JP5037268B2 - プロセスカートリッジ、画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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感光体は、感光体上に形成されたトナー画像を用紙や中間転写ベルトなどに転写するため、感光体の一部が外部へ露出している。このため、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外して交換時期に達したプロセス装置を交換するときに、感光体が傷ついてしまい、交換作業後の画像品質に支障をきたすおそれがあった。
また、請求項2の発明は、請求項1のプロセスカートリッジにおいて、当該プロセスカートリッジが装置本体に装着された状態で、前記ユニットの前記潜像担持体に対する固定と、前記ユニットの前記潜像担持体に対する固定の解除とが行うことのできるロック機構を備えることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2のプロセスカートリッジにおいて前記ロック機構は、前記ユニットの前記潜像担持体に対する固定を手動で解除するための固定解除手段と、前記ユニットの画像形成装置本体への装着の動作に連動して、前記ユニットと前記潜像担持体との固定が自動的に行われる固定手段とを備えることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかのプロセスカートリッジにおいて、画像形成装置本体に残された前記潜像担持体は、前記潜像担持体の軸によって画像形成装置本体に対して位置決め・支持されることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記潜像担持体を保護する保護ケースを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記ユニットと前記潜像担持体とは、それぞれ独立して画像形成装置本体に対して位置決めされることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかのプロセスカートリッジにおいて、当該プロセスカートリッジおよび前記ユニットは、画像形成装置本体に対して着脱するとき、画像形成装置本体に設けられたガイドに案内されることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7いずれかのプロセスカートリッジにおいて、当該プロセスカートリッジは、トナーが収容されたトナー収容器を備えており、前記トナー収容器は、前記ユニットおよび前記潜像担持体を残して画像形成装置本体に対して脱着可能となるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至8いずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記帯電手段は、前記潜像担持体をクリーニングするクリーニング手段を兼用するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項9のプロセスカートリッジにおいて、前記帯電手段は、前記帯電部材に付着したトナーを現像手段に回収させるべく前記帯電部材から前記潜像担持体へトナーを吐き出させる吐き出し手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項1乃至10いずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記潜像担持体の表面硬度は、ユニバーサル硬度で200[N/mm2]以上であることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1乃至11いずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記潜像担持体の表面には、保護層が形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項12のプロセスカートリッジにおいて、前記保護層に電荷輸送材料を含有したことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項12または13のプロセスカートリッジにおいて、前記保護層の膜厚が、1[μm]以上10[μm]以下としたことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項1乃至14いずれかのプロセスカートリッジを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項1乃至15いずれかのプロセスカートリッジを用いて、画像を形成する画像形成方法。
また、交換時期に達したプロセス手段のみを交換することができ、まだ交換時期に達していない潜像担持体は、交換時期に達したプロセス手段とともに交換されないため、資源の無駄を防止することができる。
また、プロセスカートリッジとして、潜像担持体とユニットとが一体で交換もできるので、潜像担持体とプロセス手段とが同時に交換時期に達した時に、複雑な作業手順を必要とせずに容易に交換作業を行うことができる。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、M、C、Kと記す)のトナー像を形成するための4つのプロセスカートリッジ1Y,M,C,Kを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Kトナー像を形成するためのプロセスカートリッジ1Kを例にすると、図2に示すように、潜像担持体たるドラム状の感光体2K、プロセス手段としての帯電装置4K、現像装置5K等を備えている。画像形成ユニットたるプロセスカートリッジ1Kは、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。また、プロセスカートリッジ1Kは、装着された場合に、少なくとも装置本体側からの駆動力を受領可能となるようにカップリング部材などを介して連結されているとともに装置本体からの電力供給を受領可能に、かつ双方向に信号伝達可能にその図示しないコネクタ、電気接点などの接続端子を介して電気的に接続される。
