JPH01147479A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真複写装置・静電記録装置・レーザビー
ムプリンタ　（ＬＢＰ）等の画像形成装置、更に詳しく
はプロセスカートリッジ着脱方式の画像形成装置のプロ
セスカートリッジ（以下、カートリッジと略記する）に
関する。

〔従来の技術〕

カートリッジ着脱方式の画像形成装置は、画像形成のた
めの全工程機器のうち特定の機器、例えば１担持体（電
子写真感光体・静電記ｊ２誘電体など）・帯電装置・現
像装置・クリーニング装置などについて、それ等全体を
一括して画像形成装置本体に対して着脱自由のユニット
体として、共通のハウジング（枠体）に所定の相互位置
関係をもってまとめて組付けた構成の装置である。

画像形成装置を上記のようなカートリッジ着脱方式とす
ることにより画像形成装置の保守性・サービス性等が向
上する、例えば現像色など機能を異にする複数のカート
リッジをＮＡ何しておき所望機能のカートリッジを画像
形成装置本体に取り替え的に装着使用することにより画
像形成装置を多機能的に利用することが可能となる等の
利点があり、例えばパーソナルタイプの小型Ｏ軽量な画
像形成装置の構成方式の１つ等として既に実用されてい
る。

第７図　（Ａ）・（Ｂ）にカートリッジ着脱方式の電子
写真複写装置（もしくはＬＯＰ）の−例の要部の一例を
示した。

１００はプロセスカートリッジであり１本例のカートリ
ッジは像担持体としての電子写真感光ドラム１と、該ド
ラムの周面を所定の極性に一様帯電する帯電装置として
のコロナ帯電器２と、現像装置３と、クリーニング装置
４の４つの工程機器についてそれ等を一括して不図示の
複写装置本体に対して着脱自由のユニット体として、共
通のハウジング１０内に所定の相互配置関係をもってま
とめて組付けである―＼ 該カートリッジｌＯＯは複写装置本体内の所定部に対し
て所定の要領にて挿入装着され、又逆に複写装置本体内
から抜き外し自由である。

５はハウジング下面側に具備させた感光ドラム下面露出
開口１１を開閉する横断面円弧状のドラムカバー（防護
カバー）であり、ハウジング１０の端面板に支点１２　
（第７図（Ｂ））を中心に回動自由の揺動アーム１３を
設け、そのアームの自由端１４にドラムカバー５の後辺
側の側端な回動自由に係合支持させ、又ドラムカバー５
の前辺側の側端に設けたピン＠１５をハウジング１０の
端面板側に設けた円弧状の案内長穴１６に係合支持させ
である。揺動アーム１３が支点１２を中心に反時計方向
に回動されることでドラムカバー５は第７図　（Ａ）の
ように開口１１よりも右方へ十分に位置移動して開口１
１が開き状態となり、逆に時計方向に回動されることで
左方へ移動して第７図　（Ｂ）のように開口１１を閉じ
た状態となる。

ドラムカバー５はカートリッジ１００が複写装置本体内
から取り出され保管されるときは第７図（Ｂ）のように
開口１１を閉じ状態に保持し、開口１１から外部に臨む
感光ドラム下面を他物との引接による損傷、ゴミなどの
付着による汚損、外光にさらされることによる劣化等か
ら防護する。

カートリッジ１００の複写装置本体内への装着はドラム
カバー５を手で開き操作してから行う。

或はカートリッジ１００の複写装置本体内への装着過程
で本体側に具備させたカム部材等の手段がドラムカバー
５や揺動アーム１３に関係して自動的に開かれていく。

６はドラムｌの上面に対応するハウジング天面部分に形
成した光像露光用のスリット状窓である。７は該露光窓
６に対する開閉シャッタ部材である。カートリッジ１０
０を複写装置本体内から取り出されて保管されるときは
第７図（Ｂ）のように該露光窓６を閉じ状態に保持し、
該開口６に臨んでいるドラム面部分の他物との衝接によ
る損傷、ゴミなどの進入異物の付着による汚損、進入外
光にさらされることによる劣化等から防護する。

