JPH08286486A - 画像形成装置及び同用プロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】像担持体と少なくとも現像手段を一体のカート
リッジとして画像形成装置に着脱自在に装着するカート
リッジ、これを使用する画像形成装置において、出荷時
までに現像部位のホッパに収納したトナーの密閉を、使
用時に確実容易に解放する。 【構成】出荷時まではホッパ開口部をカートリッジを構
成する部材によって密封し、該カートリッジを画像形成
装置に装着することによってこの密封部材を移動してホ
ッパ内トナーを解放する手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】この発明は静電複写機、同プリン
タなど静電転写プロセスを利用する画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来技術と解決すべき課題】像担持体上に形成した静
電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する工程を含
む周知の画像形成装置にあっては、トナーを潜像に付与
する現像器部と、該現像器部にトナーを補給するホッパ
部とを一体に構成して装置本体に対して着脱自在に装着
するようにプロセスカートリッジとしたものが、構成が
コンパクトにでき、メンテナンス性もよいので次第に多
用されるようになってきていることはよく知られている
とおりである。

【０００３】この種のカートリッジでは、出荷当初には
そのホッパ部にトナーを満載しているので、画像形成装
置に装着される迄はトナーの漏出や、トナーと現像スリ
ーブとが接触、摩擦してトナーの劣化や現像スリーブの
表面性の変化などを招来をするような事態を確実に阻止
することが必須である。

【０００４】このため、出荷時はホッパと現像器部を連
絡する開口部を樹脂フイルムからなるシール材で密封し
ておき、ユーザがこのカートリッジを画像形成装置本体
に装着してから前記シール材を除去して開口部を解放
し、トナーがホッパ部から現像器部にトナーが移動する
ように構成したものが提案されている。

【０００５】併しながら、このような手段は、シール材
を引き抜くことが必要となり、シール材自体は無駄にな
る。 また、シール材には当然ながら少量のトナーが付
着しており、これが操作者の手指や周辺を汚染するおそ
れを免れない。さらに、操作者が過ってシール材を除去
せずにカートリッジを使用して画像形成に失敗し、用紙
が無駄になるような事態を生起することもある。

【０００６】本発明はこのような事態に対処すべくなさ
れたものであって、現像スリーブを具備する現像器部
と、これにトナーを補給するホッパ部とからなるカート
リッジにおいて、その出荷時にはトナーをホッパ内に確
実に密封するとともに、使用時には確実且つ容易に開封
でき、前記シール材のような廃棄物を生ずることなく、
さらに、カートリッジを画像形成装置に装着時からこれ
を駆動するまでの間にホッパの密封が自動的に解除され
るようにしたカートリッジ及びこのようなカートリッジ
を用いる画像形成装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００７】

【発明の構成】

【課題を解決する技術手段、その作用】上記の目的を達
成するため、本発明は、すくなくとも現像器と、これに
トナーを供給するためのホッパとを一体として画像形成
装置本体に着脱自在に装着するプロセスカートリッジに
おいて、製造後出荷時には該プロセスカートリッジを構
成するすくなくとも一つの部材がホッパ内のトナーを該
ホッパに保持するとともに、画像形成時にはトナーのホ
ッパ内への保持を解除する手段を具備するプロセスカー
トリッジ（１）、または、上記（１）記載のものにおい
て、出荷時はトナーをホッパ内に保持し、画像形成時に
該保持を解除する手段が、現像器に配設された現像スリ
ーブであるプロセスカートリッジ（２）、または、上記
（１）記載のものにおいて、出荷時はトナーをホッパ内
に保持し、画像形成時に該保持を解除する手段が、現像
スリーブへのトナー剥ぎ取り／塗布ローラであるプロセ
スカートリッジ（３）、または、上記（１）記載のもの
において、出荷時はトナーをホッパ内に保持し、画像形
成時に該保持を解除する手段が、現像スリーブのトナー
層厚規制用のブレードであるプロセスカートリッジ
（４）、または、上記（１）記載のものにおいて、出荷
時はトナーをホッパ内に保持し、画像形成時に該保持を
解除する手段が、トナー攪拌部材であるプロセスカート
リッジ（５）、または、像担持体と、帯電手段と、現像
手段と、転写手段と、クリーニング手段と、定着手段と
をそなえた画像形成装置において、前記現像手段が上記
（１）乃至（５）のいずれか記載のプロセスカートリッ
ジである画像形成装置（６）、または、上記（１）乃至
（５）のいずれか記載のものにおいて、プロセスカート
リッジのホッパから現像器部へのトナーの保持の解除
を、画像形成装置へのプロセスカートリッジの装着から
駆動までの間に自動的に遂行する手段を備えたプロセス
カートリッジ（７）、または、上記（６）記載のものに
おいて、プロセスカートリッジのホッパから現像器部へ
のトナーの保持の解除を、画像形成装置へのプロセスカ
ートリッジの装着から駆動迄の間に自動的に遂行する手
段を備えた記載の画像形成装置（８）である。

