形状をしており、一方面（図１の右側）に開口部が
形成してある。そしてこの開口部を遮蔽するように蓋部
材15が取り付けられ、この蓋部材15に現像枠体12ｂが取
り付けられている。そしてトナー容器12ａに収納された
トナーｔは蓋部材15に設けた開口15ａを介して現像枠体
12ｂに取り付けた現像スリーブ10ｄへ供給される。

【００２１】前記蓋部材15には、トナー容器12ａの内壁
に形成された第１の上リブである上リブ12a1及び第１の
下リブである下リブ12a2に係止する第１の爪部である爪
部15b1及び第１の係止部である係止部15b2が形成されて
いる。また前記爪部15b1及び係止部15b2が設けられてい
る面と反対側の面には、現像枠体12ｂの内壁に形成され
た第２の上リブである上リブ12b1及び第２の下リブであ
る下リブ12b2に係止する第２の爪部である爪部15c1及び
第２の係止部である係止部15c2が形成されている。

【００２２】前記トナー容器12ａと現像枠体12ｂとの組
立て作業は、まずトナー容器12ａにトナー送り部材10b1
を組み付けた後、蓋部材15の係止部15b2をトナー容器12
ａの下リブ12a2に引っ掛け、更に爪部15b1が上リブ12a1
に係止するまで押し込む。同様にして蓋部材15の係止部
15c2を現像枠体12ｂの下リブ12b2に引っ掛け、更に爪部
15c1が上リブ12b1に係止するまで押し込む。これによ
り、トナー容器12ａと現像枠体12ｂとは蓋部材15を介し
て結合する。

【００２３】前記のように、蓋部材15に結合部を設け、
この蓋部材15を介してトナー容器12ａと現像枠体12ｂと
を係止結合することにより、トナー容器12ａと現像枠体
12ｂとの組立て作業が容易になし得ると共に、リサイク
ルに際しては前記係止を解除することによって簡単に分
解することが可能であり、トナー送り部材10b1等の内部
部品の再生或いは再使用を簡単に行うことが出来る。

【００２４】また前記蓋部材15の結合部は容器内部に形
成されているために、作業者が不注意によってトナー容
器12ａと現像枠体12ｂとを分解してしまい、収納された
トナーを飛散させてしまうことがない。

【００２５】〔第二実施例〕次に第二実施例として、ね
じれ力に対して強い、トナー容器12ａと現像枠体12ｂと
の結合構造を図５を参照して説明する。尚、前述した第
一実施例と同一部材は同一符号を付して説明を援用す
る。

【００２６】この実施例では、第一実施例における蓋部
材15に設けた爪部15c1及び係止部15c2（図１参照）の代
わりに、現像枠体12ｂに形成した嵌合孔12b3及び12b4に
挿通されるボス15d1，15d2を設けている。

【００２７】前記トナー容器12ａと現像枠体12ｂとの組
立て作業は、まずトナー容器12ａと蓋部材15との結合は
前述した第一実施例と同様に行う。次に蓋部材15と現像
枠体12ｂとの結合は、ボス15d1，15d2を嵌合孔12b3，12
b4に挿通した後、熱カシメして結合する。

【００２８】このように熱カシメによって結合すると、
図５のＸ，Ｙ，Ｚ方向の全てに対して結合力が発生する
ために、例えば現像スリーブ10ｄの回転トルクが比較的
高く、現像手段10にねじれ力等が発生しても、トナー容
器12ａと現像枠体12ｂとの結合状態は安定し、強固な結
合状態が維持される。

【００２９】尚、前記のように熱カシメによって結合し
た場合、リサイクルに際してトナー容器12ａと現像枠体
12ｂとを分解する場合には、ボス15d1，15d2のカシメ足
を切断する必要があり、蓋部材15は再使用出来なくな
る。しかし、この蓋部材15を低コストの材料で構成する
ことにより、コストアップを最小限に抑えることが出来
る。

【００３０】〔他の実施例〕前述した本発明に係るプロ
セスカートリッジＢは前述のように単色の画像を形成す
る場合のみならず、現像手段を複数設け、複数色の画像
（例えば２色画像、３色画像或いはフルカラー等）を形
成するカートリッジにも好適に適用することが出来る。

