JPH10293516A - 電子写真装置のプロセスユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像記録装置の画像形成部に現像器ユニット
と感光体ユニットとを組み合わせて装着するに際して、
前記２つのユニットを一体にして着脱可能にし、感光体
ユニットを現像器ユニットに容易に組み合わせ得るよう
にする。 【解決手段】 画像形成部に対して装着する現像器ユニ
ット２０には、感光体ユニットを装着するために支持片
４０を突出させて設けており、前記支持片の凹溝４４に
感光体ユニットのドラム軸５２とピン部材５６とを挿入
する。そして、前記ピン部材５６に対してフック部材４
５により押圧保持する作用を発揮させて、両ユニットの
一体化を図るとともに、感光体ドラム５１と現像ローラ
２５との位置関係を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式画像記
録装置に用いられるプロセスユニットに関し、特に、プ
ロセスユニットのドラムユニットと現像器ユニットとを
別体に構成したものを組み合わせて使用し、２つのユニ
ットを組み合わせたままで装置本体に着脱可能に構成す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式を用いた画像記
録装置では、感光体ドラムおよび帯電器、現像器等を一
体に構成したプロセスユニットが用いられており、前記
ユニットを装置本体に対して着脱可能に設けている。そ
して、前記一体化したプロセスユニットにおいては、例
えば、１万枚のコピー可能なユニットとして構成した場
合には、その画像形成装置に設けたカウンターの計数値
等を用いてユニットの寿命を推定することにより、ユニ
ットの交換を指令する等の情報を出力させるようにして
いる。したがって、前記ユニットを使用する場合には、
感光体ドラムや現像器等の寿命に個別に注意を払う必要
がなく、装置本体の表示部にユニットの交換指令が出力
された時に、そのプロセスユニットの交換を行うのみ
で、画像記録装置を使用することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記プロセスユニット
に配置される感光体ドラムや現像器は消耗品であり、こ
れ等の各部材が寿命に達すると、新しいユニットと交換
されるが、前記感光体ドラムや現像器の寿命には大きな
差がある。そして、これ等の寿命の異なる部材を一括し
て交換すると、いずれかの部材には無駄が生じることに
なる。そこで、感光体ドラムユニットと、現像器ユニッ
トとを別体に構成しておき、それ等のユニットの個々の
寿命に応じて、個別のユニット毎に交換するようにした
装置も使用されている。

【０００４】ところが、前記２つのユニットを別個に交
換可能に構成する場合には、それぞれのユニットには無
駄が生じなくなる反面、紙のジャム等が発生した場合に
は、前記２つのユニットを装置本体から外してジャム処
理を行う必要があり、そのユニットの着脱作業が煩わし
いという新たな問題が発生する。前述したような問題に
加えて、各ユニット相互の位置決めや、画像記録装置本
体に対する各ユニットの位置決め等にも問題が発生する
場合があり、ユニットの着脱作業を容易に行い得るよう
にすることも要望されている。

【０００５】本発明は、前述したような従来の装置の問
題を解消するもので、感光体ドラムユニットと現像器ユ
ニットとの間に相互に離反可能な係合手段を設け、各ユ
ニットを個別に交換可能で、２つのユニットを組み合わ
せたままで装置本体に対する着脱を容易に行い得る装置
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子写真方式
を用いて感光体ドラムにトナー画像を形成し、前記トナ
ー画像を用紙に転写してコピーを作成する画像記録装置
に関する。本発明の請求項１の発明は、感光体ユニット
と現像器ユニットとを別体に構成するとともに、両ユニ
ットには相互に離反可能な着脱手段を設けることを特徴
する。したがって、本発明においては、感光体ユニット
と現像器ユニットのそれぞれの寿命に応じて、個別に交
換可能であり、用紙ジャム等の処理を行う際には、２つ
のユニットを一体にして装置本体に着脱可能となる。