カートリッジ１００は複写装置本体内に所定の要領で十
分に挿入して装着すると複写装置本体とカートリッジ１
００の両者側の機械的駆動系統・電気回路系統が相互カ
ップリング部材（不図示）を介して結合して機械的・電
気的に一体化する。

第７図（Ａ）はカートリッジ１００が複写装置本体内に
装着されている状態のもので、ドラムカバー５はカート
リッジ１００の下面開口１１から開き状態に保持されて
おり、その開口ｌｌから露呈しているドラム１の下面と
装置本体側の転写用帯電器８とが対向している。又露光
＊６に対するシャッタ部材７も開き状態に保持されてい
る。

コピーボタンが押されると、複写装置本体側に具備させ
である駆動源から動力が伝達系（不図示）を介してカー
トリッジ１００内のドラムｌ及び現像装２ｉ３の現像ロ
ーラ（現像スリーブ・現像シリンダ）３ａに伝達されド
ラムｌ及び現像ローラ３ａが夫々所定の周速度で矢示方
向　（第７図（Ａ））に回転駆動される。又カートリッ
ジ１００内のコロナ帯電器２や現像装置３の現像ローラ
３ａに複写装置本体側に具備させである電源回路（不図
示）から所定の駆動電圧（放電電圧・現像バイアス）が
印加される。

而してドラム１は回転過程でコロナ帯電器２により所定
極性の一様帯電を受け、次いで露光窓６を通して複写装
置本体側の不図示の画像露光装置により光像露光しく原
稿画像のスリット露光、レーザビーム走査露光等）を受
ける。これによりドラム周面に露光像パターンに対応し
た静電潜像が順次に形成される。その潜像は次いで現像
装置３によりトナー画像として現像され、その現像像が
不図示の給紙機構から搬送通路を介してドラム１の回転
と同期取りされてドラム１と転写用帯電器８との間に給
送された複写材Ｐの面に順次に転写されていく。像転写
を受けた複写材Ｐはドラム１面から分離されて不図示の
定着装置へ導入されて像定着を受け、画像形成物（コピ
ー）として装置外へ出力される。一方像転写部８を通過
して複写材Ｐの分離されたドラム１面はクリーニング装
置４の位置を通過してゴム板製等のクリーニングブレー
ド４ａで転写残りトナーその他の付着汚染物の拭掃除去
を受けて清浄面化され、繰返して像形成に供される。

現像装置３において、３ｂは現像ローラ３ａを収容させ
た現像器、３ｃは該現像器３ｂの上側に設けたトナー容
器であり、トナー容器３ｃはその底面に設けた連通孔３
ｄを介して下側の現像器３ｂに連絡していて、トナー容
器３ｃ内のトナーＬが連通孔３ｄを通って重力で現像器
３ｂ内に逐次に搬送補給される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

カートリッジ１００はそれ自体をできるだけ小型に構成
することにより、該カートリッジを含む画像形成装置全
体をより小型化・軽量化の低廉化することができる。

前記従来の第７図（Ａ）・（Ｂ）例のカートリッジ１０
０についていえば、該カートリッジはハウジング１０内
の中央部に像担持体としての感光ドラム１を配置し、そ
の上面側を帯電工程部・光像露光工程部、下面側を転写
工程部、右側面側を現像工程部、左側面側をクリーニン
グ工程部とし、それ等の所要工程部に対応する工程機器
２参３・４を感光ドラム１に対向配置してハウジング１
０内に内蔵させた構成のものである。

ここで現像装置３やクリーニング装置４はカートリッジ
ｌＯＯの使用寿命をできるだけ長期化するためにそれ等
の容量をある程度以上大きく確保するので、例えば帯電
器２と比べて格段に大型な機器である。

従ってそのような現像装置３やクリーニング装置４を上
記のように感光ドラムｌを中にしてその右側と左側に配
置して構成した従来のカートリッジ１００は必然的に横
幅が大きくなり平面形状がかなり大型なものとなり、全
体的な小型化には限界があった。又横幅が大きな形状形
態であるので、画像形成装置本体に対する着脱方式の設
計自由度も自と限定されるものであった。

