JP6111613B2 - プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジ、及び、そのプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電装置は帯電方式によっては、帯電時にオゾン発生を伴う。オゾンは有害物質であるため、機外に排出することは好ましくなくオゾン除去フィルタ等で確実に除去する必要がある。また、オゾンは感光体の劣化を促進する作用があり、オゾンが感光体近傍に滞留してしまうと、画像品質の悪化につながる。そこで、プロセスカートリッジを構成する帯電装置に空気流路を設け、帯電装置を通って、オゾン除去フィルタに導くような空気流を形成する方法が既に知られている。

また、プロセスカートリッジを構成する現像装置が、攪拌スクリューと供給スクリューにより、２軸にて循環する構成をとる場合、２軸の駆動を伝達する駆動機構（ギア列）をプロセスカートリッジ及び画像形成装置前方に有するものがある。この構成においては、外観の改善や駆動機構に起因する騒音の低減のため、駆動機構を収容するカバーを配置する必要がある場合がある。

駆動部を収容する収容ボックスは、現像装置と一体的に形成された容器の一部分を仕切ったボックス形状や、現像装置の駆動部を覆う構造の収容カバーとして、現像装置に対して取り付け取り外し容易な構成がある。

特許文献１（特開２０１２−３０５８号公報）には、現像装置を効率的に冷却する目的で、現像装置の攪拌部材や現像部材を回転駆動させる駆動部を収容する収容ボックスに空気を供給および排出する構成が開示されている。
駆動部は、現像容器内の現像剤の攪拌部材を回転させる攪拌ギアと、像担持体の表面に現像剤を供給する現像部材を回転させる現像ギアとを備え、収容ボックは両部材の回転軸を支持する。この駆動部を収容する収容ボックスに現像装置の外部から空気を取り込む空気の吸入口と取り込んだ空気の排気口とを設けた構成が開示されている。

しかし、現像装置の駆動部の収容ボックスに空気を流通させるのみで、帯電装置内には空気の流通路が形成されていないために、帯電装置内にオゾンが滞留してしまうという問題は解消できていない。

現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いて潜像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化する装置である。現像領域で現像処理を終了してトナーが消費された現像剤は回収され、補給されるトナーと混合、攪拌され、再び現像に供される。

このような構成の現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために、一定のトナー濃度と帯電量を維持する必要がある。トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー量により調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により付与される。

近年の画像形成装置においては、小型化、軽量化、低コスト化が求められている。
しかし、従来の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいては、現像装置や帯電装置の空気流通路と駆動機構を収容するカバーの空気吸入口や排出口が別部品で形成されると、占有スペースや部品点数が増加する傾向にある。このため、装置が大型化してしまう、装置の重量が増加してしまう、装置がコスト高になってしまうという問題があった。
また、駆動機構のみを冷却し、帯電装置内に空気を通さない構造であるため、オゾンが帯電装置内に滞留し、滞留したオゾンにより感光体表面が汚染されたり、帯電装置内にオゾンが溜まり続けて、画像形成装置周辺の環境に悪影響を与えてしまうという問題があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、駆動機構を収容するカバーに空気の吸入口と排出口を設け、排出口を帯電装置の空気流通路と連通させることで、帯電装置内のオゾン滞留を防ぐことを目的とする。またプロセスカーとリッジ及び画像形成装置の小型化、軽量化、低コスト化を達成することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような解決手段を採っている。本発明の第１の解決手段は、感光体、前記感光体を帯電する帯電装置、前記感光体上の静電潜像を現像する現像装置を有するプロセスカートリッジであって、前記プロセスカートリッジが、少なくとも前記現像装置の駆動軸を含む駆動機構を収容する収容カバーを有するとともに、前記帯電装置が前記感光体の軸方向に第１の空気流通路を有するプロセスカートリッジにおいて、前記収容カバーに該プロセスカートリッジの外部から空気を吸入する第１の空気吸入口と、前記第１の空気流通路と連通して空気を排出する第１の空気排出口とが設けられており、前記現像装置が前記駆動軸の方向に第２の空気流通路を有し、前記収容カバーに該プロセスカートリッジの外部から空気を吸入する第２の空気吸入口と、前記第２の空気流通路と連通して空気を排出する第２の空気排出口とが設けられていることを特徴とするものである。