例えばプリントジョブ後や、連続プリントモードにおける紙間対応期間など、感光体2Kの表面におけるトナー像を担持していなかった非画像領域が帯電ブラシローラ3Kとの接触位置を通過する期間に吐き出し処理(清掃モード)を実施する。具体的には、吐き出し手段たる制御部100は、プレ帯電ブレード8Kに印加するプレ帯電バイアスを、プラスの直流電圧に切り替える。そして、感光体2Kの表面がプラス極性に帯電せしめられる。このとき、帯電ブラシローラ3Kに印加されるバイアスの直流成分が、マイナス極性ではあるものの一時捕捉処理のときよりも小さな値のものに切り替えられる。プレ帯電ブレード8Kによってプラス極性に帯電せしめられた感光体2Kの表面が帯電ブラシローラ3Kとの接触位置の入口まで移動すると、ブラシ内のトナーがプラス極性に引かれて感光体2Kの表面に転移する。その後、感光体2Kの表面が帯電ブラシローラ3Kによって0[V]程度に一様帯電せしめられても、感光体2Kの表面上のトナーは、ブラシの直流成分のマイナス極性と反発して、感光体2Kの表面に留まる。
図4は、感光体ユニット80の斜視図であり、図5は、サブユニット90の断面図である。図3に示すように、プロセスカートリッジ1は、感光体ユニット80とサブユニット90とを有している。感光体ユニット80は、図4に示すように、保護ケース81内に感光体2が支持されている。保護ケース81の上面は、帯電ブラシローラ3K、プレ帯電ブレード8K、現像ローラ67が感光体2と接触するためのおよび光書込ユニット70の光源から発したレーザ光(L)の光路を確保するための開口部が形成されている。感光体2の両端に圧入されたフランジ82の一方の外周面には駆動ギヤ82aが形成されている。感光体ユニット80が装着本体に装着された状態において、感光体ユニット80よりも下方に設けられた不図示の本体駆動ギアと噛合い感光体に回転駆動力が伝達されるようになっている。保護ケース81の手前側面81aおよび不図示の奥側側面には、穴81bが設けられており、穴81bを貫通する感光体軸2aが不図示の軸受を介して保護ケース81の側面に回転自在に支持されている。上述では、感光体2の保護ケース81に対する支持に感光体軸2aを用いたが、感光体2の両端に圧入されているフランジ82を用いて支持してもよい。
そして、このようにして、レバー111のカギ部111aが、受け部113を乗り越えると、カギ部111aが受け部113の下面と係合して、サブユニット90が感光体ユニット80に固定される。
図7は、変形例1のプロセスカートリッジ1の概略構成図である。図7の(a)は、プロセスカートリッジ1が装置本体内に装着されているときの図であり、図7の(b)は、サブユニット90のみを装置本体から取り出すときの図である。
この変形例1のプロセスカートリッジ1は、サブユニット90の開口部を覆うカバー部材120を設けたものである。カバー部材120は、カバー部121と、カバー部121の両側面の一端から延びるアーム部122と、アーム部122から延びる係合部124とを有している。アーム部122と係合部124との接合部分は、係合ピン123によってサブユニット90の側面に回転自在に固定されている。
図7(b)に示すように、サブユニット90の感光体ユニット80に対する固定を解除して、サブユニット90のみを装置本体から取り外すと、サブユニット90が係合突起125に対して相対的に上方へ移動する。その結果、カバー部材120が係合ピン123を中心にして図中時計回りに回転する。そして、係合部124が係合突起125から離間すると、カバー部121がサブユニット90の開口部分を覆う。これにより、サブユニット90のみを装置本体から取り出すときに、帯電ブラシローラ3などに付着したトナーが、開口部から装置本体内に落下するのを抑制することができ、装置の汚れを抑制することができる。
次に、変形例2について説明する。
図9は、変形例2のプロセスカートリッジ1を示す概略構成図であり、図10は、変形例2のプロセスカートリッジ1におけるサブユニット90の断面図である。
図10に示すように、変形例2のプロセスカートリッジ1は、帯電装置4を連結部材92で現像装置5に揺動自在に取り付けたものである。図9に示すように、帯電装置4には、装置本体内で帯電装置を位置決めするための帯電用位置決め突起93が設けられている。この帯電用位置決め突起93は、帯電用ガイド56に挿入されて、帯電用ガイド56の底部に突き当たることで、位置決めされる。
図に示すように、側面板には、互いに距離をおいて並ぶサブユニット90Y,M,C,Kの位置決め突起91をガイドするためのサブユニットガイド54Y,M,C,Kが設けられている。各サブユニットガイド54Y,M,C,Kの隣には、感光体軸2aをガイドするための感光体ユニットガイド53Y,M,C,Kが設けられている。さらに、感光体ユニットガイド53Y,M,C,Kの隣には、帯電用位置決め突起93をガイドする帯電用ガイド56Y,M,C,Kが設けられている。帯電用ガイド56Y,M,C,Kは、サブユニットガイド54から離間する方向に傾斜する傾斜部を有している。また、図示してないが、傾斜部には、上方に真直ぐ伸び、プロセスガイドとして着脱するときに帯電用位置決め突起93をガイドする第2帯電用ガイドが設けられている。傾斜部と図示しない第2帯電ガイドとの接合部分は、樹脂などの弾性変形可能な突起部が形成されている。
本実施形態に係る画像形成装置に用いられる感光体2は、感光層を有するものである。感光層は単層構成であっても、電荷発生層と電荷輸送層との積層構成であっても良い。
電荷発生物質としては、例えばシーアイピグメントブルー25(カラーインデックスCI 21180)、シーアイピグメントレッド41(CI 21200)、シーアイシッドレッド52(CI 45100)、シーアイベーシックレッド3(CI 45210)、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルベンゼン骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などのアゾ顔料;例えばシーアイピグメントブルー16(CI 74100)などのフタロシアニン系顔料;例えばシーアイバットブラウンCI 73410)、シーアイバットダイ(CI 73030)などのインジゴ系顔料;アルゴールスカーレット5(バイエル社製)、インダスレンスカーレットR(バイエル社製)などのペリレン系顔料、スクエリック染料、六方晶Se粉末などが挙げられる。
