JPH10268614A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像形成部のユニットを寿命に対応した無理の
無い状態で交換できる画像形成装置を提供する。 【解決手段】画像形成ユニット３０は像担持体ユニット
３１と現像ユニット３２からなる。像担持体ユニット３
１は感光体ドラム３３とクリーナ３４を備えており、現
像ユニット３２は現像器３５とこの現像器３５にヒンジ
３９により回動自在に連結される回動支持部材３８とこ
の回動支持部材３８に一体に固着するドラム軸押え部材
３６及び帯電ブラシ３７を備えている。像担持体ユニッ
ト３１を矢印Ｄで示すように現像ユニット３５に合体さ
せ、回動支持部材３８を二点鎖線で示すように下方に回
動させると、露光ヘッドの嵌入溝５２が所定の位置に配
置され、像担持体ユニット３１のドラム軸４６がドラム
軸押え部材３６により押さえられて仮固定され、帯電ブ
ラシ３７が所定の位置で感光体ドラム３３の周面に圧接
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交換寿命の長い像
担持体と交換寿命の短い現像器を有する画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、他の内部装置よりも比較的消
耗の早い画像形成部の諸装置をユニット化して、この画
像形成ユニットを着脱自在に交換して用いるプリンタ
（画像形成装置）が実用化されている。

【０００３】図４は、そのような、複数の画像形成ユニ
ットを着脱自在に装着したカラープリンタ（カラー画像
形成装置）の内部構成を模式的に示す側断面図である。
この構成を簡単に説明すると、同図に示すカラープリン
タ（本体装置）１は、その下部に、多枚数の用紙を収容
した用紙カセット２を着脱自在に備え、上部には上蓋３
を備えている。上蓋３には前部側方に不図示の電源スイ
ッチ、液晶表示装置、複数の入力キー等が配設され、上
蓋３の後部は本体装置１の後部上面とともに排紙トレー
４を形成している。本体装置１の内部には、略中央に、
前後に偏平なループ状の用紙搬送ベルト５が、駆動ロー
ラ６によって図の矢印Ａで示す反時計回り方向に循環移
動するように配置される。用紙搬送ベルト５の上方に４
個の画像形成ユニット７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が
用紙搬送方向（図の右から左方向）に多段式に且つ着脱
自在に並設される。

【０００４】図５(a),(b) に、上記の画像形成ユニット
７を拡大して示す。同図(a) に示すように、画像形成ユ
ニット７は、像担持体ユニット１１と現像ユニット１２
の２つの副ユニットに分離可能に形成されており、これ
ら２つの副ユニットが合体して、同図(b) に示すよう
に、１個の画像形成ユニット７を構成する。図４に示し
た画像形成ユニット７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は、
内部に収容するトナーの色が異なるだけで、いずれも同
一の構成である。

【０００５】これら画像形成ユニット７の像担持体ユニ
ット１１は、図５(a),(b) に示すように、感光体ドラム
（像担持体）１３と、その左周面に圧接するクリーナ１
４、感光体ドラム１３の斜め左上に圧接する初期化帯電
ブラシ１５、及び感光体ドラム１３の真上に形成された
ヘッド溝孔１６から成る。一方、現像ユニット１２は、
匡体１７を有し、この匡体１７の下部開口に現像ローラ
１８を回転可能に保持し、匡体１７の内部にはトナー１
９を収容している。このトナー１９に埋没してトナー攪
拌部材２１が配設され、匡体１７の最下部にスポンジ体
の供給ローラ２２が現像ローラ１８に当接して配置され
ている。その上方で、これも現像ローラ１８に当接して
板バネ状のドクターブレード２３が配設されている。

【０００６】図５(a) に示す２つの副ユニット（像担持
体ユニット１１及び現像ユニット１２）が同図(b) に示
すように合体して画像形成ユニット７となり、図４に示
すように本体装置１に装着されると、上蓋３の閉成によ
り、この上蓋３裏面に配設されている露光ヘッド２４が
降下してヘッド溝孔１６に嵌入して位置決めされる（図
４の画像形成ユニット７ｄ参照）。

