JPH0777845A

JPH0777845A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0777845A
Application number: JP5313613A
Authority: JP
Inventors: Takeo Shoji; 武夫庄子
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】フレームの剛性を向上させ、常に安定した
画像を得ること。【構成】本発明の代表的な構成は、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、像担持体と、前記像担持体に作用する帯電ローラ
と、前記像担持体に作用する固体発光素子アレイと、を
有することを特徴とする。

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、例えば電子写真複写機、ファクシミリ装置、ワード
プロセッサ、ＬＥＤプリンタ等である。

【０００２】

【従来の技術】

（１）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７及び図８に示すように、像担持体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。

【０００３】前記コロナ帯電器52のワイヤには、画像形
成装置のスピードに応じて画像形成時に５〜10ｋＶ程度
の高圧が印加され、コロナ放電現象によって帯電が行わ
れるが、その際に多量のオゾンが発生する。このオゾン
をそのまま放置しておくと、像担持体51の表面がオゾン
によって侵され、低抵抗部を形成して潜像電位を乱す、
所謂画像流れを起こす虞がある。

【０００４】そこで、従来のプロセスカートリッジは、
図７に示すように前露光用開口57から不図示のファンに
より風を送りこみ、像露光用開口56や像担持体51と現像
スリーブ53ａの微小な隙間から風を抜き（図中実線矢
印）、コロナ帯電器52の近傍やプロセスカートリッジ内
でのオゾンの停留を防いだり、図15に示すように不図示
のファンにより、像露光用開口12から空気を吸い込んで
図中実線矢印のような風の流れをつくり、オゾンの停留
を防ぎ、前記画像流れを防止していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

（１）しかしながら、前述した従来例ではプロセスカー
トリッジ内に強制的に風の流れをつくっていたために、
以下のような問題があった。

【０００６】即ち、前述した風によって運ばれた装置本
体内のゴミやケバ等の埃がプロセスカートリッジ内に侵
入し、コロナ帯電器52のワイヤを汚し、帯電不良を発生
する虞があるという問題があった。また前記埃が現像ス
リーブ53ａ上に付着するとトナーコートを乱し、画像不
良を発生する虞があるという問題があった。更に前記埃
がクリーニングブレード54ａと像担持体54間に挟まる
と、像担持体51の表面を損傷するおそれがあった。

【０００７】またプロセスカートリッジ内の特に像担持
体51と現像スリーブ53ａ間を通過する風の流れにより、
現像スリーブ53ａの表面にコートされたトナーを飛散さ
せてしまう虞があった。

【０００８】また、従来構成では、像露光用及び前露光
用の開口がハウジングには必ず必要であり、プロセスカ
ートリッジを装置外に放置しておいた場合開口部から入
る光により像担持体が光メモリーを起こし、劣化してし
まう。仮に、開口部にシャッターを設け対処しても、シ
ャッターがハウジング等にひっかかり完全に閉まらなく
なった場合や、プロセスカートリッジを落下させてしま
い、シャッターが壊れて外れてしまった場合に隙間から
の光照射で同様のことが起きる虞があり、開口がある以
上完全に光照射による像担持体の劣化を防ぐことは難し
かった。

【０００９】（１）そこで、本発明の目的はプロセスカ
ートリッジ内の風の流れを遮断して、画像流れを防止す
ることである。また、特にプロセスカートリッジを装置
外に取り出し放置した場合の像担持体への光照射を極力
避け、光メモリー等の劣化を防止することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）前記目的を達成する本発明の代表的なプロセスカ
ートリッジの構成は、像担持体と、前記像担持体に作用
する少なくとも１つのプロセス手段とを有するプロセス
カートリッジにおいて、少なくとも前記像担持体と、前
記像担持体に接触して帯電を行う接触帯電手段と、像担
持体に画像情報を伝達する固体発光素子アレイを有し、
画像形成プロセス時に風路と成り得る開口を全て封鎖す
るよう構成したことを特徴としている。

