JPS62165670A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - 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】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明はプロセスカートリッジ、特に電子写真複写機・
静電記録機・プリンタ等で画像を形成するプロセス手段
をカートリッジ化したプロセスカートリッジに関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来のこの種のプロセスカートリッジは、感光ル　−Ｔ
ｎ　　Ｊａｒ　　Ｊｈ　　ＦＲ−ｓ　　１１　−−一　
　／　　Ｈ＋１　　　　−　−／　　）Ｉ　　ｔｂ　　
？Ｉ＊　　Ｎ　　　−帯電器等が１つの筐体に収納され
カートリッジ化されて、画像形成装置に着脱可能に構成
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記プロセスカートリッジの寿命は、収納された現像装
置のトナーを使いきった時、感光ドラムの劣化した吟、
クリーニング不良の時、帯電器が汚れて放電異常を生じ
た時などで、これらが１つでも発生した場合、カートリ
ッジ全体か消耗品として交換されるもので、ランニング
コストが高いものになっていた。

しかるに、近年、Ａ−９ｉ　（アモルファスシリコン）
感光体等の出現で感光体の長寿命化が可能となり、装置
本体の寿命に近すいてきた。

本発明はこの点に着目して提案されたもので、感光体ド
ラムを装置本体側に残し、他の画像形成手段をカートリ
ッジ化して、トナーを使いきった時、他の障害が発生し
た時に交換する方式にすることにより、消耗品であるカ
ートリッジのランニングコストをさげ、使用者に安価に
コピーを供給することを可能とすることを目的とする。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、像担持体に情報を付与する情報付与手段と、
この情報付与手段によって与えられた情報に応じて前記
像担持体に像を形成する像形成手段とを有し、前記像担
持体を装置本体に設け、前記像形成手段を前記装置本体
に着脱する筐体に収納したことを特徴とするプロセスカ
ートリッジである。

〔作　用〕

感光ドラムを装置本体側に残し、その周辺の像形成手段
をカートリッジ化したので、消耗品であるカートリッジ
のコストが低下するとともにカートリッジの軽量化で操
作性が向上し、感光ドラムに傷つけることも少なくなる
。

〔実施例〕

以下、本発明０実施例を図面について説明する。図面は
電子写真複写機を例示するもので、第１図乃至第３図は
電子写真複写機の構成説明図である。なお、第２図は第
１図の複写機本体の上部を開放した状態図、第３図はプ
ロセスカートリッジを取外した同上図である。

第１図において、１は透明な部材よりなる原稿載置台で
矢印方向に往復動する。２は結像素子アレイで、原稿載
置台ｌ上にある原稿像の光像をＡ−Ｓｉ感光ドラム３上
にスリット露光する。なお、感光ドラム３は軸３ａを中
心に矢印方向に回転する。４はコロナ帯電器であり、感
光ドラム３に一様に帯電を施す、５は現像器であり、一
様に帯電された感光ドラムにアレイ２により光像露光し
て形成した静′ｒｔＨＩ像をトナーで現像する。

一方、転写シートＰは給送ローラ６及びレジスタローラ
７により感光ドラム３面に送り込まれ、転写用帯電器８
により感光ドラム上のトナー画像の転写を受ける。その
後、シートは分離手段１３によりドラムから分離され、
ガイド９上を通って搬送路端部に位置するローラ９ａに
より定着器１０に送られる。定着器１０でシート上のト
ナー像は定着され、シートは排出ローラ１１によりトレ
イ１２上に排出される。感光ドラム３上に転写されずに
残ったトナーは、クリーナ１４により回収される。

１５は原稿を露光する照明系、１６は熱線吸収フィルタ
等のフィルタである。

上記各構成ユニットを収納した複写機本体は第２図に示
すように、上部筐体１７と下部惚体１８とに分割可能に
支軸１９で結合され、この支軸１９を中心に上部喧体１
７は−Ｅ方へ回動する構成になっている。