そこで本発明はカートリッジに内蔵させる現像装置３や
クリーニング装置４の容量は従来のカートリッジと同等
或はそれ以上に十分に確保して、しかも平面形状を含む
全体的なカートリッジ形状形態を従来よりも大いに小型
化でき、従って画像形成装置本体に対する着脱方式の設
計自由度も大きい等の特長を有するプロセスカートリッ
ジ構成を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、画像形成装置本体に対して着脱使用されるプ
ロセスカートリッジであって、少なくとも、回転もしく
は回動される像担持体と、該像担持体面に形成される潜
像を現像する現像装置と、像転写後の像担持体面を清浄
面化するクリーニング装置を有し、像担持体の一方の側
面部を光像霧光工程部、他方の側面部を像転写工程部と
し、像担持体の光像露光工程部に向う光路を中にして該
光路の上側と下側にクリーニング装置と現像装置を相対
的に上下の位置関係に配置した、ことを特徴とする画像
形成装置のプロセスカートリッジである。

〔作　用〕

即ちクリーニング装置と現像装置の何れも、像担持体の
光像露光工程部とした一方の側面部側において相対的に
上下の位置関係に配置したことにより、プロセスカート
リッジの平面形状はその幅方向寸法が前記従来のように
像担持体を中にしてその左右側に夫々クリーニング装置
と現像装置を配置した構成のカートリッジに比べて大幅
に縮小化される。

又像担持体の一方の側面部側に設定した光像露光工程部
に向う光路のためのスペースは偏乎な隙間スペースで足
りるので、該光路を中にしてその上側と下側とに夫々配
置するクリーニング装置（又は現像装置）と現像装置（
又はクリーニング装置）の両？装置はその間に上記の光
路として所要の隙間スペースを確保することができるぎ
りぎりまで互いに上下に接近させて配置することができ
る。そのため現像装置及びクリーニング装置として従来
のカートリッジにおけるそれ等と回等の容量もしくはそ
れ以上の容量のものを使用して。

しかもそれ等をカートリッジ内にデッドスペース少なく
納めた状態で配設することができ、再装置を上下に配置
することによるカートリッジの高さ方向寸法の増加も少
なく押えた設計とすることが可能となる。

つまり現像装置やクリーニング装置の容量は従来のカー
トリッジと同等或はそれ以上に十分に確保して、しかも
平面形状を含む全体的なカートリッジ形状形態を従来よ
りも大いに小型化でき、従って画像形成装置をより小型
に設計すること、画像形成装置本体に対するカートリッ
ジの着脱方式の設計自由度を増すこと等が可能となる。

〔実施例〕

例１（第１〜３図） 第１図は本発明に従って構成したカートリッジ１００の
一例の横断側面図、第２図は露光窓側から見た斜視図で
ある。前述第７図（Ａ）・（Ｂ）の従来カートリッジ１
００と共通する構成要素は共通の符号を付して再度の説
明を省略する。

像担持体としての感光ドラム１はカートリッジハウジン
グ（枠体）１０内の右寄りに配置してあり、その右側面
側は像転写工程部としてハウジング１０内から外部に臨
むが、カートリッジ１００が画像形成装置本体内から取
り出されて保管されるときは実線示のように閉じ状態に
されたドラムカバー５により隠蔽されて防護される。

感光ドラムｌの左側面側は光像露光工程部１９としてあ
り、カートリッジ１００が画像形成装置本体内に装着さ
れた状態において装置本体側の画像露光装置からカート
リッジハウジング１０の左側面側に具備させたスリット
状露光窓６を介してハウジング１０内に略水平に進入す
る光像露光光Ｌ（原稿露光のスリット露光、レーザビー
ム走査露光等）の照射を受ける。

クリーニング装置４と現像装置３は、上記の露光窓６か
ら感光体１の光像露光工程部１９に向う略水平な光像露
光光路１７を中にして該光路の上側と下側に再装置４・
３間に光路１７として所要の隙間スペース１８を確保す
ることができるぎりぎりまで互いに上下に接近させて配
設しである。

２Ａは感光ドラムｌの周面を所定の極性に一様帯電する
帯電装置としての接触帯電或は摩擦帯電ローラであり、
クリーニング装置４の底面の感光ドラムｌ寄りの部分を
上方に凹ませ、その凹み部２０内に配設してあり、光像
露光工程部１９よりも感光ドラム回転方向（反時計方向
）の上流側の位置において感光ドラム面に接触している
。帯電ローラ２Ａは第７図のようなコロナ帯電器２を用
いてもよい。

