JPS60143360A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子写真複写機或いは１画像記録機器等の画
像形成装置に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

一般に、電子写真複写機は第１図に示す構成を成し、そ
の複写工程は、帯電、露光、現像、転写１定着の各主要
工程から成り立っている。

帯電工程は光導電性表面を有する像担持体４に静電荷を
与える工程であり、像担持体４に向は開口したシールド
ケース内にタングステン等の細い導線を張架したコロナ
放電器１の導線に高電圧を印加し、導線より像担持体４
に向けてコロナ放電させることによって行われる。

露光工程は、原稿台２に載置され光源３により照射され
た原稿の反射光像をセルフォック（商品名）等の集束性
結像素子アレイ６により像担持体４上に結像させること
により行われる。帯電した像担持体表面へ原稿の反射像
が照射されると、受光量に応じて像担持体表面の電位は
減衰し、像担持体表面には原稿像とは鏡像関係にある静
電潜像が形成される。

現像工程は現像部５の現像ロール５１に磁性体キャリア
とトナーの混合物である現像剤５８を磁力により吸着さ
せ、吸着した現像剤５８を像担持体表面の静電潜像に摺
擦させて行われる。キャリアとの摩擦により静電潜像と
は逆極性に帯電したトナーは静電潜像に応じた量が像担
持体表面に付着し、静電潜像はトナーによる可視像とな
る。

一方角紙７はカセット８から１枚づつ取り出され、待機
ロール１１で一旦待機させられた後像担持体４上のトナ
ー像と同期して転写部に向けて送り出される。

転写工程は像担持体上のトナー像と同期して送られる用
紙の背面にコロナ放電器１４によってトナーとは逆極性
のコロナ放電を与え、像担持体４上のトナー像を用紙上
に移すものである。

トナー像の転写された用紙は図示しない分離手段により
像担持体４より分離され定着工程へ送られる。

定着工程は、内部に熱源を有する加熱ロール１５と加熱
ロール１５に圧着される耐熱性弾性体表面を有する圧着
ロール１６との間にトナー像の転写された用紙を通過さ
せることにより行なわれる。トナー像は熱と圧力により
用紙上に定着される。

定着工程でトナー像の定着された用紙は機外に排出され
る。

一方、転写工程を過ぎた像担持体表面には転写工程で転
写されずに残留したトナーが存在し、残留トナーをクリ
ーナ部９にて除去する必要が有る。

クリーニング工程はトナーと逆極性のバイアス電圧の印
加された毛ブラシ１７が像担持体表面を摺擦することに
よって行なわれ２毛ブラシに付着したトナーは毛ブラシ
に印加されるよりも高いバイアス電圧が印加された回収
ロール１８を毛ブランに接触させることにより回収され
る。

上述の現像剤、像担持体１毛ブラシは、各々一定の耐用
寿命を有する消耗品である。

従って、一定期間の経過の後には、適宜新品と交換する
必要がある。具体的には、像担持体は表面の感光体層が
光、熱、放電等により疲労変質したり、物理的に欠損し
た場合に画質の劣化を来す。

また２毛ブラシはブラシ体の劣化、摩耗、変形等による
清掃能力の低下を生ずる。

更に現像剤はキャリアの減少や劣化が生しる為交換をす
る必要がある。このような消耗品の交換は専門家の作業
を必要とし手間と時間を要するという欠点があった。

以上の欠点を解消するべく、第２図に示すように像担持
体、現像部、クリーナ部等を一体的に交換可能としたプ
ロセスキットとして構成し、装置本体に装填自在にした
ものが提案されている。

現像部５は磁性ロール５２とスリーブ５３と規制板５４
と攪拌ロール５５とトナー補給ロール５６と現像容器５
７と現像剤５８とトナー５９とから成り立っている。

また、クリーナ部９は９毛ブラシ９１と回収ロール９２
と掻き取り板９３とクリーナ容器９４と廃トナー９５と
から成り立っている。

上記の現像部５．クリーナ部９の一方かまたは双方と像
担持体４と帯電部１の組合わせで構成している。

この様な構成に於いて、プロセスキットの耐刷寿命に到
達すると、キット全体を一括交換し、装置本体のメンテ
ナンスの簡略化が図れる。

しかし、従来のこれらの欠点としてプロセスキットの構
成部品または消耗品の耐刷枚数（処理能力）が必ずしも
一致しない為、最短部品寿命がキット全体の寿命となる
ので、無駄でありキット全体の寿命を早め経済的でない
。

