JP5111238B2 - プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は電子写真画像形成装置に用いるプロセスカートリッジに関するものである。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）ファクシミリ装置およびワードプロセッサ、及び、これらの複合機（マルチファンクションプリンタ）等が含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、少なくともプロセス手段としての、現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。

画像形成装置では、レーザー、ＬＥＤあるいはランプなどの画像情報に対応した光を電子写真感光体ドラムに照射する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置により現像する。さらに、感光体ドラムに形成された現像像を記録媒体へ転写する。これによって、記録媒体に画像を形成している。

プロセスカートリッジとしては、現像ユニットと感光体ユニットを一体的に結合して構成されるものがある。

画像形成装置において広く用いられているプロセスカートリッジ方式において、現像剤担持体に現像剤規制部材を当接させて、現像剤量の規制を行う現像方式がある。

その一例を図６を用いて説明する。

容器に入っている現像剤は、現像剤供給部材であるトナー供給ローラ３４によって現像剤担持体である現像ローラ２５へと供給される。現像ローラ２５上に供給された現像剤は、現像剤規制部材である現像ブレード３５により規制された後、現像ローラ２５と感光体ドラム１との接触領域に搬送され、感光体上の静電潜像を顕像化する。

このような現像ローラ２５と現像ブレード３５が接触している現像装置においては、現像ローラ２５と現像ブレード３５との接触部より現像剤が飛散し、機内を汚染するという現象が発生する恐れがあった。

そこで、現像ブレードの下方に、現像ブレードから飛散した現像剤を受け入れるための飛散現像剤収納部を設けているものがある。（特許文献１参照）そして、この飛散現像剤収納部には現像剤の飛散を確実に防止するために、飛散現像剤収納部のトナー入口下縁に一端が固定され、他端が感光体に当接する絶縁性のシート部材を設けている。
特開平５−５３４３４

このような現像方式を持つプロセスカートリッジには、現像ローラ２５が感光体ドラム１に対して接離動作を行うものがある。

しかしながら、このように現像ローラ２５が感光体ドラム１に対して接離動作を行う場合においては、離間時にシート部材が感光体ドラム１から離れる事によってシート部材がドラムに対してめくれてしまうことがあった（図７参照）。この場合、シート部材がめくれることにより、シート部材によって封止していた現像剤を画像形成装置の機内へ飛散させてしまうという恐れがあった。また、物流時において衝撃を受けた際にも同様にシート部材がめくれてしまうことがあり、その場合耐久時にシート部材が機能しなくなってしまうという恐れがあった。

本発明では、現像ローラと電子写真感光体が接離動作を行う場合でも、現像剤の飛散を抑制できる構成を提供することを目的とする。

上記課題を達成するための本発明の手段は、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体を有する感光体ユニットと、
前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するために現像剤を担持する現像ローラと、前記現像ローラから現像剤が飛散するのを規制するために、その短手の一端が前記電子写真感光体に当接して、その短手の他端が固定されたシート部材と、を有し、前記現像ローラと前記電子写真感光体とを接離させるために前記感光体ユニットに対して揺動可能な現像ユニットと、
を有し、
前記現像ローラが前記電子写真感光体から離れた際に前記シート部材が前記電子写真感光体から離れることを規制するために、前記現像ユニットに設けられた第一接触部と、前記感光体ユニットに設けられた第二接触部と、が接触することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、電子写真感光体と現像ローラとの過離間時のシート部材のめくれを抑制し、現像剤の飛散を抑制できる。

（実施例１）
本発明の第１実施形態に係るプロセスカートリッジ（以下「カートリッジ」という）及びカラー電子写真画像形成装置（以下「画像形成装置」という）の実施形態について、図を用いて説明する。ここで、カートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能である。

（画像形成装置の全体構成）
まず画像形成装置の全体構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、水平方向に対して傾斜して並設した４個のカートリッジの装着手段である装着部２２（２２ａ〜２２ｄ）（図５参照）を有する。そして、前記装着部２２に装着されたカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）は、夫々１個の電子写真感光体としての電子写真感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）を備えている。