クリーニング装置４のクリーニングブレード４ａは帯電
ローラ２Ａよりも感光ドラム回転方向上流側の感光ドラ
ム上面部に対して接触している。

現像装５！Ｉ３の現像ローラ３ａは光像露光工程部１９
よりも感光ドラム回転方向下流側の感光ドラム下面部に
接触もしくは所定の僅小な隙間を存して対向している。

カートリッジ１００の画像形成装置内への装置はドラム
カバー５を支軸５ａを中心に２点鎖線示（第３図実線示
）のように開き操作して行う。

或はカートリッジｌＯＯの装置本体内への装置過程で装
置本体側の開閉手段機構（不図示）により自動的に開か
れる。

カートリッジ１００が装置本体内に装着された状態にお
いて、ドラムカバー５が開かれていてハウジング外部に
露出した感光ドラムｌの像転写工程部側である右側面部
に対して装置本体側の転写用帯電器８が対向位置する。

又装置本体とカートリー７ジ１００の両者側の機械的駆
動系統・電気回路系統が相互カップリング部材を介して
結合して機械的・電気的に一体化する。

コピーボタンが押されると、感光ドラムト帯電ローラ２
Ａ・現像ローラ３ａφトナー撹拌棒３ｅが夫々矢示方向
に回転駆動される。帯電ローラ２Ａは感光ドラム１に従
動回転、或は非回転。

或は逆方向回転駆動にする場合もある。又帯電ローラ２
Ａ・現像ローラ３ａに対しては夫々所要の電圧が印加さ
れる。

回転感光ドラム１は帯電ローラ２Ａにより正又は負の一
様帯電を受け、光像露光工程部１９で光像露光りを受け
ることにより潜像形成がなされ、その潜像が現像ローラ
３ａでトナー像として現像される。そしてそのトナー像
が像転写工程部にて感光ドラム１と転写用帯電器８との
間に給紙機構（不図示）から給送された複写材２面に順
次に転写される。像転写を受は感光ドラム１面から分離
された複写材Ｐは定着装置（不図示）へ搬送されて像定
着を受け、コピーとして排出される。像転写後の感光ド
ラム１面はクリーニング装置のブレード４ａにより転写
残りトナー、その他の付着物の拭掃除去を受けて清浄面
化され、繰返して像形成に供される。

現像装置３は、現像ローラ３ａを収容させた現像器３ｂ
と、その左側に連設具備させたトナー容器３Ｃを有し、
現像器３ｂとトナー容器３Ｃは両者の隔壁に設けた連通
孔３ｄを介して連絡している。トナー容器３ｂ内のトナ
ーｔは撹拌棒３ｅが所定の速度で回転駆動されることに
より撹拌を受けると共に、撹拌棒の先端側に設けたすく
いシート部材３ｆで収容トナーの一部が連通孔３ｄから
現像器３ｂ内に撹拌棒３ｅの１回転毎に間欠的に送り込
み補給される。

第３図はクリーニング装置４内での廃トナー搬送状態を
示している。クリーニングブレード４ａは感光ドラム１
の上面部にドラム回転方向に対してカウンタ方向に接触
している。又該クリーニングブレード４ａよりも感光ド
ラム回転方向上流側にはドラム回転方向に対して順方向
に廃トナーすくいシート（可撓弾性薄肉シー））４ｂを
接触させて配設してあり、このシー）４ｂの上面はクリ
ーニング装置４のケーシング前面壁の内向き湾曲内面４
Ｃに連なっている。

感光ドラム１面の転写残りトナーｔａは廃トナーすくい
シー）４ｂの下面側を通過してクリーニングブレード４
ａのエツジ部でこすり取られ、廃トナーｔｂとして該エ
ツジ部とすくいシート４ｂの間に逐次に溜る。その溜り
廃トナーｔｂはその後もブレード４ａのエツジ部で感光
ドラム面からこすり取られて逐次に溜る廃トナーにより
すくいシート４ｂ方向への押圧力を受けることによりす
くいシー）４ｂの上面及び上記内向き湾曲内面４Ｃを廃
トナー搬送案内面としてそれ等の面に沿って上方へ逐次
に自然に搬送ｇされていく。そして湾曲内面４Ｃの上端
側からブレード４ａの基部側上面に溜る。その溜り量の
経時的増加に伴って該廃トナー溜りがブレード４ａとは
反対側の廃トナー収納室４ｄの方向ｆへのくずれを生じ
て廃トナーｔｂが廃トナー収納室４ｄ内に入り込む。