以上、本発明によれば、現像装置の現像剤搬送のための駆動機構を収容するカバーに現像装置外部からの空気の吸入口と該空気の吸入口と逆方向に空気を排出する排出口を設け、該排出口を帯電装置の空気流路と連通させる。このため、帯電装置内のオゾン滞留を防ぐとともに、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の小型化、軽量化、低コスト化を達成することができるという優れた効果がある。

帯電装置の空気流通路は、帯電装置に設けた専用の空気流通路により、帯電装置内で生じたオゾンを効率よく排気することができる。帯電装置の帯電ローラを覆うようにカバーを配置することでもよい。このように専用の空気流通路を帯電装置か帯電装置近傍に付設する構成と、空気の排出に際し、帯電装置の周辺にある装置に対する空気流による影響を防止するか低減することが可能になる。

また空気流通路は、感光体の軸方向における帯電装置との空隙であるギャップ部分でもよいし、帯電装置近傍に仕切り壁が配置されている場合は、仕切り壁に沿った空隙部とすることでもよい。

プロセスカートリッジの上記現像装置の駆動機構を収容する収容カバー側の端部から、プロセスカートリッジにおける反対側の端部に向けた空気の流れを生じさせる機構を採ることことができる。これにより、プロセスカートリッジと画像形成装置内のオゾンガスを含んだ空気の滞留を防止するとともに部品点数を削減することができ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の小型化、軽量化、低コスト化を達成できる。

また、現像装置の駆動機構の冷却を効果的に行うことが可能になる。

本発明を適用した画像形成装置の実施の形態に係るプリンタを示す概略構成図である。 本発明の実施形態のプリンタのプロセスカートリッジの一例を示す概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態のプリンタのプロセスカートリッジの一例を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態のプリンタのプロセスカートリッジの駆動部に駆動部を収容する収容カバーを装着した斜視図である。 本発明の実施形態における、駆動部を収容する収容カバーの概略図である。 本発明の実施形態における、収容カバーの裏面側を示す概略図である。 本発明の実施形態におけるプロセスカートリッジ及び収容カバー内の空気の流通について説明する図である。 本発明の別の実施形態におけるプロセスカートリッジ及び収容カバー内の空気の流通について説明する図である。 本発明の更に別の実施形態におけるプロセスカートリッジ及び収納カバー内の空気の流通について説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は、画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジに際して、以下の特徴を有する。本発明においては、駆動機構を収容するカバーに空気の吸入口と排出口を設け、排出口を帯電装置の空気流路と連通させることを特徴とする。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置全体の構成について説明する概略構成図である。
多くの電子写真方式の画像形成装置には、各色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）に対応した４つのプロセスカートリッジ（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）が並設されている。プロセスカートリッジの多くは、現像装置と帯電装置を含む複数の装置により構成される。図１において、プリンタ１００は、イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋの各色のトナー像をそれぞれ形成するための４つのトナー像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋを備えている。

このトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、プリンタ１００の本体に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを構成している。

このプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色であるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーをそれぞれ用いるが、それ以外は同様の構成になっている。

Ｙトナー像を形成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にとると、像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備え、これらが一体化されている。

このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００の本体に脱着可能であり、一度に消耗部品として交換できるようになっている。

帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。

一様に帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、露光装置としての光書込ユニット７からの、Ｙ画像情報に基づいたレーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像が形成される。

このＹ用の静電潜像は、非磁性のＹトナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。

転写手段としての１次転写バイアスローラ９Ｙは高圧電源から転写バイアスが印加されて感光体１Ｙとの間に転写電界を形成する。この転写電界により感光体１Ｙ上のＹトナー像が感光体１Ｙと中間転写ベルト８との間の中間転写位置で中間転写ベルト８上に転写される。

ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写位置を経た後の感光体１Ｙの表面に残留したトナーを除去する。また、図示しない除電装置はクリーニング後の感光体１Ｙ上の残留電荷を除電し、この除電により感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

現像装置５Ｙは、現像容器５４Ｙ内の非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤５３Ｙを攪拌搬送部材５５Ｙ（攪拌スクリューと供給スクリューの２軸にて循環する構成）により攪拌して搬送する。現像剤担持体としての現像剤担持体５１Ｙに内包される磁極によって磁気ブラシを形成する。