【００３１】また現像方法としても、公知の２成分磁気
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。

【００３２】また像担持体としては、前記感光体ドラム
に限定されることなく、例えば次のものが含まれる。ま
ず感光体としては光導電体が用いられ、光導電体として
は例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、
酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が
含まれる。また前記感光体を搭載する形状としては、例
えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート状等が含
まれる。尚、一般的にはドラム状又はベルト状のものが
用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあって
は、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は
塗工等を行ったものである。

【００３３】また帯電手段の構成も、前述した第一実施
例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負
のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの
表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然で
ある。

【００３４】尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以
外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。

【００３５】また感光体ドラムに残存するトナーのクリ
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。

【００３６】また前述したプロセスカートリッジとは、
少なくとも現像装置を備えたものである。従って、その
プロセスカートリッジの態様としては、例えば現像手段
のみをカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするも
の。現像手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化
し、装置本体に着脱可能にするもの。現像手段とクリー
ニング手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に
着脱可能にするもの。現像手段と帯電手段とを一体的に
カートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更
には現像手段と、前記プロセス手段の２つ以上のものを
組み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着
脱可能にするもの等がある。

【００３７】更に前述した実施例では画像形成装置とし
てレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれ
に限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファク
シミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成
装置に使用することも当然可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明は前述したように、現像剤容器と
現像枠体の組立て結合作業が容易になる。また、リサイ
クルに際して容易に分解することが可能となり、組立、
分解作業を簡単に行なえると共に、内部部品の再生、再
使用が可能となり、コストダウンを図ることが可能とな
るものである。更に、現像剤容器と現像枠体の結合を前
記現像剤容器の蓋部材でおこなうことで、部品点数、加
工費を削減してコストダウンをすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例に係るプロセスカートリッジのトナ
ー容器と現像枠体の結合構成の説明図である。

【図２】プロセスカートリッジを装着した画像形成装置
の構成説明図である。

【図３】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。

【図４】プロセスカートリッジの構成説明図である。

【図５】第二実施例に係るプロセスカートリッジのトナ
ー容器と現像枠体の結合構成の説明図である。

【図６】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

Ａ…画像形成装置、Ｂ…プロセスカートリッジ、１…光
学系、２…記録媒体、３…搬送手段、３ａ…カセット、
３ｂ…ピックアップローラ、３c1，３c2…レジストロー
ラ、３ｄ…ガイド板、３e1，３e2…排出ローラ、４…転
写ローラ、５…定着手段、５ａ…駆動ローラ、５ｂ…ヒ
ータ、５ｃ…定着ローラ、６…排出部、７…感光体ドラ
ム、８…帯電ローラ、９…露出部、10…現像手段、10ａ
…トナー溜め、10b1…トナー送り部材、10b2…トナー送
りローラ、10ｃ…磁石、10ｄ…現像スリーブ、10ｅ…現
像ブレード、11…クリーニング手段、11ａ…クリーニン
グブレード、11ｂ…スクイシート、11ｃ…廃トナー溜
め、12ａ…トナー容器、12a1，12a2…リブ、12ｂ…現像
枠体、12b1，12b2…リブ、12b3，12b4…嵌合孔、12ｃ…
クリーニング枠体、12ｄ…シャッタ部材、12d1…軸、13
…装置本体、14…前ユニット、14ａ…軸、15…蓋部材、
15ａ…開口、15b1，15c1…爪部、15b2，15c2…係止部、
15d1，15d2…ボス、G1…ドラムピン、G2…ガイド部、G3
…クリックバネ部、G4…ガイド穴部、G5…クリック凹み
部、G6…位置決め部、G7…ドラム駆動ギア