【００１１】

【作用】

（１）前記構成に係るプロセスカートリッジにあって
は、低電圧印加が可能でオゾンの発生が非常に少ない接
触帯電手段を用いているため、画像流れを防ぐためにプ
ロセスカートリッジ内部に風を流してオゾンの停留を防
ぐ必要がない。従って、プロセスカートリッジの開口を
全て封鎖することができ、前記風の流れを一切なくすこ
とが可能となる。

【００１２】

【実施例】

〔第１実施例〕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、本発明に
係るプロセスカートリッジでは像担持体に接触して帯電
を行う接触帯電手段を用い、像担持体に画像情報を伝達
する手段としては固体発光素子アレイを用いている。

【００１３】図１において、１は像担持体としての回転
ドラム型の電子写真感光体である。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されている。

【００１４】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】本実施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】帯電ローラ２で均一帯電処理を受けた感光
ドラム１の表面に露光手段としての固体発光素子アレイ
であるＬＥＤ１０により目的の画像情報に対応した画像
露光Ｌ₁（原稿画像の結像露光、レーザービーム走査露
光等）がなされ、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。もちろん、上記ＬＥＤ
１０と感光ドラム１の間には、結像素子８が設けられて
おり、ここでは、ＬＥＤ１０と結像素子８が一体にユニ
ット化されている。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。本実施例の現像装置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３
ａ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
の回転と同期どりされ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汚染物が
掻き落とされて清浄面化され、繰り返し作像に供され
る。尚、５ｂは掻き取った転写残りトナー等を補集する
ためのスクイシートである。

【００１９】本実施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。また、１１はドラムを保護する
ドラムシャッターであり、ハウジング６に取り付けられ
たＯを支点として軸があり、プロセスカートリッジ７を
本体内に装着したときドラムシャッター１１がクリーニ
ング装置５方向に移動し、感光ドラム１を露出する。

【００２０】上記構成では、前露光や像露光用の開口は
不要なために、プロセスカートリッジ７内と画像形成装
置本体とを行き来する風の流れを完全に遮断することが
でき、前述した従来技術の問題を解決できる。

【００２１】特に本実施例では、結像素子８とＬＥＤ１
０を一体的にユニット化しプロセスカートリッジ７内に
組み込み、風の流れを遮断し、画像形成プロセスを繰り
返し行うために、結像素子８やＬＥＤ１０自身の汚れも
防止できるため、長期的に安定した画像を提供すること
が可能である。

【００２２】本実施例ではハウジング６に開口を設けて
いないため、強度的に優れ、プロセスカートリッジ７を
画像形成装置本体からの着脱を繰り返しても壊れ難い。
また画像露光Ｌ_１がＬＥＤ１０によりハウジング６内
部で得られるために、ＬＥＤ１０と結像素子８と感光ド
ラム１との相対位置が狂うことはなく、常に安定した画
像を得ることが可能となる。

【００２３】また本実施例にあっては、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。

【００２４】図２、図３は、上記実施例の組立て方法及
びＬＥＤ１０及び結像素子８の位置出し方法を説明した
ものであり、図２の各ユニットを組み込んだものが図３
である。

【００２５】組込み方法としては、図２のように、ハウ
ジング６に対して、矢印→のように、同一方向から帯電
ローラ２、ＬＥＤ１０と結像素子８のユニット、クリー
ニング装置５、感光体ドラム１、現像装置３の順に組み
込んでいく。このような方法で組み込むと作業性が向上
し、組立コストの低減につながる。

【００２６】ここで、２ｂは、帯電ローラ２を感光体ド
ラム１に押圧するための加圧軸受けである。さらに、上
記ＬＥＤ１０ユニットとハウジング６との間に加圧手段
であるバネを介することで感光体ドラム１方向へＬＥＤ
１０ユニットを押圧し、突当てコロ１２が感光体ドラム
１へ押圧されることでドラム１間キョリを常に一定に保
つことができ、安定した画像を常に得ることができる。