攪拌搬送部材５５Ｙ及び現像剤担持体５１Ｙは図示しない回転駆動装置により回転駆動され、本プリンタのプロセス線速切り替え時には上記回転駆動装置により現像装置５Ｙの攪拌搬送部材５５Ｙ及び現像剤担持体５１Ｙの線速が切り替えられる。

現像剤担持体５１Ｙ上の現像剤５３Ｙは、現像剤担持体５１Ｙの回転に伴って現像領域に搬送される。

現像剤５３Ｙが現像領域に搬送されるに従い、現像剤担持体５１Ｙ内の現像極の磁力線に沿いながら、現像剤５３Ｙ中の多数の磁性キャリアがトナーを伴って集合し、磁気ブラシ（現像剤の穂立ち）を形成する。

現像剤担持体５１Ｙ上の現像剤５３Ｙは、現像剤規制部材５２Ｙにより厚さが規制される。

現像剤担持体５１Ｙには潜像担持体としての感光体１Ｙと対向する位置で高圧電源から現像バイアスが印加され、感光体１Ｙ上の静電潜像は現像剤担持体５１Ｙ上の現像剤中のトナーが付着して現像される。

現像装置５Ｙの現像容器５４Ｙ内にはトナー補給装置３２Ｙからトナーが補給され、このトナー補給装置３２Ｙは駆動モータ４１Ｙにより駆動されてトナーを現像容器５４Ｙ内に補給する。

他のプロセスカートリッジ６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの各現像装置（以下５Ｍ，５Ｃ，５Ｋという）は、プロセスカートリッジ６Ｙの現像装置５Ｙと同様な構成を有する。

各現像容器内のそれぞれＭ，Ｃ，Ｋ各色の非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を攪拌搬送部材により攪拌して搬送し、現像剤担持体に内包される磁極によって磁気ブラシを形成する。

上記攪拌搬送部材及び上記現像剤担持体５１Ｙは図示しない回転駆動装置により回転駆動され、本プリンタのプロセス線速切り替え時には上記回転駆動装置により各現像装置の攪拌搬送部材及び現像剤担持体５１Ｙの線速が切り替えられる。

上記現像剤担持体５１Ｙ上の現像剤は上記現像剤担持体５１Ｙの回転に伴って現像領域に搬送される。

現像剤が現像領域に搬送されるに従い、現像剤担持体５１Ｙ内の現像極の磁力線に沿いながら、現像剤中の多数の磁性キャリアがトナーを伴って集合し、磁気ブラシを形成する。現像剤担持体５１Ｙ上の現像剤は、現像剤規制部材５２Ｙにより厚さが規制される。

上記各現像剤担持体には潜像担持体としての感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと対向する位置で高圧電源から現像バイアスが印加され、感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上の静電潜像はそれぞれ上記各現像剤担持体上の現像剤中のトナーが付着して現像される。

各現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの現像容器内にはそれぞれトナー補給装置３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ（図１参照）からＭ，Ｃ，Ｋ各色のトナーが補給される。

これらのトナー補給装置３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋはそれぞれ駆動モータ（以下４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋという）により駆動されてトナーを各現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの現像容器内に補給する。

図１に示すように、他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、プロセスカートリッジ６Ｙと同様に像担持体としての感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、ドラムクリーニング装置、除電装置、帯電装置４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ等を備える。

プロセスカートリッジ６Ｙと同様に動作して感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像を形成する。

これらの各色のトナー像は転写手段としての１次転写バイアスローラ９Ｍ，９Ｃ，９Ｋにより中間転写ベルト８上に上記Ｙトナー像と重ねて転写されてフルカラー画像が形成される。

プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中下方には、潜像形成手段としての露光装置としての光書込ユニット７が配設されている。

露光装置としての光書込ユニット７は、複数の光源からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像情報に基づいてそれぞれ発した各レーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの各感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにそれぞれ照射して露光する。

この露光により、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。

なお、露光装置としての光書込ユニット７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに照射する。

露光装置としての光書込ユニット７の図中下側には、給紙カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７など有する給紙手段が配設されている。