つまりブレード４ａのエツジ部でこすり取られた感光ド
ラム１面の廃トナーｔｂは上記のような搬送過程で自然
に支障なく廃トナー収納室４ｄ内に搬送収納される。

■　クリーニング装置４及び現像装置３を像担持体たる
感光ドラム１に関してその左右の一方側（本例は左側）
に感光ドラム１の光像露光工程部１９に向う光路１７を
中にしてその上側と下側に互いに積層的に配設しである
から、プロセスカートリッジ１００の平面形状はその幅
方向寸法に関して、前記従来のカートリッジ（第７図）
ように感光ドラム１を中にしてその左右側に夫々クリー
ニング装置４と現像装置３を配置した構成のものに比べ
て大幅に縮小化される。

・２）　感光ドラム１の光像露光工程部１９へ向う光路
１７用のスペース１８は偏平な隙間スペースで足りるの
で、該光路１７を中にしてその上側と下側に配置するク
リーニング装置４と現像装置３はその間に上記の光路１
７として所要の隙間スペース１８を確保できるぎりぎり
まで互いに上下に接近させて配設することができる。そ
のため現像装置３及びクリーニング装置４としてはその
トナー容器３Ｃや廃トナー収納室４ｄの容量を従来のカ
ートリッジにおけるそれ等と同等もしくはそれ以上の容
量に設定しても、それ等の装置３・４、感光ドラム１、
帯電装置２等の所要機器をカートリッジハウジング内に
デッドスペース少なく高密に集約収納させることができ
、両装置４・３を上下に植層的に配置することによるカ
ートリッジの高さ方向寸法の増加も少なく押えた設計と
することが可能となる。

即ち前記■の効果と相まって横方向寸法高さ方向寸法が
小さく、しかも容量的には長期的な使用寿命を有するコ
ンパクトなカートリッジ１００を構成することができる
。

■　クリーニング装２１４と現像装置３との間に構成さ
れ、露光窓６から感光ドラム１の光像露光部１９へ向う
光路１７の光路スペース１８は偏平な隙間状スペースで
且つ奥行があるので、画像形成装置本体内から取り出し
たカートリッジ１００を該露光窓６を開放した状態のま
ま保管等しても該露光窓６から他物が進入して感光ドラ
ム１面が損傷を受けたり、外光にさらされたり、ゴミ等
の付着汚損を受けたりすることがない、従って前述の従
来カートリッジ（第７図）の場合のように露光窓６を開
閉する防護シャッタ部材７の配設も不要でカートリッジ
の？ｆｆ素化とともにコストダウンも図れる。

■　本実施例のもののようにクリーニング装置４を上側
に、現像装置３を下側に配置することにより、クリーニ
ング装置４のクリーニングブレード部などでトナー飛散
を生じたとしてもその飛散トナーは下側の現像装置３の
現像器３ａ部に収納されてカートリッジ外部への漏出が
押えられる。

■　前記■拳■のようにカートリッジ１００は全体的に
幅方向寸法・高さ方向寸法の小さいコンパクトな形態の
ものにすることができるので、画像形成装置内に対する
着脱方式の設計自由度が増す、即ち画像形成装置本体に
対するカートリッジの着脱操作方向を第２図の矢示Ａ−
Ａのようにカートリッジ長手方向、第１・２図の矢示Ｂ
−Ｈのようにカートリッジ上下方向、矢示Ｃ−Ｃのよう
にカートリッジ前後方向、矢示Ｄ−Ｄのようにカートリ
ッジ斜め上下方向等の任意の多方向に設定設計すること
が可能となる。

例−２（＠４図） 本例のものも前記例−１のものと同様に基本的には、露
光窓６から感光ドラム１の光像露光工程部１９へ向うほ
ぼ水平の光路１７を中にしてその上側にクリーニング装
置４を、下側に現像装置３を配置してなる別のカートリ
ッジ構成のものである。