この上部筐体１７には、照明光学系２・１５争感光ドラ
ム３・現像手段５・クリーナ１４等の画像形成手段が配
置されている。

下部筆体１８には、給送ローラ６・転写帯電器８・分離
手段１３・ガイド９及び定着器１０等がシート搬送経路
に配置されている。

また、本実施例では、感光ドラム３を除く現像器５φク
リーナ１４φ帯電器４等の画像形成手段を１つの筐体に
収納してプロセスカートリッジ３０を構成し、このプロ
セスカートリッジ３０内の各ユニットを同時に交換する
ことにより、保守作業の軽減を図っている。

このプロセスカートリッジの装置本体に対する着脱は本
体側のレール３１・３２に沿って感光ドラム３の回転軸
方向（ドラム長手方向）に移動させる。この時、感光ド
ラム３は上部筐体１７にそのまま残される。

第４図はプロセスカートリッジ３ｏの拡大断面図である
。このプロセスカートリッジ３ｏには■着脱時における
感光ドラム３へのキズ付き防止機構、■着脱時及び保管
時における現像器及びクリーナからのトナーもれ防止機
構、■装置水１体と感光ドラムの位置決め機構、（Φ感
光ドラム及び現像スリーブの駆動機構の４機構が盛り込
まれている。

従って、装置本体に対する着脱は、ユーザ自身が極めて
容易に行えるとともに、プロセスカートリッジ３０はユ
ーザが取扱ってもトナーが飛散しないという特徴がある
。

以下、プロセスカートリッジ３０の上記各機構について
順次詳細に説明する。まず、プロセスカートリッジ３０
を装置本体に対して着脱する際に、感光ドラム３に近接
する現像スリーブ１０４が互いに接触してキズや打コン
などが付かなＱ）ように防止する手段について述べる。

第４図はプロセスカートリッジ３０が装置本体に装着さ
れる前の自然状態を示す、即ち、現像器５はプロセスカ
ートリッジの前後の側壁に回転軸２２で揺動自在に取付
けられ、圧縮ばね２４によって押圧され、現像器ストッ
パ部２６がプロセスカートリッジのストッパ部２６に当
接している。

一方、クリーナ１４も現像器５と同時に、プロセスカー
トリッジの前後の側壁に回転軸２３で揺動自在に取付け
られ、引張ばね２５によってグリーナストー／パ部２７
がプロセスカートリッジのストッパ溝の片端に当接して
いる。

第５図は上記のプロセスカートリッジ３０が装置本体に
装着されつつある途中における状態を示す。プロセスカ
ートリッジ３０は本体側の右ガイドレール３１と左ガイ
ドレール３２に沿って装置本体に装着されると、現像器
５の退避リブ３３が右ガイドレール３１の現像器ガイド
レール面３１−１に案内されて圧縮ばね２４を圧縮する
方向に押し、現像器５を回転軸２２を中心に外側に押し
広げる。この結果、現像スリーブ１０４と感光ドラム３
の表面間の距離りは自然状態の時よりも広くなる。この
作用はプロセスカートリッジ３０を装置本体に装着開始
してから完了する直前までの間続く。装着が完了して退
避リブ３３がガイドレール面３１−１から解放されると
、第６図で示した如く現像スリーブ１０４の両端に固着
されたコロ１０５・１０６が感光ドラム３の表面に当接
して、感光ドラム３と現像スリーブ１０４の表面間距離
ｆＬＣ第７図）が所定に保持される。

一方、クリーナ１４は装置本体へ装着が完了される直前
まで自然状態（第５図の状態）が保持され続け、装着完
了と同時にクリーナ１４の解放リブ３４が左ガイドレー
ル３２のクリーナガイドレール面３２−２に案内されて
、引張ばね２５を伸ばす方向にクリーナ１４が固定軸２
３を中心に回転し、所定位置に移動する。

即ち、第４図に示した如く、クリーナ１４に固定された
弾性材のクリーニングブレード３５は。

固定軸２３に固定されたスクイシートアーム３６（常に
プロセスカートリッジに固定され回転せず）に接着され
たポリエステルシート材のスクイシート３７の内側で重
なりあった状態から、第６図に示した如く、クリーナ１
４が所定位置に移動すると、クリーニングブレード３５
がスクイシート３７の内側を滑って感光ドラム３の表面
に圧接する状態に移る。