給紙カセット２６は、記録体としての転写紙Ｐが複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。

給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、給紙カセット２６の一番上の転写紙Ｐが給紙ローラ２７により給紙されてレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく回転するが、転写紙Ｐを挟み込んですぐに回転を一旦停止する。そして、レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中上方には、像担当持体である中間転写体としての無端状の中間転写ベルト８を複数のローラで張架しながら移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。

この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ、クリーニング装置１０、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。

中間転写ベルト８は、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４に張架されながら、少なくとも何れか１つのローラが回転駆動部によって回転駆動されることで図中反時計回りに移動せしめられる。

１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、このように移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。

１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスが高圧電源から印加される。

１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを除く各ローラ１２〜１４は、全て電気的に接地されている。

中間転写ベルト８は、その移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次に通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナー像を重ね合わせて１次転写させる。

これにより、中間転写ベルト８上には４色重ね合わせトナー像（４色トナー像：フルカラー画像）が形成される。

２次転写バックアップローラ１２は、転写手段としての２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成し、２次転写ローラ１９は高圧電源から転写バイアスが印加される。

中間転写ベルト８上に形成された４色重ね合わせトナー像は、２次転写ニップで２次転写ローラ１９によりレジストローラ対２８からの転写紙Ｐに転写される。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。

２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐは、互いに順方向に表面が移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対の方向に搬送される。

２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色重ね合わせトナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９の間を経て機外へと排出される。

プリンタ１００の本体上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、そのスタック部３０に順次にスタックされる。

２次転写バックアップローラ１２の上方には画像濃度検知手段としての反射型フォトセンサ４０が配設されており、この反射型フォトセンサ４０は中間転写ベルト８上の光反射率に応じた信号を出力する。

この反射型フォトセンサ４０には、拡散光検出型か正反射光検出型のうち、中間転写ベルト８の表面の反射光量と、後述する基準パターン像の反射光量との差を十分な値にし得る方が用いられる。

反射型フォトセンサ４０は、感光体１Ｙ、１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにそれぞれ近接して配置し、感光体表面における画像濃度検知手段とすることもできる。

現像装置５Ｙ内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ５６Ｙが現像容器５４Ｙに装着されている。トナー濃度センサ５６Ｙとして、例えば、発振器、共振回路、位相比較回路、積分回路及びインピーダンス変換回路により構成される透磁率センサが用いられる。

現像装置５内の現像剤５３（５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ）の透磁率（トナー濃度）により共振回路の共振周波数が変化して共振回路の出力が変化することで現像剤５３（５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ）の透磁率（トナー濃度）を検知する。

制御部１５０は、トナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、露光装置としての光書込ユニット７、給紙カセット２６、レジストローラ対２８の回転駆動部、中間転写ユニット１５を制御する。

さらに、反射型フォトセンサ４０、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋのトナー濃度センサ５６（５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６Ｋ）などを制御する。

また、この制御部１５０は、演算部などを制御するＣＰＵと、データを記憶するＲＡＭとを備えている。また、通紙中における各色のトナー補給装置３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋから現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋへのトナー補給を制御する。

以上の構成を有する画像形成装置における上記記載の本発明の特徴について、以下に詳細に説明する。また、図１に示す画像形成装置は、基本構成及び基本的配置を示す例である。この図１に示す以外に各構成要素の配置が異なる場合もある。

図２は本発明のプロセスカートリッジの基本構成と基本的配置を示す実施の形態を示す図であり、図１のプロセスカートリッジ６Ｙの構成を示す。現像装置５Ｙ、現像剤担持体５１Ｙ、現像剤規制部材５２Ｙ、感光体１Ｙ、クリーニング装置２Ｙ、帯電装置４Ｙを含む複数の装置を備えている。図２に示すプロセスカートリッジ６Ｙにおける各構成要素の各装置の配置は、適宜な位置に配置された一例を示すものである。

本発明のプロセスカートリッジ６Ｙは、図２に示すように、感光体１Ｙと帯電装置４Ｙの周辺の空隙部を利用して、感光体１Ｙの軸方向に空気の流通路（第１の空気流通路）を有する。感光体１Ｙと、帯電装置４Ｙの軸方向に連通する、上記空隙部を利用した空気流通路８１Ｙ、あるいは、例えば帯電装置４Ｙの帯電部を被覆するよう専用の排気ダクトを有する空気流通路８０Ｙを配置する。収容カバー６０（図４に示す）側から吸入した空気を、帯電装置４Ｙの軸方向に流通させることにより、帯電装置４Ｙの帯電動作により生じたオゾンガスを含む空気を、帯電装置４Ｙ外に押し出したり、排気することが可能になる。