【０００７】このカラープリンタ１は、電源が投入さ
れ、使用する用紙の紙質、枚数、印字モード、その他の
指定がキー入力あるいは接続するホスト機器からの信号
として入力されると印字（印刷）を開始する。用紙カセ
ット２に収容されている用紙の最上部の一枚が取り出さ
れて用紙搬送ベルト５と画像形成ユニット７とが対向す
る画像形成部を、用紙搬送ベルト５によって上流から下
流へと搬送される。

【０００８】各画像形成ユニット７の像担持体ユニット
１１の初期化帯電ブラシ１５は、感光体ドラム１３周面
に一様な高マイナス電荷を付与し、露光ヘッド２４は、
その感光体ドラム１３周面に画像信号に応じて露光を行
って、その露光による低マイナス電位部と上記初期化に
よる高マイナス電位部とからなる静電潜像を形成する。
現像ユニット１２の現像ローラ１８は、上記静電潜像の
低電位部にトナー１９を転移させて感光体ドラム１３周
面上にトナー像を形成（反転現像）する。

【０００９】最上流の画像形成ユニット７ａの感光体ド
ラム１３周面上のトナー像の先端が、用紙搬送ベルト５
との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対
向点に用紙の印字開始位置が一致するように用紙が搬送
されてきて、不図示の転写器による転写電流が用紙搬送
ベルト５を介して用紙に印加され、これにより、感光体
ドラム１３上のトナー像が用紙に転写される。

【００１０】この最上流の画像形成ユニット７ａから最
下流の画像形成ユニット７ｄまで、現像ユニット１２に
収容されている各色の例えばマゼンタ、シアン、イエロ
ー及びブラックのトナー像が順次用紙に転写された後、
用紙は定着器２５によってトナー像を熱定着されて、そ
の画像面を下にして排紙トレー４上に排出される。

【００１１】ところで、上述の画像形成装置は、元来は
全ての内部装置が本体装置と一体化されて構成されてい
たものである。しかし、消耗品であるトナーの補充が厄
介で面倒な作業を伴うことから、感光体ドラムを中心と
する画像形成部の諸装置をまとめて一つのサブフレーム
又は匡体に組み付け、これを画像形成ユニットとして用
いるようになったものである。ところが、技術の進歩に
伴い感光体ドラムの寿命が年を追うごとに伸びてきて、
画像形成ユニットに収容可能なトナー消費量あるいは現
像器の現像ローラや供給ローラの寿命に合わせて画像形
成ユニットを交換・廃棄すると、まだ使用可能な感光体
ドラムが無駄になって不経済であるという問題が生じて
きた。このため感光体ドラムと現像器を別ユニットに分
割し、これらユニットの配設後に挿入されて配置される
露光ヘッドを中心として、先ず感光体ドラムをクリーニ
ングして初期化するという画像形成処理工程の前段部分
を受け持つクリーナ、初期化帯電器、ドラムカバー等の
諸装置を感光体ドラムと共に像担持体ユニットとして形
成し、露光ヘッドによる露光記録の後にその静電潜像を
現像するという画像形成処理工程の後段部分を受け持つ
現像ローラ、供給ローラ、トナー容器、トナー攪拌器等
の諸装置を現像ユニットとして形成して、これら２つの
ユニットが夫々独立に交換可能とする構成に変化してき
たものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、初期化
帯電器がコロナ放電器のように寿命が比較的長いもので
あると交換時期の点では問題が少ないが、コロナ放電が
環境汚染に係る点で問題視されるようになり、これに代
わって接触型の帯電ブラシを初期化帯電器として用いら
れるようになると、帯電ブラシは常時感光体ドラムに圧
接しているので、ブラシに曲がり癖（へたり）が出て、
比較的短期間に帯電性能が低下するという問題が生じ
た。このため、帯電ブラシ自体を単独に交換できるよう
にしていたが、この交換のための保守作業が繁雑であ
り、画像形成部をユニット化した利点が損なわれるとい
う問題が残っていた。また、そればかりでなく、トナー
に含まれるシリカ等の微粉末がクリーナでは清掃し切れ
ずに感光体ドラム上に残留し、これが帯電ブラシに付着
する。このように帯電ブラシにシリカ等の付着汚れが発
生すると帯電不良が起きて正しい静電潜像の形成が出来
ず、したがって良い現像が出来ないから良好な画像の再
現が出来なくなるという問題も発生した。これには補助
的なクリーナを増設して対処するようにしているが、こ
れではコストの上昇を招くという問題が派生する。