【０００８】このような構成とすることによって、少な
くとも像担持体と現像装置とを一体のカートリッジに構
成して画像形成装置に着脱自在に装着する、該プロセス
カートリッジ乃至はこれを使用する画像形成装置におい
て、出荷時にはホッパ内に密封したトナーを、使用時に
は確実且つ容易に該密封を解除可能とするとともに、こ
の際密封用のシール材を必要とせず、また、画像形成装
置に装着することによって自動的に使用可能状態に持ち
来し得るとともに、密封を解除せずにプリントを行うよ
うな誤動作を好適に回避することを可能とする。

【０００９】

【実施例の説明】「図１」は本発明の実施例を示す、現
像スリーブを具備する現像器部とトナーを収納するホッ
パ部とからなるカートリッジの概略側断面図で、「図
１」（ａ）は出荷前の状態、同図（ｂ）は画像形成装置
に装着された駆動可能の状態を夫々示すものとする。

【００１０】「図２」は上記のようなカートリッジを適
用するに適した典型的な画像形成装置を略示する概略側
断面図で、これについて略述する。紙面に垂直方向に軸
線を有し、矢印方向に回転走行する像担持体３の表面感
光層が帯電ローラ４によって一様に帯電され、スキャナ
ユニット１から投射される画像変調されたレーザビーム
がミラー２を介して前記帯電面に達して静電潜像が形成
される。

【００１１】この潜像が、像担持体３の走行によって、
現像器５が対向配置された現像部位に至ると、該現像器
からトナー２４がこの潜像に付与されてトナー像が形成
される。

【００１２】このトナー像が、像担持体の走行につれて
これと転写ローラ６が対向する転写部位に到達すると、
この時迄にカセット７ａに収納された紙などの転写材が
給紙コロｐによって取り出されてレジストローラｒに達
し、ここで前記トナー像とタイミングを合わせて、転写
材が前記転写部位に供給される。これとともに転写ロー
ラ６に転写バイアスが印加され、よって形成される電界
の作用で像担持体側のトナー像は転写材に転移する。

【００１３】ついでトナー像を担持する転写材が定着装
置８に搬送されてトナー像が転写材に定着固定されて機
外に排出される。転写の際に転写に寄与せず像担持体に
残る残留トナーはそのまま進行してクリーナ９によって
除去されて像担持体は次の画像形成工程に入り得る状態
になる。

【００１４】次に「図１」によって本発明の実施例たる
現像カートリッジについて説明する。このカートリッジ
は前記画像形成装置の現像器５の位置に着脱自在に装着
されるものとする。

【００１５】「図１」（ａ）は製造後出荷の状態を示す
もので、現像カートリッジの現像器部５には、その一方
の開口部位にアルミなどの非磁性部材からなり、内部に
マグネット２２を具備する現像スリーブ２１が配設して
あり、これに近接してウレタンゴム等の弾性部材からな
るブレード２６ａを板金２６ｂに固着したトナー層厚規
制用のブレード２６が図示時計方向に回動可能に配設し
てある。