前記電子写真感光体ドラム（以下、「感光体ドラム」という）１は、駆動部材（不図示）によって、同図中、矢印Ｑ方向に回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラムに作用する以下のプロセス手段が配置されている。即ち、転写後の感光体ドラム１表面に残った現像剤（以下、「トナー」という）を除去するクリーニング部材６（６ａ〜６ｄ）、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ） が配置されている。及び、前記静電潜像をトナーを用いて現像する現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）が配置されている。また、画像情報に基づいてレーザビームを照射し、感光体ドラム１に静電潜像を形成する露光部４０（４０ａ〜４０ｄ）を備えたスキャナユニット３、感光体ドラム１上の４色のトナー画像が一括して転写される中間転写ベルト５が配置されている。ここで、感光体ドラム１とクリーニング部材６、帯電ローラ２、現像ユニット４は一体的にカートリッジ化されカートリッジ７を構成している。このカートリッジ７は、使用者によって、画像形成装置１００の装置本体１００ａに取り外し可能に装着される。

中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０、テンションローラ１１に張架されている。また、各感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）に対向して、中間転写ベルト５の内側に一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）が配設されている。そして、バイアス印加手段（不図示）により転写ベルト５に転写バイアスを印加する。

感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１が矢印Ｑ方向に回転し、中間転写ベルト５が矢印Ｒ方向に回転し、さらに一次転写ローラ１２に正極性のバイアスを印加することにより、順次、中間転写ベルト５上に一次転写される。そして、中間転写ベルト５に４色のトナー像が重なった状態で二次転写部１５まで搬送される。

前記画像形成動作と同期して給送装置１３及びレジストローラ対１７等からなる搬送手段によって記録媒体であるシートＳが搬送される。給送装置１３は、シートＳを収納する給送カセット２４と、シートＳを給送する給送ローラ８と、給送されたシートＳを搬送する搬送ローラ対１６とを有している。給送カセット２４は、図１中の本体手前方向へ引き抜くことができる。給送カセット２４に収納されたシートＳは、給送ローラ８に圧接され、分離パッド９によって一枚ずつ分離され（摩擦片分離方式）搬送される。

そして、給送装置１３から搬送されたシートＳはレジストローラ対１７によって二次転写部１５に搬送される。二次転写部１５において、二次転写ローラ１８に正極性のバイアスを印加する。これにより、搬送されたシートＳに、中間転写ベルト５上の４色のトナー像を二次転写する。

定着手段である定着部１４は、シートＳに形成したトナー画像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。定着ベルト１４ａは円筒形状であり、ヒータ等の発熱手段を接着したベルトガイド部材（不図示）にガイドされている。そして、定着ベルト１４ａと加圧ローラ１４ｂとが所定の圧接力をもって定着ニップを形成している。

そして、画像形成部から搬送された未定着トナー画像が形成されたシートＳが、定着ベルト１４ａと加圧ローラ１４ｂとの間の定着ニップで加熱及び加圧される。そして、シートＳ上の未定着トナー画像がシートＳに定着される。その後、トナー画像が定着されたシートＳは、排出ローラ対１９によって排出トレイ２０に排出される。

一方、トナー画像転写後に、感光体ドラム１表面に残ったトナーは、クリーニング部材６によって除去される。除去されたトナーは、感光体ユニット２６（２６ａ〜２６ｄ）内の除去トナー室に回収される。

また、シートＳへの二次転写後に中間転写ベルト５上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング装置２３によって除去される。除去されたトナーは、廃トナー搬送路（不図示）を通過し、装置奥面部に配置された廃トナー回収容器（不図示）へと回収される。

（カートリッジ）
次に本実施形態のカートリッジについて、図２を用いて説明する。図２はトナーｔを収納したカートリッジ７の主断面である。尚、イエロー色のトナーｔを収納したカートリッジ７ａ、マゼンタ色のトナーｔを収納したカートリッジ７ｂ、シアン色のトナーｔを収納したカートリッジ７ｃ、ブラック色のトナーｔを収納したカートリッジ７ｄは同一構成である。

カートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電ローラ（帯電手段）２、及びクリーニング部材（クリーニング手段）６を備えた感光体ユニット２６、及び、現像ローラ（現像手段）２５を有する現像ユニット４に分かれている。

前記感光体ユニット２６のクリーニング枠体２７には、感光体ドラム１が回転自在に取り付けられている。そして感光体ユニット２６に駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて回転駆動させる。感光体ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。さらに、クリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは除去トナー室２７ａに落下する。クリーニング枠体２７には帯電ローラ軸受２８が、帯電ローラ２の中心と感光体ドラム１の中心を通る矢印Ｄ方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ２の軸２ｊは軸受２８に回転可能に取り付けられている。そして、軸受２８は帯電ローラ加圧部材４６により感光体ドラム１に向かって加圧された状態である。

現像ユニット４は、トナーｔを担持し、感光体ドラム１と接触して矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ２５と現像枠体３１を有する。現像ローラ２５は、現像枠体３１の長手方向の両側にそれぞれ取り付けられた軸受部材３２（３２Ｒ，３２Ｌ）を介して、回転自在に現像枠体３１に支持されている。また、現像ローラ２５の周上には、現像ローラ２５に接触して矢印Ｃ方向に回転するトナー供給ローラ３４と現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５が配置されている。さらに現像枠体３１のトナー収容部３１ａには、収容されたトナーを撹拌するとともに前記トナー供給ローラ３４へトナーを搬送するためのトナー搬送部材３６が設けられている。

そして現像ユニット４は、軸受部材３２Ｒ，３２Ｌに設けられた、穴３２Ｒｂ，３２Ｌｂに嵌合する揺動軸３７（３７Ｒ，３７Ｌ）を中心にして感光体ユニット２６に回動自在（揺動可能）に結合されている。現像ユニット４は、加圧バネ３８により付勢されている。そのため、カートリッジ７の画像形成時においては、現像ユニット４は揺動軸３７を中心に矢印Ａ方向に回転し、現像ローラ２５が感光体ドラム１に当接している。現像ブレード３５によって規制された現像ローラ２５上のトナーは、現像ローラ２５と感光体ドラム１との接触領域に搬送され、露光部４０によって感光体ドラム上に形成された静電潜像を顕像化する。

次に感光体ドラム１と現像ローラ２５が当接している状態での動作について図２を用いて説明する。

この時現像ブレード３５は現像容器に固定される支持板金４２に支持されている。この支持板金４２には、現像ローラから現像剤が飛散するのを防ぐためのトナー飛散防止シート部材４１が設置されている。シート部材４１は、その長手全域においてその短手の一端が感光体ドラム表面に当接するようにその短手の他端が取り付けられている。

この状態において、現像ローラ２５と現像ブレード３５との接触面からトナーが漏れ出た場合、自由落下によりＥ方向にトナーが落ちてくる。この時、支持板金４２と感光体ドラム１との隙間がシート部材４１により封止されているため、漏れ出たトナーが画像形成装置の機内に飛散することを防止できる。

次に感光体ドラム１と現像ローラ２５が離間している状態での動作について図３、図４を用いて説明する。

図３はカートリッジ７を画像形成装置本体１００ａに装着した状態で、感光体ドラム１と現像ローラ２５が離間している場合の断面図である。離間状態は、現像ユニット４に設けられた受け部４４が画像形成装置本体１００ａに設けられた離間機構４５の力をＧ方向に受け、現像ユニット４が軸３７を中心に矢印Ｆ方向に回転することによって維持されている。また、図４は離間状態のカートリッジ７を本体の露光部側から見た図である。

揺動軸を中心として離間部と反対側の現像枠体３１の一部に、現像ユニットの揺動範囲を規制するための第一接触部４３（４３Ｒ、４３Ｌ）を設けている。この接触部４３は図４に示すように、画像形成時に感光体ドラム１の露光光路の妨げとならぬよう、露光部４０の露光範囲を避けた位置（即ち、光路の外側）で、かつシート部材４１の感光体ドラム１の軸線方向においてシート部材４１と感光体ドラム１の当接範囲内に設置されている。