【００１３】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
画像形成部のユニットを寿命に対応した無理の無い状態
で交換できる画像形成装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明の画像形
成装置の構成を述べる。本発明は、長い交換寿命を有す
る像担持体と、該像担持体に当接して該像担持体の電位
を一様に初期化する接触型帯電手段と、該接触型帯電手
段により初期化された上記像担持体表面に静電潜像を形
成する印字ヘッドと、該印字ヘッドにより形成された上
記像担持体表面の静電潜像を現像剤を用いて現像する上
記像担持体よりも交換寿命の短い現像器とを有する画像
形成装置に適用される。

【００１５】本発明の画像形成装置は、上記現像器を着
脱自在なユニットに形成し該ユニットに上記接触型帯電
手段を備えて構成される。上記像担持体は、例えば請求
項２記載のように、着脱自在な像担持体ユニット内に組
み付けられて成る。そして、その像担持体ユニットは、
例えば請求項３記載のように、上記現像器のユニットと
合体して画像形成ユニットを形成するように構成され
る。また、上記像担持体は、例えば請求項４記載のよう
に、画像形成装置本体に直接取り付けられるように構成
してもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a) は、一実施の形態に
おける画像形成ユニットを二つの副ユニットに分離した
状態を示す側断面図であり、同図(b) は、二つの副ユニ
ットのうち一方の現像ユニットのみを示す斜視図であ
る。同図(a) に示すように、画像形成ユニット３０は、
像担持体ユニット３１と現像ユニット３２の２つの副ユ
ニットから構成されている。一方の像担持体ユニット３
１には、感光体ドラム（像担持体）３３と、その左周面
に圧接するクリーナ３４が組み付けられている。そし
て、他方の現像ユニット３２には、同図(b) にも示すよ
うに、現像器３５、ドラム軸押え部材３６及び帯電ブラ
シ３７が組み付けられている。

【００１７】上記のドラム軸押え部材３６と帯電ブラシ
３７は、回動支持部材３８に一体に支持され、回動支持
部材３８は、ヒンジ３９によって回動自在に現像器３５
に連結されている。これにより、ドラム軸押え部材３６
と帯電ブラシ３７は、回動支持部材３８と共に図１(a)
の両方向矢印Ｃで示すように上下に９０度回動する。

【００１８】現像器３５は、その匡体の下部開口に現像
ローラ４１を回転可能に保持し、匡体の内部にはトナー
４２を収容している。このトナー４２に埋没するように
トナー攪拌部材４３が配設され、匡体の最下部にスポン
ジ体から成る供給ローラ４４が現像ローラ４１に当接し
て配置されている。その上方には、現像ローラ４１に圧
接して板バネ状のドクターブレード４５が配設されてい
る。

【００１９】この構成において、像担持体ユニット３１
を図１(a) の矢印Ｄで示すように現像ユニット３５に持
ち寄って合体させ、回動支持部材３８を同図(a) の二点
鎖線で示すように下方に回動させ、露光ヘッドの嵌入溝
を所定位置に形成すると共にドラム軸４６をドラム軸押
え部材３６によって押さえて感光体ドラム３３の脱落を
防止すると、これら回動支持部材３８及びドラム軸押え
部材３６と共に下方に回動した帯電ブラシ３７が感光体
ドラム３３周面に圧接する。