なお、第４図に示す様にスクイシートアーム３６とクリ
ーナ本体の内壁１４ａは、スクイシート３７を介してス
ライドし、トナーの流出がないように固定軸２３を中心
としたそれぞれＲＩ　１１Ｒ２の曲率面を有する。また
、クリーニングブレード３５とスクイシート３７の両側
部に対しては、フェルトやモルトブレン等のシール部材
３８がクリーナ本体１４に接着されている。

このように、プロセスカートリッジ３０は装置本体への
非装若時はもちろんのこと、装置本体への着脱途中にお
いても現像器５とクリーナ１４からのトナーの流出を良
好に防止するものである。

第７図は、前記第１図で示したプロセスカートリッジ３
０が装置本体に装着された状態を上方から見た平面図、
第８図はその縦断面図である。この第７図において、上
記プロセスカートリッジ３０を本体上部１７の側板と感
光ドラム３の中心に位置決めする機構について説明する
。

プロセスカートリッジ３０の奥側には奥側板８１への位
置決めビン８６と８７が２本設けられており、手前側に
は奥側と同様に前側板９１に設けた嵌合穴９２・９３に
位置決めされるビン８８と８９が設けられている。この
他に、感光ドラム３の中心軸３ａとの位置決めビン９０
がｌ本設けられている。

即ち、感光ドラム３は奥側に片持ち支持されているが、
プロセスカートリッジ３０が装置本体に装着されると同
時に、感光ドラム３の中心軸３ａの端面凹部３ｄに位置
決めピン９ｏが嵌合して、感光ドラム３は両端支持され
る。同時に、プロセスカートリッジ３０の構成手段であ
る現像器５・クリーナ１４・帯電器（第７図に不図示）
が感光ドラム３に対して所定位置に配置される。

次に感光ドラム３及びカートリッジ内の現像スリーブ１
０４の駆動系を第７図Φ第８図について説明する。装置
本体８１に感光ドラム３のドラム軸３ａが固着され、こ
のドラム軸３ａの両端に軸受部材９４・９５を介して感
光ドラム３が回転可能に取りつけられ、上記ドラム軸３
ａの先端にリング３ｂを取りつけて感光ドラム３のスラ
スト方向の移動を規制している。

感光ドラム３の後側にはドラムより突出したドラム軸に
小径のギヤ３ｃが固着されて、装置本体の内側に突出し
た軸端部の駆動ギヤ９５とかみ合っている。駆動開始指
令により、装置本体の駆動系（図示せず）で駆動ギヤ９
５が回転駆動されると、ギヤ３Ｃを介して感光ドラム３
を回転させる。

一方、装置本体の内側に突出した軸９６の先端には、同
軸を中心に揺動可能なアーム９７がはめこまれ、さらに
その先端にはギヤ９８が固定されている。

上記アーム９７の先端には軸９９によりギヤ１００が取
りつけられ、ギヤ９８および現像スリーブ１０４の後端
部に固着されたギヤｌｏｔとかみ合っている。また、ア
ーム９７はスプリング１０２により上方にひき上げられ
、装置本体から突出しているストッパ１０３に突きあた
り停止している。

プロセスカートリッジ３０を装置本体に挿入した時、挿
入完了の直前までは、感光ドラム３と現像スリーブ１０
４が遠ざかっているため、スリーブギヤ１０１と駆動ギ
ヤｌＯＯが対向はしていてもかみ合わず、所定位置への
挿入完了により両者のかみ合いが行われる。

このかみ合い時、両者の歯先同志が接触してしまう状態
でプロセスカートリッジがセットされた場合でも、現像
器ユニットの押し付は力により軸９６を支点にアーム９
７が反時計方向に回転して歯先同志の当接を防止する。

ここで、コピー指令により軸９６が回転開始し、ギヤ９
８が回転すると、ばね１０２により上方に持ち上げられ
駆動ギヤ１００と現像スリーブギヤ１０１がかみ合い、
現像スリーブ１０４が回転する。