【０００７】請求項２の発明では、前記現像器ユニット
側端部から感光体ドラム側に一対の支持片を突設させて
設け、感光体ユニットの両側部には、縦方向にドラム軸
端部とピン部材との２つの突出部材をそれぞれ設け、前
記２つの支持片に設けた係合溝の各々に感光体ユニット
のドラム軸端部とピン部材を装着して、前記感光体ユニ
ットを現像器ユニットに対して位置決めすることを特徴
とする。そして、前記構成により、ドラム軸、ピン部材
との２つの突出部材と係合溝との接合関係により、２つ
のユニットの一体化を図ることができる。また、請求項
３の発明は、前記現像器ユニットの支持片に設ける係合
溝には、前記感光体ユニットのドラム軸端部とピン部材
の挿脱に伴って弾性変形する係止部材を設けることを特
徴とする。したがって、弾性変形する係止部材により感
光体ユニットのピン部材を押圧保持するので、感光体ユ
ニットの浮き上がりを抑制するとともに、感光体ユニッ
トの装着状態が目視により確認可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明するが、まず、本発明の装置を適
用可能な画像記録装置を、図１にもとづいて説明する。
図１に示される画像記録装置１は、小型の画像形成装置
として構成しているもので、装置本体の下部に設ける給
紙部２には、任意のサイズの用紙を収容する給紙カセッ
ト３を装着している。前記給紙カセットからピックアッ
プローラ４により送り出される用紙は、搬送ローラ装置
６、７を介して用紙搬送路５に沿って搬送され、感光体
ドラムからのトナー画像転写位置では、転写ローラ８か
らの放電により、トナー画像が用紙に転写される。そし
て、トナー画像を担持する用紙は、定着器１０の熱ロー
ラ１１と加圧ローラ１２の間を通って定着されてコピー
として完成され、排出ローラ装置１３を介して図示を省
略した排出トレイに排出される。

【０００９】前記画像記録装置１において、トナー画像
を形成して用紙に転写するための画像形成部１９には、
転写ローラ８に対応させて感光体ユニット５０を配置
し、前記感光体ユニット５０を組み合わせた現像器ユニ
ット２０を配置している。前記画像形成部１９に配置す
る２つのユニット２０、５０は、それぞれ画像記録装置
の本体フレームに対して着脱可能に構成されるもので、
図２に示されるように組み合わせられる。本発明の実施
例においては、画像記録装置の本体フレームに対して、
２つのユニットをそれぞれ位置決め可能であるが、ユニ
ットの組み合わせを行う際には、最初に本体フレームに
対して現像器ユニット２０を装着し、その現像器ユニッ
ト２０に設けている支持片と本体フレームの双方に、感
光体ユニット５０を位置決めして装着するように構成し
ている。

【００１０】前記図２に示される画像形成部１９には、
感光体ユニット５０と現像器ユニット２０および、書き
込みユニット６０の配置関係を示している。前記現像器
ユニット２０において、非磁性一成分トナーを収容する
容器部２１には、トナーを攪拌しながら供給ローラ２４
に供給するための攪拌部材２３とを配置している。前記
容器部２１からのトナー排出部には供給ローラ２４と、
感光体ドラム５１に接する現像ローラ２５、および前記
現像ローラ２５に接する層厚規制部材２６とを設けてい
る。前記攪拌部材２３はトナーを攪拌しながら供給ロー
ラ２４に向けて供給するもので、任意の羽根部材を設け
たものまたは棒状の部材として構成可能である。また、
供給ローラ２４は軸にスポンジ状の導電性を有する弾性
体または導電性の繊維を有する植毛体を、所定の厚さで
設けた弾性体ローラとして構成することができる。そし
て、前記供給ローラ２４の軸には、図示を省略した給電
部材から、−６００〜−７００Ｖ、望ましくは−６５０
Ｖ前後の値のバイアス電圧が印加される。