また、現像ロール等耐刷処理能力に関係しない重要部品
（機能部品）も一括交換するのでプロセスキット自体の
コストアップになり、装置本体のランニングコストが高
くなる。そして、像担持体４の寿命に合わせて他のプロ
セスキット構成部分の処理能力を向上させると、コスト
がアップするしまた装置本体が大型化してしまう　（像
担持体が○ＰＣの場合８，０００〜１０，０００枚位の
処理能力を有する）。

更に、耐刷処理能力を決定する要因が複雑である。例え
ば、現像器トナー足の場合、複写する原稿の種類により
耐刷能力が変動する。

クリーナ部の廃トナー容器容量の場合は、装置本体への
使用環境条件の変化により変動する。

また、像担持体の耐刷枚数については装置本体の使用環
境や像担持体の製造使用中の経時変化により異なる。こ
の為、像担持体の寿命を判別するために、保存期間を明
示することなどが行なわれている。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の欠点に鑑み為されたもので。

画像形成装置の消耗品の耐用寿命を最大限に活用し、且
つ主要構成部品を除いた安価なプロセスキットを構成し
、該画像形成装置の保守を簡略化することを目的とする
。

〔発明の要点〕

本発明は上記目的を達成する為に１画像形成装置に装脱
自在に消耗部材を一体に交換可能に構成した消耗部材交
換キットを耐用寿命が等しい部材ごとに一体化し分割交
換可能としたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。第３図〜５図に
おいて１本発明のプロセスキットＵは像担持体４とコロ
ナ放電器１と現像部５とクリーナｇＩ１９とから構成さ
れている。

像担持体４は第５図の如く感光体５０１．フランジＡ３
０２．　フランジＢ５０３で一体的に構成されており、
フランジＢ５０３は所定の回転力を得る為装置本体の駆
動源（図示せず）と連結する為の歯車部を持っている。

この感光体５０１は通常アルミ等の素管表面に有機半導
体、Ｃｄｓ、Ｓｅ等の光半導体で形成された表面層を有
しており。

通常５，０００〜２０，０００枚コピー位の耐刷能力を
持つといわれるが、環境条件の変動や経時的要因で変化
する事がある。この耐刷能力かプロセスキットＵ自体の
処理能力を決定する一要因である事は明白である。

コロナ放電器１は像担持体４を一様に帯電するもので５
本実施例ではプロセスキソ）Ｕを構成するホッパーカバ
ー１０２と一体的に設けられており、シールド板６１と
帯電ワイヤ６２で構成されている。シールド板６１は装
置本体に接地されており帯電ワイヤ６２は装置本体に内
蔵された高圧電源（図示せず）に接続されている。

現像部５及びクリーナ部９はプロセスキットＵを構成し
下部ホッパー１０１と、ホンパーカバー１０２とトナー
カバー１０３とにより一体的に構成されている。

現像部５は本実施例では二成分方式を用いている為にト
ナー補給機構を持っているが、−成分方式でも同様の効
果を得られる。現像部５の構成は非磁性体のスリーブ５
３と磁性ロール５２等で構成された現像ロール５１と規
制板５４．攪拌ロール５５．トナー補給ロール５６等で
構成される。

現像剤５８は磁性鉄粉とトナーの混合物で現像ロール５
１で搬送され、像担持体４に接触して静電潜像を顕像化
する。その後回収され、攪拌ロールにより他の現像剤５
８と攪拌され１次の顕像化のため繰り返し使用される。

本実施例は二成分方式であるので現像剤５８中のトナー
は随時消耗されていくので補給する必要がある。一般に
このトナー濃度を一定に保つ為。

濃度検知機構を付加するが１本説明では省略する。

本実施例では定期的にトナー補給ロール５６によすｌ−
１−−５９を補給する。プロセスキ・ノドＵの耐刷能力
を決定する要因としてはトナー５９の容量及び磁性鉄粉
の疲労が挙げられるが、プロセスキットＵのトナー５９
の保有量を多くする事はキ・ノド自体が大型化し、プロ
セスキット方式の一目的でもあるユーザーによる容易な
交換や環境によるトナーの固型化等の問題もあり得策で
はない。通常、３，０００枚位の処理能力が適当と考え
られている。