【００１６】図示のように、この状態では、現像スリー
ブ２１はホッパ１１と現像器部５との間の開口部ｃを、
スポンジ、フエルト等で形成されたトナー漏れ防止部材
３１を介して閉塞している。これら部材３１はトナーの
漏洩を防止するとともに、振動、衝撃による現像スリー
ブの損傷を防止している。

【００１７】「図１」（ｂ）は、カートリッジが画像形
成装置の所定位置に装着されているときの状態を示すも
のである。このときマグネット２２を含む現像スリーブ
２１は現像器部５の開口部位に位置しており、この位置
で不図示の像担持体に近接対向する位置をとっている。
また、これとともに前記規制ブレード２６は図示のよう
に時計方向に回動してスリーブ２１に当接する。

【００１８】現像スリーブ２１が上記のように移動する
と、前記開口ｃが解放となってホッパ部１１内のトナー
２４が現像器部５に進入し、以後、トナー２４が順次現
像スリーブを経て不図示の像担持体上の潜像に供給され
ることになる。

【００１９】つぎに、「図３」によって、上述のように
現像スリーブが移動する態様について説明する。「図
３」（ａ）は、前記「図１」（ａ）に対応する出荷の状
態を、「図３」（ｂ）は、前記「図１」（ｂ）に対応す
る画像形成装置にカートリッジが装置に装着されている
ときの状態を示している。

【００２０】「図３」（ａ）において、揺動レバー３２
に設けた長孔に、カートリッジのケーシング等不動部適
所に設けた符号アで示すピンが遊嵌してあり、該レバー
３２の一方の端部には現像スリーブ２１が連結してあ
る。また、前記レバー３２とケーシング適所の間にばね
３３が配設してあり、該ばね３３によって前記レバー３
２に常時図示反時計方向の回動習性を付与している。

【００２１】従って、この位置においては、現像スリー
ブ２１が開口部ｃに設けたトナー漏れ防止部材３１に圧
接されているのでホッパ１１内のトナーが漏出すること
はない。

【００２２】また、前記レバー３２と前述のトナー層厚
規制ブレード２６とは、アーム３４によって連結されて
いて、レバー３２によってブレード２６は「図３」
（ａ）の位置に維持されている。

【００２３】このような構成のカートリッジを画像形成
装置本体に挿入装着すると、挿入に際して、本体側のカ
ムその他適宜の手段によって前記レバー３２が図示時計
方向に回動して「図３」（ｂ）に示すような位置をと
る。

【００２４】この位置において、現像スリーブ２１は開
口ｃを解放して像担持体にトナーを付与する作動位置に
あり、また、ブレード２６も同時に時計方向に回動して
現像スリーブに当接する位置を取ることになる。

【００２５】現像スリーブ２１が「図３」（ａ）の位置
から同図（ｂ）の位置に移動する際、レバー３２を対し
て、前者位置では反時計方向の、後者位置では時計方向
の回転を与えるように、ばね３３の両端係止位置とレバ
ー支持ピン位置イを設定することによって、前者位置で
は開口ｃを強固に封止するとともに、後者位置への現像
スリーブの移動を瞬時に行わせることができ、現像スリ
ーブの移動過程でホッパ内のトナーが外部に漏出するこ
とを有効に阻止できる。

【００２６】また、カートリッジが画像形成装置に装着
されたときには、「図３」（ｂ）に示すように、前記レ
バー３２がカートリッジの外周から突出しないように構
成できるので現像スリーブを誤って再度移動させるよう
なことを防止できる。

【００２７】また、画像形成装置にトナーの封止の解除
を検知する手段を設けることによって、現像器部にトナ
ーが供給されないままプリントを行うようなミスを防止
できる。具体的には、マイクロスイッチや光学的な検知
部材を利用する適宜の検知手段によってレバー３２の位
置を検知し、画像形成時に該レバーが「図３」（ｂ）の
符号３２’の位置にないときには、トナーの封止が解除
されていないものとして画像形成を中止するようにすれ
ばよい。