【００１１】前記現像ローラ２５はステンレス等の金属
製のローラ軸に、導電性のゴム（シリコンゴム、ウレタ
ンゴム、ＮＢＲ）を所定の厚さで被覆したもので構成さ
れているもので、そのローラ表面を平滑なものとして構
成する。前記現像ローラ２５に対しては、−３００〜−
４００Ｖ、望ましくは−３５０Ｖ前後の値のバイアス電
圧が印加される。また、前記現像ローラ２５に対して配
置する層厚規制部材２６は、現像ローラ２５の表面に形
成するトナーの薄層の均一に設定するためのものであ
り、ウレタン樹脂シートまたはステンレス製の板部材か
らなるバネ性を有するものとして構成する。そして、前
記層厚規制部材２６に対しては、−６００Ｖ〜−７００
Ｖの範囲、望ましくは−６５０Ｖ前後の値のバイアス電
圧が印加される。

【００１２】前記供給ローラ２４と現像ローラ２５との
軸芯間距離は、２つのローラの半径の合計よりも若干小
さく設定されており、両ローラを同一方向（矢印Ｘ方
向）に回転させることにより、両ローラの接触部では圧
接されながら反対方向に摺動される状態となる。そし
て、両ローラの摩擦作用と各々のローラに印加されてい
る電圧の差により、両ローラ間でトナーが帯電されると
ともに、現像ローラ２５の表面にトナーが付着される。
さらに、前記現像ローラ２５の表面に付着されたトナー
を層厚規制部材２６により均一な厚さに形成し、感光体
ドラムに向けて露出させ、感光体ドラムに形成された静
電潜像にトナーを移転させて、トナー画像を形成する。

【００１３】前記現像器ユニット２０に組み合わせて配
置する感光体ユニット５０には、感光体ドラム５１と、
表面が植毛部材等により構成されるブラシローラのよう
な帯電器５３とを配置している。そして、感光体ドラム
５１に対して書き込みユニット６０を配置して画像の書
き込みを行うとともに、感光体ドラムに形成したトナー
画像を転写ローラ８の放電により用紙に転写する。ま
た、前記書き込みユニット６０はＬＥＤヘッドアレイよ
り構成されるもので、画像情報出力装置からの情報にも
とづいて、ＬＥＤを発光させて感光体ドラムに光を照射
する。前記感光体ドラム５１の表面はアースされた光導
電体よりなり、帯電器５３により−７５０Ｖの帯電が行
われ、書き込みユニット６０より光が照射された部位、
すなわち画像情報の黒に対する部分の電位が−５０Ｖ程
度となり、光の照射部位と非照射部位（画像情報の白に
対応する部分）とで電位差が生じ、画像情報に対応する
静電潜像が形成される。

【００１４】前記感光体ドラムに形成される静電潜像に
対して、現像ローラ２５の表面に付着している略−６５
０Ｖに帯電しているトナーが接すると、トナーは感光体
ドラム５１の表面の光照射部位に吸引され、感光体ドラ
ムの表面にはトナー画像が形成される（反転現像）。前
記トナー画像の転写位置では、用紙の裏面から転写ロー
ラ８により５００〜２ｋＶのバイアス電圧が印加される
ことによって、用紙にトナー画像が転写される。前記ト
ナー画像が転写された用紙は、感光体ドラムの回転によ
り定着器１０に向けて送られ、熱ローラ１１と加圧ロー
ラ１２の間で加熱と押圧作用が付与されて定着される。
また、前記トナー画像を用紙に転写した後で、感光体ド
ラムの表面に残留するトナーは、帯電器５３により掻き
乱されて感光体ドラムの表面に分散されるとともに、感
光体ドラムの表面の帯電と同じ電位に帯電される。そし
て、感光体ドラムが現像ローラ２５に接する位置で、両
者の間の電位差により現像ローラ２５側に移転され、容
器部から新たに供給されるトナーに混合されて再使用さ
れる。