次に現像部５の構造について説明する。

現像ロール５１の構成は第３図、第５図に示すように大
別すると磁性ロール５２とスリーブ５３とよりなるが、
スリーブ５３はプロセスキットＵを構成するキ、トＡ（
Ｕ−１）の下部ホッパー１０１に設けられている。下部
ホンパー１０１の抜き差し側（以下第３図手前側、第５
図左側）に軸受７１２を用いて軸支し、下部ホッパー１
０１の突き当て側（以下第３図奥側、第５図右側）は。

ギアー７１１がスリーブ５３に圧入された状態で奥側に
保持されている。

スリーブ５３の奥側方向ば像担持体４との位置関係をほ
ぼ維持するし９手前側は像担持体４と一定距離を維持さ
せておく構成であれば良い。ギアー７１１は所定の回転
力を得る為装置本体の駆動源（図示せず）と連結されて
おり、スリーブ５３に回転を伝達する。磁性ロール５２
はキットＢ（Ｕ−２）に片持ち保持されており、その位
置関係は像担持体４と現像性の良い位置をもって固定さ
れている。

キノ）Ｂ　（Ｕ−２）は、磁性ロール５３を保持した状
態でキ、７トＡ（Ｕ−１）に保持されたスリーブ５３の
円筒内より着脱可能な構成とし、装填すると奥側方向に
てギア７１１の穴部と係合してスリーブ５３を軸支し、
更に奥側にて下部ホッパー１０１に設けられた穴に係合
して像担持体４とスリーブ５３の所定位置関係を維持す
る様な構造となっている。この様にしてキット／Ｌ、（
Ｕ−１）とキノｌ−Ｂ　（Ｕ−２）分割可能な構成とし
ても２像担持体４と現像ロール５１の位置関係は所定状
態が維持可能となる。尚５ギア７１１は本実施例では二
成分方式を用いる為５スリーブ５３のみ回転ずれば良い
ので軸受特性を持つ材質で構成するのが良い。

以上の様に本考案は現像ロール５１のスリーブ５３と磁
性ロール５２が着脱可能となるが、スリーブ５３の表面
に現像剤５８が付着した状態で抜くと現像剤５８が外部
へ飛散するのでその対処の構成を説明する。

現像ロール５１の周辺には規制板５４が設けられており
、攪拌ロール５５で攪拌された現像剤５８が磁性ロール
５２の磁力（第３図の磁極バクーンは一例で特に配置、
極数には限定されない）により、スリーブ５３上に現像
剤層を形成する。

前記の通り像担持体４とスリーブ５３の位置関係は一定
に保たれている為、最良の現像効率を得るにはスリーブ
５３上の現像剤層の厚みを一定に保つ目的で規制板５４
が必要となる。

キノ）Ｂ　（Ｕ−２）の着脱に際し、現像剤５８の飛散
対策であるが規制板５４にシャッタＢ１０６が設けられ
ており、ハネ１０７により常にスリーブ５３に圧接する
様に付勢されている。ハネ１０７の付勢方向とは逆方向
に連結バー１０８を介してソレノイド１０９が設けられ
ており、コピー信号（図示せず）により現像が開始する
とソレノイド１０９が動作し、シャッタＢ１０６が図中
上方にバネＢ１０６の付勢力に打ち勝って移動し、スリ
ーブ５３と規制板５４の開口スリットを開放する。スリ
ーブ５３が回転する事により、所定の現像剤層の厚みが
得られ、静電画像の顕像化を行う。所定のコピー動作が
完了するとソレノイド１０９の動作が解除され、バネ１
０７の付勢力により開口スリットが閉鎖され、現像剤５
８の搬送が停止された後、スリーブ５３の回転が停止す
る。この停止時期はスリーブ５３の現像剤がシャンクＡ
ｌＯ４を通過した後が良好である。現像ロール５１の下
部方向にはシャッタＡｌＯ４が設けられている。シャッ
クＡｌＯ４は下部ホッパー１０１に軸支されており、一
端はスリーブ５３に当接できる様に下部ホンパー１０１
の切欠き穴を通して、現像部内部に臨んでいる。また、
スリーブ５３面に当接する様、下部ホンパー１０１に固
設されたハネＡｌＯ３により付勢力を与えられている。