【００２８】以上のような構成のカートリッジとするこ
とによって、製造後出荷時まではトナーをホッパ内に封
止するとともに、画像形成装置に装着後には現像器部位
にトナーを供与することを、簡単な構成によって容易且
つ確実に遂行可能とした。また、トナー封止の解放時に
取り出されるシール材が不要となるので経済的てあり、
これに付着する少量トナーによる汚染を防止するための
手間も必要がなく好都合である。さらにまた、使用前に
は、現像スリーブとトナー層厚規制用のブレードを不接
触とすることができるので、両者の摺擦による表面性の
劣化やブレードの永久変形を阻止できる。

【００２９】「図４」は本発明の他の実施例を示すカー
トリッジの側断面図であって、前記実施例装置と対応す
る部位には同一の符号を付して示してあり、それらにつ
いての説明は必要ない限り省略する（以下の実施例にお
いても同様）。

【００３０】「図４」（ａ）は出荷時のカートリッジの
状態を示しており、このとき現像スリーブ２１はホッパ
１１の開口部ｃを閉塞している。また、トナー層厚規制
用のブレード２６はカートリッジの像担持体側の開口部
分に垂下するように固定配置してある。

【００３１】このカートリッジを画像形成装置に装着し
たときの状態を同図（ｂ）に示してある。このとき現像
スリーブ２１は像担持体側の開口部に持ち来されてお
り、これによって、ブレード２６は現像ブレードに順方
向に当接する。

【００３２】上記装置の場合、現像スリーブ２１を封止
位置から、作動位置に移動させる手段としては前記「図
３」に示す手段と同様のものが適用できること、また、
この装置が前述の実施例装置と同様の作用効果を奏し得
ることは直ちに理解できるところであろう。

【００３３】「図５」は本発明のさらに他の実施例を示
すカートリッジの側断面図である。同図（ａ）は出荷時
の状態を示すもので、このとき、ホッパ１１の現像器部
への開口部には、トナー剥ぎ取り／塗布部材３９が装着
してあって、これによってトナーの漏出を阻止してい
る。該剥ぎ取り／塗布部材３９としてはウレタンスポン
ジなどからなるスポンジローラないしはブラシローラを
利用できる。このとき、現像スリーブ２１、ブレード２
６はすでに作動位置に配置されている。

【００３４】このようなカートリッジが、画像形成装置
に装着されたときの状態を「図５」（ｂ）に示してあ
る。このとき、前記剥ぎ取り／塗布部材３９はホッパ１
１の開口から離れて現像スリーブ２１に当接する作動位
置に移動している。そして、この位置でトナー層を介し
て現像スリーブ２１に接触してこれと一定の周速比で回
転して、現像スリーブ上のトナーを剥ぎ取り、また新し
いトナーをこれに安定的に付着されるものである。

【００３５】「図５」（ａ）の位置から同図（ｂ）の位
置に剥ぎ取り／塗布部材３９を移動させる手段としては
前記「図３」における現像スリーブを移動させるための
みの手段を適用可能で、より簡単な構成で済ますことが
できる。また、この装置では、出荷時の状態では剥ぎ取
り／塗布部材３９が現像スリーブ２１に当接していない
ので、組立検査時等で装置を空転させるような場合に
も、比較的摩耗に弱い剥ぎ取り／塗布部材３９の表面の
摩耗、劣化を防止できる。

【００３６】「図６」（ａ）、（ｂ）は、さらに他の実
施例を示すカートリッジの側断面図であって、図（ａ）
は製造後出荷時の状態を、図（ｂ）はこのカートリッジ
を画像形成装置に装着した作動状態を示している。この
実施例装置にあっては、ホッパ１１が現像器部５の上方
に配設してあって、これら両者の間にはホッパ１１内の
トナー２４を現像器部５に供給する開口ｃが設けてあ
る。