第９図は感光ドラム３とクリーナ１４を装置本体側に残
し、現像器５と帯電器４とを一体に収納したプロセスカ
ートリッジを、装置本体に着脱するようにした実施例で
ある。

クリーナ１４のトナー収容量を大きくすれば、クリーナ
の交換サイクルはカートリッジのそれより長くなるため
装置本体側に残せる。

この実施例ではプロセスカートリッジ３０の装置本体に
対する着脱に当り、クリーナ１４を感光ドラム３から離
す動作がないため、クリーナ１４からのトナー飛散がな
く、従って、トナー飛散防止のための複雑な装置が不要
となる。

また、同様に他色のトナーを有する現像器を含んだカー
トリッジを装着し、プリント動作をしても、クリーナ１
４を一旦感光ドラム３から離し、再装着した時に起る異
色のトナーの混り合いによる画像不良が起ることもない
。

第１０図は感光ドラム３と現像器５を装置本体側に残し
、クリーナ１４と帯電器４とを一体に収納したプロセス
カートリッジを装置本体に着脱するようにした実施例で
ある。

一般に現像器５は装置が複雑なため、高価となり、比較
的大きい、そこで、現像器５のトナー収容量を多くする
か、現像器５にトナーを補充するようにすれば、現像３
！５の交換サイクルはカートリッジの交換サイクルより
長くできるため、現像器５は装置本体側に残してプロセ
スカートリッジ３０を小型、かつ、安価に構成できる。

第１１図は感光ドラム３と帯電器４を装置本体側に残し
、クリーナ１４と現像器５とを一体に収納したプロセス
カートリッジを装置本体に着脱するようにした実施例で
ある。

帯電器４はクリーナ１４−現像器５とは異なり、消耗品
ではないため、半永久部品として装置本体側に残すこと
ができる。また、一般にトナーによる帯電ワイヤの汚れ
が生じ、そのため、清掃サイクルは必ずしもカートリッ
ジの交換サイクルとは一致しないため、帯電器４を装置
本体側に残し適宜帯電器４のワイヤを清掃するものであ
る。

ハ、発明の効果 以上のように、本発明によれば、感光ドラムを装置本体
に残し、その周辺の像形成手段をカートリッジ化して寿
命後使いすてにしたことにより、■、消耗品であるカー
トリッジのコストがさがる。すなわちコピー１枚当りの
ランニングコストが下がり使用者によって非常に有利な
ものである。

■、感光ドラムを消耗品あつかいしないことにより、省
資源化が出来、また、感光ドラム自身に毒性のある感光
剤を使用した時などカートリッジの廃却上の問題などが
解消される。

■、感光ドラムをカートリッジに組込まないことにより
、カートリッジの軽量化で使用者の操作性向上、ユーザ
がカートリッジを手荒に扱っても感光ドラムに傷をつけ
ることはない。

■、従来の感光ドラム内成形カートリッジは機外に長時
間放置した時、漬体の隙間より光が入りこみ、感光ドラ
ムが光メモリを持ち、異常な画像になることがあったが
、感光ドラムが内蔵されていないため上記のような現像
が発生しない、すなわち、カートリッジに遮光するため
の機構はまったく不要となる。

などの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による画像形成装置を示す縦断
面図、第２図はその画像形成装置の上部開放状態図、第
３図はプロセスカートリッジを取外した同上図、第４図
は上記画像形成装置から取外したプロセスカートリッジ
を示す横断面図、第５図はそのプロセスカートリッジの
装置本体装着途中の横断面図、第６図は上記プロセスカ
ートリッジの装置本体装着完了の同上図、第７図は上記
プロセスカートリッジの装置本体装着時の上方から見た
平面図、第８図はその縦断面図、第９図・第１０図・第
１１図はプロセスの他の構成例を示す横断面図である。 ３は感光ドラム、４はコロナ帯電器、５は現像器、１４
はクリーナ。 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体に情報を付与する情報付与手段と、この
   情報付与手段によって与えられた情報に応じて前記像担
   持体に像を形成する像形成手段とを有し、前記像担持体
   を装置本体に設け、前記像形成手段を前記装置本体に着
   脱する筐体に収納したことを特徴とするプロセスカート
   リッジ。