シャッタＡｌＯ４の開閉はプロセスキットＵの着脱動作
に伴い装置本体に設けられたガイド部材（図示せず）と
係合して行わせる。

この様な構成にすると、プロセスキットＵを装置本体か
ら抜き出し、磁性ロール５２を抜いても現像剤５８は外
部へ飛散する事もなくなり、操作性は向上する。

本説明では各構成に於ける隙間等は何らの対策も記述し
ていないが、当然各種のシーリングは施すものとする。

次にクリーナ部９の説明をすると１本実施例では毛ブラ
シクリーニング方式を用いているが１本実施例に限定さ
れるものではない。

像担持体４上に残されたトナー画像を毛ブラシ９１を接
触１回転させる事により、清掃するが効率を上げる為毛
ブラシ９１にトナーと逆極性のバイアス電圧を印加する
事も可能である。像担持体４より回収されたトナーは毛
ブラシ９１に保持された状態で回収ロール９２に接する
。

回収ロール９２にはトナー極性と逆極性でありかつ毛ブ
ラシ９１に印加されるよりも高いバイアスが印加されて
おり、この静電気力で毛ブラン９１に保持されたトナー
を回収する。回収ロール９２は図中の矢印方向に回転し
２回収ロール９２上のトナーは弾性体等で構成された播
き取り板９３にて播き落され、下部ホッパー１０１に設
けられた容器９４に回収する。このトナー９５は廃トナ
ーとなるがこの収納スペースは現像部５のトナー５９の
容積の１／４〜１１５が適当と考えられるが、大きくす
るとプロセスキットＵ全体が大きくなり操作性に問題が
生しる。

この様にして像担持体４上のトナー画像が清掃されるが
、像担持体４とクリーナ部材（本実施例では毛ブラシで
あるがブレード方式、ウェブ方式でも同じ）が常に接し
た状態で維持されると特に高湿度環境下または長期間未
使用状態が継続すると露滴等で像担持体４に変質を生じ
異常コピーとなり交換が必要となる。この防止策として
未使用時は離間させる等の構成が考えられる。特にプロ
セスキット方式の場合は重要なテーマである。

本実施例のクリーナ部９の毛ブラシ９１はブラシ８１１
と芯金８１２で構成されており、芯金８１２の奥側には
、軸受特性をもつ材質で構成されたギアー８１４が圧入
され、且つ手前側には軸受８１３が固設されている。こ
の毛ブラシ９１は下部ホッパー１０１に緩く落し込まれ
ている（特に限定事項ではない）、キットＢ　（Ｕ−２
）に像担持体４と毛ブラシ９１の所定位置を保つ様に配
設されたブラン軸８１５が固設されており、キットＡ（
Ｕ−１）にキットＢ　（Ｕ−２）を挿入する事によりブ
ラシ軸８１５が軸受８１３．ギアー８１４を介して、更
に下部ホッパー１０１の奥側の穴に係止する事により、
像担持体４と毛ブラン９１の位置関係が維持される（当
然毛ブラシ９１と回収ロール９２も同様である）。

尚、第４図、第５図において回収ロール９２は図示され
ていないが１回収ロールは劣化、／ｌ！ｌ耗するもので
はないのでキ７）Ｂ　（Ｕ−２）側に保持されることが
望ましい。

本考案のプロセスキットＵは第４図の如くキットＡ（Ｕ
−１）とキットＢ　（Ｕ−２）に分割されており１各々
は各種の係止機構（図示せず）により一体化された状態
で装置本体に着脱可能な構成となっている。使用者は近
年要望が多いトナー色を変更する際、このプロセスキノ
）Ｕを何種類か用意しておき交換も可能となる。

本考案の目的の一つでもあるトナーの飛散対策は次の様
にして処理する。トナーの飛散は現像部５またはクリー
ナ部９よりの飛散が主でコロナ放電器１が汚れ５画像性
が劣化したり２現像部５゜クリーナ部９の周辺、転写部
５近傍を汚損して複写機能が低下する。

本考案ではこの像担持体４の外周面をプロセスキットＵ
構成部品（下部ホンパー１０１．ポツパーカバー１０２
等）で覆い、飛散したトナーをプロセスキットＵ外面に
出さない様に構成して防止している。しかしすべてを覆
う事は無理で転写部６に対応するシー）Ｐの通過する部
分及び除電ランプ用の穴１０２−１．露光用の穴１０２
−２は設けである。この穴は最小有効面積にすれば良い
。