【００３７】前記開口ｃには、出荷時の状態では、弾性
ブレード材２６ａとこれを支持する板金２６ｂとからな
るトナー層厚規制用のブレード２６が配設してあり、こ
のブレード２６は、ばね３６によって開口ｃを解放する
方向に回動傾向を付与されている。なお、図示符号３１
はトナーの漏出を阻止するためのシール材である。

【００３８】現像器部５のケーシング等不動部適所イに
はレバー３５が枢着してあり、図（ａ）に示す出荷時の
状態では、図示のように該レバー３５に設けた段部３５
ａを前記板金２６ｂに係合させて、ばね３６の作用に抗
してブレード２６を前記開口ｃを閉塞する位置に持ち来
している。

【００３９】前記レバー３５の下方適所には現像器部適
所に一端を係止したばね３７の他端が取着してあり、こ
れによって該レバー３５を図示反時計方向に回動習性を
付与している。なお、板金２６ｂとレバー３５の段部３
５ａとの係合部位における摩擦力はばね３７がレバー３
５にあたえるトルクよりも大きく設定してあって、図
（ａ）の状態でレバー３５が妄りに板金２６ｂからはず
れることはない。

【００４０】このような構成のカートリッジを、画像形
成装置本体側に設けたカートリッジ装着ガイド４０を介
して装置本体に挿入すると、前記レバー３５の下端が、
前記ガイド４０の符号キの部分に当接し、レバー３５が
反時計方向に回動して図（ｂ）の符号３５’で示す位置
に至り、レバーの段部３５ａと板金２６ｂとの係合が外
れるので、ブレード２６は、ばね３６の作用で時計方向
に回動して現像スリーブ２１に当接して、以後トナー層
厚規制部材として作用し得る状態になる。

【００４１】このようなカートリッジが前述の各実施例
装置と同様の作用を奏しうることは容易に理解できると
ころであろう。また、ブレード２６の移動はばね３６に
よって瞬時に行われるので、その移動過程でホッパ１１
内のトナーが外部に漏出することはない。なお、レバー
３５を回動させる手段としては前述のガイド４０によう
なものに限定されるものではないことは云う迄もない。

【００４２】「図７」は、さらにまた、他の実施例を示
すもので、この装置にあっては、現像スリーブ２１、ト
ナー層厚規制用のブレード２６は当初から夫々の作動位
置に配置してある。

【００４３】ホッパー１１内には図示符号ウを中心とし
て図示矢印方向に回転自在に配設されたトナー攪拌用の
板金３８ｂが設けてあり、これにポリエチレンテレフタ
レート等からなる攪拌シート３８ａが接着されて攪拌部
材３８を形成しており、出荷前の状態では、該シート３
８ａの自由端部がホッパ１１と現像器部５とを連通する
開口ｃを覆うように、シリコンゴムのような接着力の弱
い、開口周辺の接着剤３１で接着されていてトナー２４
の現像器部への進入を阻止している。

【００４４】このカートリッジを画像形成装置に装着し
て画像形成を行う時には、前記攪拌部材が矢印方向に回
転し、攪拌シート３８ａが接着剤３１から剥離されて、
ホッパ１１内のトナー２４が現像器部５に供給される。

【００４５】前記シート３８ａが接着剤３１から剥離さ
れるとすぐにトナーが該接着剤に付着してその表面を覆
うから、つぎにシート３８ａが開口ｃ面を通過するとき
には粘着力が殆どなくなっており、シート３８ａの回転
を妨げることはない。

【００４６】攪拌シートの剥離手段にはとくに限定はな
いが、カートリッジの最初の駆動時にシート３８ａの回
転似よって引き剥がすのが簡単である。この場合、初期
駆動時におけるトルクアップが考えられるが、これに対
処する手段の一例を「図８」によって説明する。

【００４７】「図８」前記開口ｃの部分を示す正面図で
あって、図には攪拌シート３８ａ、開口ｃ、接着剤３１
ａの関係配置のみを示してある。図示のように、シート
３８ａの剥離方向エの垂直方向に対して適宜の角度αを
付けて接着剤をもうけるのが好適である。