【００２７】〔第２実施例〕前述の如き風路を成し得る
開口を封鎖するよう構成したプロセスカートリッジのそ
の他の実施例について図面を参照して説明する。尚、全
体的な構成は前述した実施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。

【００２８】図４及び図５は他の実施例であり、上記同
様風の通る開口をハウジング６に設けなかったためプロ
セスカートリッジ７内と装置本体との風の流れを遮断で
き、前述した従来技術の問題を解決できる。

【００２９】また本実施例にあっては、帯電ローラ２へ
の印加電圧が直流電圧だけであるために、転写後の感光
ドラム１上の残留電位を消去するには前露光Ｌ₂が必要
である。この場合においても、プロセスカートリッジ７
を密閉するために、図５に示すように、ハウジング６に
は風を通さないフィルム６ｃ（図中斜線部）が設けてあ
り、該フィルム６ｃを介して前露光Ｌ₂が感光ドラム１
の表面に照射され、転写後の残留電位を消去する。前露
光Ｌ₂は、正確な位置への照射は不要で、感光ドラム１
表面に光が当たりさえすれば良い。したがって、ハウジ
ング６の開口６ｃは最小限の大きさで良く、ハウジング
６の剛性を著しく低下させることはない。また、フィル
ム６ｃに関しても、感光ドラム１劣化を和らげるよう
に、色付フィルムを使用できるため、プロセスカートリ
ッジ７の装置外放置に対しても、ドラム劣化を緩和する
方向にできる。それに対し、画像情報を伝達する露光部
開口にフィルムを設けて風の流れを防いだとしても、色
をつけてドラム劣化を緩和させる手段はとれず、この場
合、プロセスカートリッジ７の装置外放置で光照射があ
るとすぐに光メモリーが起こりドラム劣化が進行する。

【００３０】また、ハウジング６に開口６ｃを設けた場
合、剛性を極力保つためには、図６に示すように、開口
部６ｃに斜めの格子を設けて対処することができる。こ
こで、格子を斜めに設けたのは、長手で光照射されない
ところがないようにするためである。

【００３１】本実施例は、図４のようにハウジング６に
クリーニングブレード５ａや現像ブレード３ｂ取付け部
が設けられており、各々を貼り付け固定している。

【００３２】組立は、クリーニングブレード５ａと現像
ブレード３ｂを所定の位置に貼り付けたのちＬＥＤ１０
と結像素子８の一体ユニット、帯電ローラ２、クリーニ
ング装置の底５ｃ、感光体ドラム１、現像スリーブ３ａ
をセットした現像装置の底３ｃの順で、各々同一方向か
ら組み込んでいった。ハウジング６とクリーニング装置
の底５ｃ、現像装置の底３ｃはネジ止めでも接着でもは
め込み式でも固定できればその他いずれの方法でも良
い。また、上記両ブレードは、順方向、カウンター方向
どちらでも良い。

【００３３】本実施例においても、前述と同様な効果は
当然得られるが、それ以上に、本構成は、取り付け精度
の良さと、さらなる組立性の良さが得られる。例えば、
ハウジング６に直接クリーニングブレード５ａや現像ブ
レード３ｂを貼っていくため、通常の板金に貼ってか
ら、板金を所定位置に取り付けるような２段階組立を行
わないので取付け精度は向上し、さらに上記のように組
付け部品数が減ることでさらに向上し、低コストでプロ
セスカートリッジを組立てられる。

【００３４】なお前記プロセスカートリッジは、像担持
体としての電子写真感光体と、プロセス手段としての帯
電手段とに加えて、前記プロセス手段としての現像手段
とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に対
して着脱可能とするものである。また前記プロセスカー
トリッジは、前記像担持体としての電子写真感光体と、
プロセス手段としての帯電手段とに加えて、前記プロセ
ス手段としてのクリーニング手段とを一体的にカートリ
ッジ化して画像形成装置本体に対して着脱可能とするも
のである。