【００２０】図２(a) は、上記の二つの副ユニット（３
１、３２）が上述したように合体して構成される画像形
成ユニット３０を示す側断面図であり、同図(b) は、そ
の斜視図である。同図(a),(b) には、後述する説明に必
要な構成部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与し
て示してある。

【００２１】図３(a),(b),(c) は、上記２分割構成の画
像形成ユニット３０の二つの副ユニット（３１、３２）
と、これを合体させて画像形成ユニット３０とするまで
の組み付け順毎の状態を示す斜視図である。

【００２２】同図(a),(b),(c) に示すように、現像ユニ
ット３２は、現像器３５のトナー容器兼用の匡体の下部
において、現像ローラ４１の支持軸４１−１が側面から
外部に突出し、像担持体ユニット３１を組み付けるため
の匡体と一体なフレーム４７が配設方向下流側（図３の
斜め左下方向）に張り出して形成されている。

【００２３】フレーム４７の一方の側壁（図では左方）
には、像担持体ユニット３１から外部に突出するドラム
軸４６の一方の軸端４６ｂを支持するための挿通孔４８
が穿設されており、フレーム４７の他方の側壁（図では
右方）の上端には、上記ドラム軸４６の他方の軸端４６
ａを支持するための上から切り欠くように形成された軸
受部４９が設けられている。

【００２４】一方の像担持体ユニット３１は、上述した
ように両側面から感光体ドラム３３の軸４６（４６ａ、
４６ｂ）が外部に突出しており、その感光体ドラム３３
の下部周面を覆って、図１及び図２では図示を省略した
保護蓋５１（図３(a) では下に隠れて見えない）が滑動
自在に配設されている。

【００２５】この保護蓋５１を、図３(b) の実線矢印Ｅ
で示すように下流側上方に滑動させて感光体ドラム３３
の下部周面を露出させた後、像担持体ユニット３１を同
図(b) の二点鎖線矢印Ｆで示すように現像ユニット３２
のフレーム４７に装填する。初めに感光体ドラム３３の
一方の軸端４６ｂを挿通孔４８に内側から挿通し、次に
他方の軸端４６ａを軸受部４９へ上から嵌入させる。そ
して、予め開いておいた回動支持部材３８を、図３(c)
に示すように閉じて（図１(a) の二点鎖線及び図２(a)
も参照）、回動支持部材３８に一体に固定されているド
ラム軸押え部材３６によって上記の軸端４６ａを押さえ
て像担持体ユニット３１がフレーム４７から逸脱しない
ように仮固定する。

【００２６】回動支持部材３８の感光体ドラム３３の真
上に当たる部分には、感光体ドラム３３の軸方向に平行
して露光ヘッド用の溝孔５２（図２(a),(b) も参照）が
設けられており、この溝孔５２を介して感光体ドラム３
３と露光ヘッドとが本体装置内において対向配置されて
画像記録部を形成する。この回動支持部材３８を下方に
回動させて閉成した状態で上記の溝孔５２の下流側（図
の左方）となる位置に、帯電ブラシ３７が回動支持部材
３８に一体に固定されており、この帯電ブラシ３７が感
光体ドラム３３の周面に圧接する（図２(a) 参照）。

【００２７】このように、像担持体ユニット３１と現像
ユニット３２とを合体させ、相互の係合を仮固定させる
ことに連動して、現像ユニット３２に配置されている帯
電ブラシ３７が感光体ドラム３３に対し所定の位置で圧
接する。