【００４８】このような構成のカートリッジが、前述の
各実施例装置のものと同様の作用を奏し得ることは容易
に理解できるところであろう。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像器とこれにトナーを供給するホッパとを一体のカー
トリッジに構成し、これを画像形成装置に着脱自在に装
着する画像形成装置において、該カートリッジを、その
出荷時にはホッパ部位を密閉してトナーの漏出を阻止す
るとともに、画像形成装置に装着したときには、シール
用のシート材など特段の前記密閉解除手段を別設するこ
となく作動状態に持ち来すことが可能であるので、資材
の無駄を省くとともに、操作者や周辺のトナーによる汚
染を有効に防止できる。また、トナーを収容するホッパ
の密閉解除をカートリッジの画像形成装置への装着時か
ら初期駆動時までの間に自動的に行われるようにしたか
らプリントミスの発生を効果的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例たるカートリッジの構成、作
動を示す側断面図

【図２】 本発明を適用するに適した画像形成装置の概
略側断面図

【図３】 「図１」に示すカートリッジを作動させる手
段を示す側面図

【図４】 他の実施例たるカートリッジの構成、作動を
示す側断面図

【図５】 さらに他の実施例たるカートリッジの構成、
作動を示す側断面図

【図６】 他の実施例たるカートリッジの構成、作動を
示すの側断面図

【図７】 またさらに他の実施例たるカートリッジの構
成、作動を示す側断面図

【図８】 同上攪拌シートの接着手段を示す正面図

【符号の説明】

５ 現像器部 １１ ホッパ ２１ 現像スリーブ ２６ ブレード ３１ トナー漏れ防止部材 ３２ レバー ３８ 攪拌部材 ３９ 剥ぎ取り／塗布ローラ

フロントページの続き (72)発明者 鬼 村 正 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】すくなくとも現像器と、これにトナーを供
   給するためのホッパとを一体として画像形成装置本体に
   着脱自在に装着するプロセスカートリッジにおいて、 製造後出荷時は該プロセスカートリッジを構成するすく
   なくとも一つの部材がホッパ内のトナーを該ホッパに保
   持するとともに、画像形成時にはトナーのホッパ内への
   保持を解除する手段を具備するプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】出荷時はトナーをホッパ内に保持し、画像
   形成時に該保持を解除する手段が、現像器に配設された
   現像スリーブである「請求項１」記載のプロセスカート
   リッジ。
3. 【請求項３】出荷時はトナーをホッパ内に保持し、画像
   形成時に該保持を解除する手段が、現像スリーブへのト
   ナー剥ぎ取り／塗布ローラである「請求項１」記載のプ
   ロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】出荷時はトナーをホッパ内に保持し、画像
   形成時に該保持を解除する手段が、現像スリーブのトナ
   ー層厚規制用のブレードである「請求項１」記載のプロ
   セスカートリッジ。
5. 【請求項５】出荷時はトナーをホッパ内に保持し、画像
   形成時に該保持を解除する手段が、トナー攪拌部材であ
   る「請求項１」記載のプロセスカートノッジ。
6. 【請求項６】像担持体と、帯電手段と、現像手段と、転
   写手段と、クリーニング手段と、定着手段とをそなえた
   画像形成装置において、 前記現像手段が「請求項１」乃至「請求項５」の何れが
   記載のプロセスカートリッジである画像形成装置。
7. 【請求項７】プロセスカートリッジのホッパから現像器
   部へのトナーの保持の解除を、画像形成装置へのプロセ
   スカートリッジの装着から駆動までの間に自動的に遂行
   する手段を備えた「請求項１」乃至「請求項５」記載の
   プロセスカートリッジ。
8. 【請求項８】プロセスカートリッジのホッパから現像器
   部へのトナーの保持の解除を、画像形成装置へのプロセ
   スカートリッジの装着から駆動迄の間に自動的に遂行す
   る手段を備えた「請求項６」記載の画像形成装置。