【００１５】

【実施例１】図３〜５に示す例は、前記感光体ユニット
５０に組み合わせて画像記録装置の画像形成部に配置す
る現像器ユニット２０の構成を示すもので、図５の側面
図、および、図３の平面図と図４の正面図に示されるよ
うに構成される。前記現像器ユニット２０においては、
図３に示されるように、攪拌部材２３を配置する容器部
２１の上部を上フレーム３０として構成し、前記上フレ
ーム３０に対して、用紙の搬送方向の上流側と下流側、
つまり図の左右側に、補強リブを兼ねたハンドル部材３
１、３２を設けている。前記現像器ユニットの容器部を
含むフレーム部材は、プラスチック材料の射出成形等の
手段を用いて構成されるもので、前記ハンドル部材も一
体成形可能である。また、前記フレーム部材の側部に配
置する側フレーム３５、３５ａには、外側に向けて支持
ピン３６、３６ａを突出させて設け、前記支持ピンを介
して画像記録装置本体に対する取り付けと位置決め手段
として用いる。

【００１６】前記ハンドル部材は、上フレームから所定
の長さで多数条のリブを突出させて設けており、現像器
ユニットを画像記録装置に対して着脱する際に、前記ハ
ンドル部材３１、３２を介してつかむことにより、現像
器ユニットを安定して取扱い得るようにする。また、一
方のハンドル部材３２に対しては、図４に示されるよう
に凹部３３を配置して、取扱う際の指をかける位置を指
定する。さらに、図５に示されるように、ハンドル部材
のリブの間を縦リブにより接続して、リブによる上フレ
ームの補強を行うように構成することも可能であり、現
像器ユニットの容器部分を薄い壁部材により構成して
も、現像器ユニットの取扱いに際しての安定性を確保で
きるようにする。

【００１７】前記現像器ユニット２０には、画像記録装
置に装着した際の用紙の搬送方向下流側に位置させて、
一対の支持片４０、４１をフレームと一体に設けてい
る。前記支持片は現像器ユニットの側フレーム３５から
延長した状態で配置するもので、後述する感光体ユニッ
ト５０のドラム軸等を収容する凹溝４４と、前記凹溝４
４に収容した軸等を保持するために、係止部材としての
フック部材４５とを設けている。また、前記ハンドル部
材３１、３２には、その対向する内面側をテーパ面４
２、４３として構成し、書き込みユニットを装着する際
の案内面として形成しているが、その現像器ユニットに
対して感光体ユニットを装着する際の動作は後で説明す
る。

【００１８】前記現像器ユニット２０に組み合わせて、
画像記録装置の画像形成部に装着される感光体ユニット
５０は、図６の側面図と図７の正面図に示されるように
構成される。そして、プラスチック材料により構成され
る本体フレーム５４に対して側フレーム５５、５５ａを
一体に構成し、前記側フレームに軸受け部材を介してド
ラム軸５２を配置し、感光体ドラム５１を装着してい
る。また、前記側フレーム５５、５５ａの外側には、前
記ドラム軸の端部を突出させることの他に、その上部に
所定の間隔をおいてピン部材５６、５６ａを突出させて
設け、画像記録装置と現像器ユニットに対する位置決め
手段を構成する。さらに、前記本体フレーム５４の上部
にはハンドル部材５７を設けており、感光体ユニットを
着脱する際の取扱い部材として用いることができるよう
にする。