2:感光体
3:帯電ブラシローラ
4:帯電装置
5:現像装置
8:プレ帯電ブレード
50:上カバー
52:保持ケース
53:感光体ユニットガイド
54:サブユニットガイド
55:プロセスカートリッジ付勢バネ
56:帯電用ガイド
67:現像ローラ
70:光書込ユニット
71:帯電電源
72:プレ帯電電源
80:感光体ユニット
81:保護ケース
82:フランジ
90:サブユニット
91:位置決め突起
92:連結部材
93:帯電用位置決め突起
100:制御部
110:ロック機構
111:レバー
112:バネ
113:受け部
120:カバー部材
121:カバー部
122:アーム部
123:係合ピン
124:係合部
125:係合突起
130:側面板
Claims (16)
- 潜像担持体と、
該潜像担持体に作用する1つ以上のプロセス手段とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記潜像担持体を備えずに前記プロセス手段を少なくとも1つ以上備えるユニットを有し、前記ユニットが、画像形成装置本体に前記潜像担持体を残して画像形成装置本体から取り外し可能となるように構成し、
前記ユニットが備えるプロセス手段は、帯電ブラシローラを備えた帯電手段であって、
前記ユニットは、鉛直方向下方に前記帯電ブラシローラが露出する開口部を有し、前記ユニットを、鉛直方向に移動することで、画像形成装置本体から脱着される構成であって、
前記ユニットを画像形成装置本体から取り外すときに前記開口部を覆って前記帯電ブラシローラに付着したトナーが前記開口部から落下するのを防止するためのカバー部材を前記ユニットに設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1のプロセスカートリッジにおいて、
当該プロセスカートリッジが装置本体に装着された状態で、前記ユニットの前記潜像担持体に対する固定と、前記ユニットの前記潜像担持体に対する固定の解除とが行うことのできるロック機構を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項2のプロセスカートリッジにおいて
前記ロック機構は、前記ユニットの前記潜像担持体に対する固定を手動で解除するための固定解除手段と、前記ユニットの画像形成装置本体への装着の動作に連動して、前記ユニットと前記潜像担持体との固定が自動的に行われる固定手段とを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至3いずれかのプロセスカートリッジにおいて、
画像形成装置本体に残された前記潜像担持体は、前記潜像担持体の軸によって画像形成装置本体に対して位置決め・支持されることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至4いずれかのプロセスカートリッジにおいて、
前記潜像担持体を保護する保護ケースを設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至5いずれかのプロセスカートリッジにおいて、
前記ユニットと前記潜像担持体とは、それぞれ独立して画像形成装置本体に対して位置決めされることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至6いずれかのプロセスカートリッジにおいて、
当該プロセスカートリッジおよび前記ユニットは、画像形成装置本体に対して着脱するとき、画像形成装置本体に設けられたガイドに案内されることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至7いずれかのプロセスカートリッジにおいて、
当該プロセスカートリッジは、トナーが収容されたトナー収容器を備えており、
前記トナー収容器は、前記ユニットおよび前記潜像担持体を残して画像形成装置本体に対して脱着可能となるように構成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至8いずれかのプロセスカートリッジにおいて、
前記帯電手段は、前記潜像担持体をクリーニングするクリーニング手段を兼用するよう構成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項9のプロセスカートリッジにおいて、
前記帯電手段は、前記帯電部材に付着したトナーを現像手段に回収させるべく前記帯電部材から前記潜像担持体へトナーを吐き出させる吐き出し手段を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至10いずれかのプロセスカートリッジにおいて、
前記潜像担持体の表面硬度は、ユニバーサル硬度で200[N/mm2]以上であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至11いずれかのプロセスカートリッジにおいて、
前記潜像担持体の表面には、保護層が形成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項12のプロセスカートリッジにおいて、
前記保護層に電荷輸送材料を含有したことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項12または13のプロセスカートリッジにおいて、
前記保護層の膜厚が、1[μm]以上10[μm]以下としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至14いずれかのプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1乃至15いずれかのプロセスカートリッジを用いて、画像を形成する画像形成方法。
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