【００２８】尚、上記の実施の形態では、接触型の初期
化帯電器を帯電ブラシで構成しているが、初期化帯電器
はこれに限ることなく、帯電ブラシローラ、帯電スポン
ジローラ、又は帯電シート等であってもよい。また、感
光体ドラムを像担持体ユニットに組み付けているが、感
光体ドラムの寿命が長期化していることから見て、感光
体ドラムの配設方法はこれに限ることなく、本体装置側
に直接配設するようにしてもよい。この場合は、帯電ブ
ラシと現像器による現像ユニットのみが着脱ユニットと
なる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、接触型の帯電器を現像ユニット側に組み付けるよ
うにしたので、接触型のため帯電性能が比較的劣化し易
い帯電器をトナーの消費量に応じて随時交換される現像
器と共に交換でき、これにより、長寿命の感光体ドラム
とは独立に容易に帯電器を交換でき、したがって、帯電
器のみを無理に交換する必要がなく保守作業が容易とな
ってコストの低減に貢献する。また、現像ユニットの交
換と同時に帯電器の交換が行われるので、シリカ等の付
着汚れによって帯電性能が劣化する前の早期の交換を自
動的に実現でき、したがって、常に安定した画像形成を
維持できると共に、補助的なクリーナを増設する必要が
ないためコスト上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は一実施の形態における画像形成ユニット
を二つの副ユニットに分離した状態を示す側断面図、
(b) は二つの副ユニットのうち一方の現像ユニットのみ
を示す斜視図である。

【図２】(a) は二つの副ユニットが合体して構成される
画像形成ユニットを示す側断面図、(b) はその斜視図で
ある。

【図３】(a),(b),(c) は二つの副ユニットを合体させて
画像形成ユニットとするまでの組み立て手順を示す図で
ある。

【図４】従来の複数の画像形成ユニットを着脱自在に装
着したカラープリンタ（カラー画像形成装置）の内部構
成を模式的に示す側断面図である。

【図５】(a) は従来の画像形成ユニットを２つの副ユニ
ットに分離した状態を示す図、(b) は２つの副ユニット
を合体して画像形成ユニットを完成させた図である。

【符号の説明】

１ カラープリンタ（本体装置） ２ 用紙カセット ３ 上蓋 ４ 排紙トレー ５ 用紙搬送ベルト ６ 駆動ローラ ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ） 画像形成ユニット １１ 像担持体ユニット １２ 現像ユニット １３ 感光体ドラム １４ クリーナ １５ 初期化帯電ブラシ １６ ヘッド溝孔 １７ 匡体 １８ 現像ローラ １９ トナー ２１ トナー攪拌部材 ２２ 供給ローラ ２３ ドクターブレード ２４ 露光ヘッド ２５ 定着器 ３０ 画像形成ユニット ３１ 像担持体ユニット ３２ 現像ユニット ３３ 感光体ドラム（像担持体） ３４ クリーナ ３５ 現像器 ３６ ドラム軸押え部材 ３７ 帯電ブラシ ３８ 回動支持部材 ３９ ヒンジ ４１ 現像ローラ ４１−１ 支持軸 ４２ トナー ４３ トナー攪拌部材 ４４ 供給ローラ ４５ ドクターブレード ４６（４６ａ、４６ｂ） ドラム軸 ４７ フレーム ４８ 挿通孔 ４９ 軸受部 ５１ 保護蓋 ５２ 溝孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 訓紀 東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地 カシオ電子工業株式会社内 (72)発明者 高鹿 守通 東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地 カシオ電子工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長い交換寿命を有する像担持体と、該像
   担持体に当接して該像担持体の電位を一様に初期化する
   接触型帯電手段と、該接触型帯電手段により初期化され
   た前記像担持体表面に静電潜像を形成する印字ヘッド
   と、該印字ヘッドにより形成された前記像担持体表面の
   静電潜像を現像剤を用いて現像する前記像担持体よりも
   交換寿命の短い現像器と、を有する画像形成装置におい
   て、 前記現像器を着脱自在なユニットに形成し該ユニットに
   前記接触型帯電手段を備えたことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 前記像担持体は、着脱自在な像担持体ユ
   ニット内に組み付けられて成ることを特徴とする請求項
   １記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記像担持体ユニットは、前記現像器の
   ユニットと合体して画像形成ユニットを形成することを
   特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体は、画像形成装置本体に直
   接取り付けられて成ることを特徴とする請求項１記載の
   画像形成装置。