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体に形成された静電潜像を
   現像するための現像装置において、 前記静電潜像の現像を行なうために用いられる現像剤を
   収容するための現像剤容器と、 前記現像剤容器が画像形成装置本体に装着された状態に
   おいて、前記現像剤容器の下方に設けられた第１の下リ
   ブと、 前記現像剤容器が前記装置本体に装着された状態におい
   て、前記現像剤容器の上方に設けられた第１の上リブ
   と、 前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するた
   めの現像手段を有する現像枠体と、 前記現像枠体が前記装置本体に装着された状態におい
   て、前記現像枠体の下方に設けられた第２の下リブと、 前記現像枠体が前記装置本体に装着された状態におい
   て、前記現像枠体の上方に設けられた第２の上リブと、 前記現像剤容器の開口部を遮蔽し、前記現像剤容器内の
   現像剤を前記現像手段へ供給するための開口を有する蓋
   部材と、 前記蓋部材の一方の面に設けられた第１の係止部であっ
   て、前記第１の下リブと係合する第１の係止部と、 前記一方の面に設けられた第１の爪部であって、前記第
   １の係止部が前記第１の下リブに係合した後、前記第１
   の上リブと係合する第１の爪部と、 前記一方の面とは反対側の面に設けられた第２の係止部
   であって、前記第２の下リブと係合する第２の係止部
   と、 前記反対側の面に設けられた第２の爪部であって、前記
   第２の係止部が前記第２の下リブに係合した後、前記第
   ２の上リブと係合する第２の爪部と、 を有することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 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、 電子写真感光体と、 前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するた
   めの現像装置であって、前記静電潜像の現像を行なうた
   めに用いられる現像剤を収容するための現像剤容器と、
   前記現像剤容器が前記装置本体に装着された状態にお
   いて、前記現像剤容器の下方に設けられた第１の下リブ
   と、前記現像剤容器が前記装置本体に装着された状態に
   おいて、前記現像剤容器の上方に設けられた第１の上リ
   ブと、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像
   するための現像手段を有する現像枠体と、前記現像枠体
   が前記装置本体に装着された状態において、前記現像枠
   体の下方に設けられた第２の下リブと、前記現像枠体が
   前記装置本体に装着された状態において、前記現像枠体
   の上方に設けられた第２の上リブと、前記現像剤容器の
   開口部を遮蔽し、前記現像剤容器内の現像剤を前記現像
   手段へ供給するための開口を有する蓋部材と、前記蓋部
   材の一方の面に設けられた第１の係止部であって、前記
   第１の下リブと係合する第１の係止部と、前記一方の面
   に設けられた第１の爪部であって、前記第１の係止部が
   前記第１の下リブに係合した後、前記第１の上リブと係
   合する第１の爪部と、前記一方の面とは反対側の面に設
   けられた第２の係止部であって、前記第２の下リブと係
   合する第２の係止部と、前記反対側の面に設けられた第
   ２の爪部であって、前記第２の係止部が前記第２の下リ
   ブに係合した後、前記第２の上リブと係合する第２の爪
   部と、を有する現像装置と、 を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. 【請求項３】 プロセスカートリッジを着脱可能であっ
   て、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、 （Ａ）電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成さ
   れた静電潜像を現像するための現像装置であって、前記
   静電潜像の現像を行なうために用いられる現像剤を収容
   するための現像剤容器と、 前記現像剤容器が前記画像
   形成装置の本体に装着された状態において、前記現像剤
   容器の下方に設けられた第１の下リブと、前記現像剤容
   器が前記装置本体に装着された状態において、前記現像
   剤容器の上方に設けられた第１の上リブと、前記電子写
   真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像手
   段を有する現像枠体と、前記現像枠体が前記本体に装着
   された状態において、前記現像枠体の下方に設けられた
   第２の下リブと、前記現像枠体が前記本体に装着された
   状態において、前記現像枠体の上方に設けられた第２の
   上リブと、前記現像剤容器の開口部を遮蔽し、前記現像
   剤容器内の現像剤を前記現像手段へ供給するための開口
   を有する蓋部材と、前記蓋部材の一方の面に設けられた
   第１の係止部であって、前記第１の下リブと係合する第
   １の係止部と、前記一方の面に設けられた第１の爪部で
   あって、前記第１の係止部が前記第１の下リブに係合し
   た後、前記第１の上リブと係合する第１の爪部と、前記
   一方の面とは反対側の面に設けられた第２の係止部であ
   って、前記第２の下リブと係合する第２の係止部と、前
   記反対側の面に設けられた第２の爪部であって、前記第
   ２の係止部が前記第２の下リブに係合した後、前記第２
   の上リブと係合する第２の爪部と、を有する現像装置
   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。