【００１９】前記現像器ユニット２０と感光体ユニット
５０とを画像形成部に位置決めするために、画像記録装
置には図８に示すような支持片を設けており、画像記録
装置のフレームには板金で構成したフレーム部材１５に
現像器ピン受け溝１６とドラム軸受け溝１７との２つの
凹溝を設けている。また、前記フレーム部材１５には、
現像器ユニットのローラ等の回転部材に対する駆動力の
伝達のための駆動ギヤ１８を配置して、前記駆動ギヤ１
８を介して現像器ユニットのローラ等の回転部材を駆動
する。そして、本発明の画像記録装置の画像形成部に対
して、現像器ユニット２０と感光体ユニット５０とを装
着する際に、図９に示されるように、現像器ユニットの
支持ピンを現像器ピン受け溝１６に係合させ、感光体ユ
ニット５０のドラム軸端部をドラム軸受け溝１７に係合
させる。さらに、前記ドラム軸５２とピン部材５６と
を、現像器ユニット２０の支持片に設けた凹溝４４に挿
入して、現像器ユニットと感光体ユニットとの２つのユ
ニットの間での相互の位置決めを行う。

【００２０】図９に示す例は、２つのユニットを画像記
録装置に対して装着した状態を示しており、現像器ユニ
ット２０に設ける供給ローラ２４の軸２４ａと、現像ロ
ーラ２５の軸２５ａのそれぞれには、図８の駆動ギヤか
らの駆動伝達されるギヤを設けている。また、現像器ユ
ニットに対して感光体ユニットを組み合わせた状態で
は、図１０の側面図と、図１１の斜視図とに示すよう
に、感光体ユニット５０の巾方向の両側に突出させて設
けているドラム軸５２の端部とピン部材５６とは、現像
器ユニットの支持片４０に設けた凹溝に挿入される。そ
して、ピン部材５６をフック部材４５のバネ性により押
圧して保持することにより、現像器ユニットの現像ロー
ラ２５と感光体ドラム５１との関係を設定するととも
に、現像器ユニット２０のハンドル部材を手で持ち上げ
ることにより、図９に示されるような２つのユニットを
組み合わせたままで、一緒に画像記録装置に対して着脱
可能にする。したがって、画像記録装置の用紙搬送路内
で紙ジャム等が発生した場合には、画像形成部から２つ
のユニットを組み合わせたままで取り外してからジャム
の処理を行い、その後で再び２つのユニットを装着し直
すことが可能となる。

【００２１】前述したように構成した本発明のユニット
において、現像器ユニット２０に対して感光体ユニット
５０を装着する際に、前記図５において説明したよう
に、支持片４０、４１の内面側をテーパ面として構成し
ていることから、図１２に示されるように、感光体ユニ
ットの装着の作用を容易に行い得るようにする。すなわ
ち、感光体ユニット５０を現像器ユニット２０に対して
装着する際に、完全に水平状態で感光体ユニットを装着
せずに、若干の傾き状態で一方の側フレーム５５を支持
片４０に対して位置決めし、次いで、他方の側フレーム
５５ａを支持片４１に装着しようとする方法を用いる場
合が考えられる。その状態でも、本実施例においては、
前記支持片の内面側に設けたテーパ面４２、４３によ
り、感光体ユニットの両側の側フレームに対する案内作
用が行われることから、感光体ユニットの両側の側フレ
ームの下部が支持片の上部に引っ掛かったりすることが
なく、感光体ユニットの装着を容易に行うことができ
る。

【００２２】これに対して、支持片の内面にテーパ部を
設けていない場合には、感光体ユニットの側フレームと
支持片の内面との間には大きなギャップを形成すること
ができないので、感光体ユニット５０を完全に水平状態
で保持して、現像器ユニットに対して装着することが要
求されること等により、２つのユニットの組立作業が非
常に面倒になり、組立の作業性に問題が生じることにな
るが、本発明の支持片の形状により、そのような不都合
が生じることは避けられる。なお、前記本発明の実施例
においては、画像記録装置に適用する場合を例示した
が、本発明の装置は、画像読取り手段と、画像情報送信
手段とを組み合わせたファクシミリ装置にも適用が可能
なものである。