【００３５】

【発明の効果】

（１）以上説明したように、低電圧印加が可能でオゾン
の発生が非常に少ない接触帯電手段と露光手段として固
体発光素子アレイを用いていることにより、画像流れを
防ぐためにプロセスカートリッジ内部に風を流してオゾ
ンの停留を防ぐ必要がなくなり、更にプロセスカートリ
ッジの開口を全て封鎖することにより、前記風の流れを
一切なくしプロセスカートリッジ外からの光照射を防止
し、ハウジングの剛性を向上させたため、常に安定した
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るプロセスカートリッ
ジ近傍の構成を模式的に示した断面説明図である。

【図２】本発明の第１実施例の組立方法及び組立図を説
明したプロセスカートリッジの断面図である。

【図３】本発明の第１実施例の組立方法及び組立図を説
明したプロセスカートリッジの断面図である。

【図４】本発明の第２実施例の組立方法及びプロセスカ
ートリッジの構成を説明した断面図である。

【図５】本発明の第２実施例の組立方法及びプロセスカ
ートリッジの構成を説明した断面図である。

【図６】本発明の第２実施例の組立方法及びプロセスカ
ートリッジの構成を説明した断面図である。

【図７】従来技術の説明図である。

【図８】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２帯電ローラ２ａ軸２ｂ加圧軸受け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６ｂ扉６ｃフィルム７プロセスカートリッジ８結像素子９支持部材１０ＬＥＤ１１ドラムシャッター

Claims

【特許請求の範囲】

【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、像担持体と、前記像担持体に作用する帯電ローラと、前記像担持体に作用する固体発光素子アレイと、を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】前記フレームは前記像担持体に形成され
た画像を記録媒体へ転写する転写領域開口を除いて閉じ
られてい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。
【請求項３】前記フレームに対して同一方向から、前
記像担持体と、帯電ローラと、固体発光素子アレイと、
が組み込まれ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。
【請求項４】前記フレームに対してさらに同一方向か
ら、現像ユニットと、クリーニングユニットと、が組み
込まれ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。
【請求項５】前記固体発光素子アレイはＬＥＤアレイ
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。
【請求項６】前記プロセスカートリッジは、前記像担
持体としての電子写真感光体と、プロセス手段としての
帯電手段とに加えて、前記プロセス手段としての現像手
段とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に
対して着脱可能とする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。
【請求項７】前記プロセスカートリッジは、前記像担
持体としての電子写真感光体と、プロセス手段としての
帯電手段とに加えて、前記プロセス手段としてのクリー
ニング手段とを一体的にカートリッジ化して画像形成装
置本体に対して着脱可能とする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。
【請求項８】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）フレームと、像担持体と、前記像担持体に作用する帯電ローラと、前記像担持体に作用する固体発光素子アレイと、を有することを特徴とするプロセスカートリッジを装着
可能な装着手段と、（ｂ）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。
【請求項９】前記画像形成装置はＬＥＤプリンタであ
ることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記画像形成装置は電子写真複写機で
あることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】像担持体と、前記像担持体に作用する
少なくとも１つのプロセス手段とを有するプロセスカー
トリッジにおいて、少なくとも前記像担持体と、前記像担持体に接触して帯
電を行う接触帯電手段と前記像担持体に画像情報を伝達
する固体発光素子アレイを有し、画像形成プロセス時に風路と成り得る開口を全て封鎖す
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１２】少なくとも像担持体と、前記像担持体
に接触して帯電を行う接触帯電手段と前記像担持体に画
像情報を伝達する固体発光素子アレイとを有し、画像形
成プロセス時に風路と成り得る開口を全て封鎖するよう
構成したプロセスカートリッジを装着可能な装着手段
と、記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する画像形成装置。