本例のものも例−１のものと同様の機能、作用効果を有
する。

例−３（第５図） 本例のものは例−２のものの変形例であり、光像露光工
程部１９を感光ドラム１の左側面の下部側に設定し、露
光窓６をカートリッジハウジング１０の左側壁の下部側
に設定することにより、該露光窓６から感光ドラム１の
光像露光工程部１９へ向う光路１７を斜め上向き光路に
しである。

これにより帯電装置２を感光ドラムｌの左側面部へ下げ
て配置してクリーニング装置４の廃トナー収納室４ｄを
より広く、即ちより大容量のものにしである。

露光窓６を上記とは逆にカートリッジハウジング１０の
左側壁の上部側に設定して該露光を６から感光ドラム１
の光像露光工程部へ向う光路を斜め下向きにすることに
より現像装置３のトナー容器３Ｃをより広く、即ちより
大容量なものにすることができる。

つまり、露光窓６からカートリッジハウジング１０内を
よぎって感光ドラムｌの光像露光工程部１９へ向う光路
の角度設定によってクリーニング装置４及び現像装置３
の容量比（廃トナー収納室４ｄとトナー容器３ｃとの容
量比）を所望に振り分は設定することが可能であり、こ
れは光路１７を中にしてクリーニング装置４と現像装置
３を相対的に上下関係に配置する構成としたことによる
効果でもある。

例−４（第６図） 本例のものは例−２の更に変形例であり、感光ドラムｌ
の右側面部を光像露光工程部１９とし、カートリンジハ
ウジング１０の右側壁側に設けたスリット状の露光窓６
から光像露光光りがほぼ水モ光路１７でカートリッジ１
００内に進入して上記工程部１９のドラム面を露光する
。そしてその光路１７を中にして本例のものは光路１７
の上側に現像装置３を、下側にクリーニング装置４を配
置した構成のものとしである。

現像装置３を上側、クリーニング装置４を下側にした配
置構成にすると、現像装Ｍ３及びクリーニング装置４に
おけるトナーの移動が上部から下部に重力作用で自然に
スムーズに行われるので、トナーを重力に抗して移動搬
送させるための駆動部材の付加を省略することができ、
プロセスカートリッジ１００の簡素化・低コスト化を図
ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に依れば、カートリッジに内蔵させ
る現像装置やクリーニング装置の容量は従来のカートリ
ッジと同等もしくはそれ以上の８賃を確保して、しかも
平面形状を含む全体的なカートリッジ形状形態を従来の
ものよりも大いに小型化できるもので、画像形成装置本
体の小型化φ軽量化等を大いに図ることが回部となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例カートリッジの横断側面図、第２図は外
観斜視図、第３図はクリーニング装置内の廃トナーの搬
送経路説明図、第４図争第５図・第６図は夫々他の実施
例カートリッジの横断側面図、第７図（Ａ）・（Ｂ）は
従来カートリッジ例の横断側面図と、ドラムカバーが閉
じている状態の側面図。 １は像担持体としての感光ドラム、２は帯電装置、３は
現像装置、４はクリーニング装置、５はドラムカバー、
６は露光窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像形成装置本体に対して着脱使用されるプロセス
   カートリッジであって、少なくとも、回転もしくは回動
   される像担持体と、該像担持体面に形成される潜像を現
   像する現像装置と、像転写後の像担持体面を清浄面化す
   るクリーニング装置を有し、像担持体の一方の側面部を
   光像露光工程部、他方の側面部を像転写工程部とし、像
   担持体の光像露光工程部に向う光路を中にして該光路の
   上側と下側にクリーニング装置と現像装置を相対的に上
   下の位置関係に配置した、ことを特徴とする画像形成装
   置のプロセスカートリッジ。 ２、光路の上側にクリーニング装置を、下側に現像装置
   を配置した、特許請求の範囲第１項に記載の画像形成装
   置のプロセスカートリッジ。 ３、光路の上側に現像装置を、下側にクリーニング装置
   を配置した、特許請求の範囲第１項に記載の画像形成装
   置のプロセスカートリッジ。