【００２３】

【発明の効果】前述したように、感光体ユニットと現像
器ユニットとを別体に構成するとともに、両ユニットに
は相互に離反可能な着脱手段を設けるので、本発明にお
いては、感光体ユニットと現像器ユニットのそれぞれの
寿命に応じて、個別に交換可能であり、用紙ジャム等の
処理を行う際には、２つのユニットを一体にして装置本
体に着脱可能となる。また、感光体ユニットの両側部に
縦方向に２つの突出部材をそれぞれ設け、前記２つの支
持片に設けた係合溝の各々に感光体ユニットのドラム軸
端部とピン部材を装着し２つのユニットの位置決めを行
うことができる。そして、前記構成により、ドラム軸、
ピン部材との２つの突出部材と係合溝との接合関係によ
り、２つのユニットの一体化を図ることができる。さら
に、２つのユニットの係合部では弾性変形する係止部材
を設けているので、前記係止部材により感光体ユニット
のピン部材を押圧保持するので、感光体ユニットの浮き
上がりを抑制することが可能であり、感光体ユニットの
装着状態を目視により確認することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像記録装置の構成を示す説明図で
ある。

【図２】 画像記録装置に装着する画像形成部材の説明
図である。

【図３】 本発明の現像器ユニットの構成を示す説明図
である。

【図４】 現像器ユニットの平面図である。

【図５】 現像器ユニットの正面図である。

【図６】 感光体ユニットの側面図である。

【図７】 感光体ユニットの断面図である。

【図８】 画像記録装置に配置するフレーム部材の説明
図である。

【図９】 現像器ユニットと感光体ユニットとを組み合
わせた状態の側面図である。

【図１０】 現像器ユニットの支持片に感光体ユニット
の突出部材を組み合わせた状態を示す説明図である。

【図１１】 図１０の要部の斜視図である。

【図１２】 現像器ユニットの支持片に書き込みユニッ
トを装着する状態の説明図である。

【符号の説明】

１ 画像記録装置、 ２ 給紙部、 ３ 給紙カ
セット、４ ピックアップローラ、 ８ 転写ロー
ラ、１０ 定着器、 １５ フレーム部材、 １６
現像器ピン受け溝、１７ ドラム軸受け溝、 １
８ 駆動ギヤ、 １９ 画像形成部、２０ 現像
器ユニット、 ２３ 攪拌部材、 ２４ 供給ロー
ラ、２５ 現像ローラ、 ２６ 層厚規制部材、３
０ 上フレーム、 ３５ 側フレーム、 ３６
支持ピン、４０・４１ 支持片、 ４２・４３ テ
ーパ面、 ４４ 凹溝、４５ フック部材、 ５０
感光体ユニット、 ５１ 感光体ドラム、５２
ドラム軸、 ５３ 帯電器、 ５５ 側フレー
ム、５６ ピン部材、 ５７ ハンドル部材、 ６
０ 書き込みユニット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式を用いて感光体ドラムにト
   ナー画像を形成し、前記トナー画像を用紙に転写してコ
   ピーを作成する画像記録装置において、 感光体ユニットと現像器ユニットとを別体に構成すると
   ともに、両ユニットには相互に離反可能な着脱手段を設
   けることを特徴する電子写真装置のプロセスユニット。
2. 【請求項２】 前記現像器ユニット側端部から感光体ド
   ラム側に一対の支持片を突設させて設け、 感光体ユニットの両側部には、縦方向にドラム軸端部と
   ピン部材との２つの突出部材をそれぞれ設け、 前記２つの支持片に設けた係合溝の各々に感光体ユニッ
   トのドラム軸端部とピン部材を装着して、前記感光体ユ
   ニットを現像器ユニットに対して位置決めすることを特
   徴とする請求項１に記載の電子写真装置のプロセスユニ
   ット。
3. 【請求項３】 前記現像器ユニットの支持片に設ける係
   合溝には、前記感光体ユニットのドラム軸端部とピン部
   材の挿脱に伴って弾性変形する係止部材を設けることを
   特徴とする請求項１または２に記載の電子写真装置のプ
   ロセスユニット。