この第一接触部４３（４３Ｌ、４３Ｒ）が、クリーニング枠体２７の長手方向両端に設けられた第二当接部２７（２７ｂＲ、２７ｂＬ）と当接する事によって現像ユニット４の揺動範囲が規制され、現像ローラ２５の離間時でも常にシート部材４１が感光体ドラム１に対して当接させる事が出来る。これにより、物流時に衝撃を受けた場合や現像ローラ２５が感光体ドラム１から過離間した際に起こりうるシート部材４１のめくれを防止し、封止したトナーの機内への飛散を防止することができる。

尚、本実施例においては、第一接触部４３が現像枠体３１から突出しており、第二接触部２７がクリーニング枠体２７の表面と同一面であるが、逆であっても良いし、第一接触部４３、第二接触部２７が共に突出していてもよい。

本発明の実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。 カートリッジの画像形成時の断面説明図である。 カートリッジの現像離間時の断面説明図である。 カートリッジの下面図である。 カートリッジの画像形成装置本体への装着前の状態を説明する斜視図である。 カートリッジの断面説明図である。 カートリッジの現像過離間時の断面説明図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光部
４ 現像ユニット
５ 中間転写ベルト
６ クリーニング部材
７ カートリッジ
８ 給送ローラ
９ 分離パッド
１０ 駆動ローラ
１１ テンションローラ
１２ 一次転写ローラ
１３ 給送装置
１４ 定着部
１４ａ 定着ベルト
１４ｂ 加圧ローラ
１５ 二次転写部
１６ 搬送ローラ対
１７ レジストローラ対
１８ 二次転写ローラ
１９ 排出ローラ対
２０ 排出トレイ
２２ 装着部
２３ 転写ベルトクリーニング装置
２４ 給装カセット
２５ 現像ローラ
２６ 感光体ユニット
２７ クリーニング枠体
２７ａ 除去トナー室
２８ 軸受
３１ 現像枠体
３１ａ トナー収容部
３２Ｒ、３２Ｌ 軸受部材
３２Ｒｂ、３２Ｌｂ 穴
３４ トナー供給ローラ
３５ 現像ブレード
３６ トナー搬送部材
３８ 加圧バネ
４０ 露光部
４１ トナー飛散防止シート部材
４２ 支持板金
４３Ｒ、４３Ｌ 第一接触部
２７ｂＲ、２７ｂＬ 第二接触部
４４ 受け部
４５ 離間機構
１００ 画像形成装置
１００ａ 画像形成装置本体

Claims (7)

1. 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   電子写真感光体を有する感光体ユニットと、
   前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するために現像剤を担持する現像ローラと、前記現像ローラから現像剤が飛散するのを規制するために、その短手の一端が前記電子写真感光体に当接して、その短手の他端が固定されたシート部材と、を有し、前記現像ローラと前記電子写真感光体とを接離させるために前記感光体ユニットに対して揺動可能な現像ユニットと、
   を有し、
   前記現像ローラが前記電子写真感光体から離れた際に、前記シート部材が前記電子写真感光体から離れることを規制するために、前記現像ユニットに設けられた第一接触部と、前記感光体ユニットに設けられた第二接触部と、が接触することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記第一又は第二接触部の少なくとも一方は、互いの方向へ突出していることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 前記画像形成装置本体は、前記電子写真感光体を露光する露光部を有しており、
   前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された状態で、前記第一及び第二接触部は、前記電子写真感光体の長手方向において、前記露光の光路の外側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記電子写真感光体の長手方向において、前記第一及び第二接触部は、前記シート部材が前記電子写真感光体に当接している範囲内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記第一及び第二接触部は、それぞれ、前記電子写真感光体の長手方向において、前記プロセスカートリッジの両端に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記第一及び第二接触部は、前記感光体ユニットと前記現像ユニットの揺動軸を中心として、前記シート部材とは反対側に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記装置本体は、前記電子写真感光体に静電潜像を形成するために露光する露光部を有しており、
   前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された状態で、前記シート部材は前記現像ローラの下方であって、かつ前記露光部の上方に位置していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。

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