また、除電ランプ用の穴１０２−１．露光用の穴１０２
−２は別に設けなくてもホンパーカバー１０２を光学的
に支障のない範囲で透明部材を用いても良い。

また、転写用穴１０１−１の近傍にシートＰの分離用の
分離部材１３を設ける事により１分離部材１３の交換も
同時にできるので複写機の信頼性も向上させる事ができ
る。本実施例ではＰＥＴまたはポリイミド等のヘルド状
の分離部材１３か下部ホッパーに貼り付けである。

〔発明の効果〕

以上説明したように３本発明の画像形成装置によれば、
プロセスキｙ１−Ｕをそれぞれ構成したので、現像部５
及びクリーナ部９の様に容量的要因。

で耐刷寿命が決定されるものと、像担持体４のように処
理枚数または経時変化等の要因で耐刷寿命が決定される
ものとを各々分割することができるので、各部品をむだ
なく、かつ、容易に交換することができる。

また、プロセスキットＵがキットＡ（ＣＩ−１）とキッ
トＢ　（Ｕ−２）に分割されても、前述の通り一体に組
合わされると所定の寸法関係が維持される為１機械の機
能にも支障はない。

更に、キットＢ（Ｕ−２）は、像担持体を交換するだけ
でキット側板Ｕ−２’−１．現像部５２回収ロール９２
．ブラシ軸８１５等耐刷能力に影響しない部品は何度も
繰り返し使用可能となるのでランニングコストが低くな
り、使用者に負担をかけない。

キノ）Ａ（Ｕ　１）も消耗品が主となり、小型。

軽量化が図かれ、装置の使用条件により、ＬＯＯＯ枚キ
ット、２，０００枚キット、３．０００枚キット等用途
に応じた多様化が図れる。

特にカラートナーシステムの場合、現像キットを交換す
ることにより容易に多色プリントを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２画像形成装置の概略動作を示す断面図、第２
図は従来の画像形成装置の要部断面図。 第３図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第４図は
その組立図、第５図は本発明の一実施例を示す縦断面図
である。 Ｕ・・・プロセスキット、　１・・・コロナ放電器、　
２・・・原稿台１　３・　・光源、　４・・・像担持体
、　５・・ ・現像部、　６　・・集束性結像素子アレイ７　・・用
紙、　８・・・カセット。 ９・・・クリーナ部、　１］・・・待機ロール、　１３
・・・分離部材、　１４・・・コロナ放電器、　１５・
・・加熱ロール。 １６・・　圧着ロール、　５１・・・現（象ロール、　
５２・　・　・磁性ロール。 ５３・・・スリーブ、　５４・・・規制板。 ５５・・・攪拌ロール、　５６・・・トナー補給ロール
、　５８・・・現像剤。 ５９・・・トナー、　６１・・・シールド板。 ６２・・・帯電ワイヤ、　９１　・・毛ブラシ、　９２
・・・回収ロール、　９３・・・播き取り板、　９４・
・・クリーナ容器。 ９５・・・廃ｌ・ナー、　１０１・・・下部ホッパ、　
１０２・・・ホッパーカバー。 １０３・・・トナーカバー、　１０４・・・シャ・ター
Ａ、　１０５・・・バネＡ、　＼１０６・・・シャッタ
Ｂ、　１０７・・・ハネＢ、　１０８・・・連結バー。 １０９・・・ソレノイド、　１０１−１　・・・転写用
穴、　１０２−１・・・除電用穴。 １０２−２・・・露光用穴、　５０１・・・感光体、　
５０２・・・フランジＡ。 ５０３・・・フランジＢ、　５０４・・・軸。 ７１１・・・ギア、　７１２・・・軸受。 ８１１・・・ブラン、　８１２・・・芯金。 ８１３・・・軸受、　８］４・　・ギアＢ。 ８１５・・・ブラシ軸 特許出願人　カシオ計算機株式会社 同　上　アイ・ディ株式会社 代理人弁理士　大　菅　義　之

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　画像形成装置に装脱自在に消耗部材を一体に交
   換可能に構成した消耗部材交換キットを耐用寿命が等し
   い部材ごとに一体化し分割交換可能としたことを特徴と
   する画像形成装置。