また、図２において、現像装置５Ｙの現像容器５４Ｙの周辺部に、空気の流通路（第２の空気流通路）を形成して、現像装置５Ｙの周辺部に滞留する可能性のあるオゾンガスを含む空気を現像装置５Ｙの外に押し出したり、排気することが可能になる。現像装置５Ｙの周辺の空隙部を利用して、現像装置５Ｙの軸方向に連通する空気流通路８２Ｙ、８３Ｙを形成する。例えば空隙部を利用した空気流通路８３Ｙ、あるいは、専用の排気ダクトとして空気流通路８２Ｙを配置することにより、収容カバー６０側から吸入した空気を、現像装置５Ｙの軸方向に流通させることが可能になる。帯電装置４Ｙの帯電動作により生じた、現像装置５Ｙの現像容器５４Ｙ周辺に滞留しているオゾンガスを含む空気を現像装置５Ｙ外に押し出したり、排気することが可能になる。また、現像装置５Ｙの現像容器５４Ｙを空気の流通により冷却することができる。

図３は、本発明のプロセスカートリッジの１実施例を示す斜視図である。また、プロセスカートリッジ６（以下、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの総称）は、現像装置５（以下、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｍの総称）と帯電装置４（以下、４Ｙ，４Ｍ、４Ｃ、４Ｍの総称）を含む複数の装置により構成される。図３における符号は、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおける各構成要素の英記号を削除した総称で表記するものとする。以下、同様に表記するものとする。

図３に示すプロセスカートリッジ６は、現像装置５が、攪拌搬送部材５５（以下、５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｍの総称。攪拌スクリューと供給スクリューの２軸にて循環する構成）の２軸にて現像剤を循環させる構成をとる。この２軸の駆動を伝達する駆動機構６４のギア列をプロセスカートリッジ６の一端側に有する構成としている。

帯電装置４は帯電方式によっては、帯電時にオゾン発生を伴う。帯電装置４は、通常は細いタングステンワイヤに高電圧を印加して、コロナ放電で感光体１に対して帯電を行うが、このときコロナ放電で発生するオゾンは感光体表面を汚染する。

また機外に排出するに際しては、オゾン除去フィルタ等で確実に除去する必要がある。このようにオゾンは感光体の劣化を促進する作用があり、オゾンが感光体近傍に滞留してしまうと、画像品質の悪化につながる。

そこで、図２に示すように、帯電装置４からオゾンを含む空気を帯電装置４の外に押し出すため、帯電装置４に空気流通路８０、８１および空気流通路８０、８１の空気の吸入口６５、及び空気流通路８０の空気排出口７４を設ける。空気流通路８０、空気流通路８１は、何れか一方かあるいは両方備えてもよい。空気流通路８１は、帯電装置４と感光体１との空隙部を利用するものであり、空気流通路８１の排出口は、帯電装置４と感光体１との空隙部を利用する。これらの空気流通路により、オゾンを含む空気をプロセスカートリッジに滞留させることなく、外部に排出することが可能となる。空気流通路８０は、帯電装置４の周辺を覆う排気ダクト構造とすることにより、プロセスカートリッジ内のオゾンを含む空気の排出を専用に行うものである。

図４は、プロセスカートリッジ６の一端側に、現像装置５の駆動部を収容する収容カバー６０を設置した例を示す図である。収容カバー６０に設けられた空気吸入口（第１の空気吸入口）６７から、駆動機構６４のギア列を冷却する空気を取り込むことができる。収容カバー６０に設けられた空気排出口６８（第１の空気排出口）を配置する。空気吸入口６７と空気排出口６８は、連通している。また後述するように、空気排出口６８は帯電装置４に設けられた空気流通路８０、空気流通路８１に連通することもできる。さらに収容カバー６０は、現像装置５に設けられた空気流入口６９から空気流通路８２、空気流通路８３に連通する空気吸入口７０(第２の空気吸入口)を有することもできる。空気吸入口７０は、連通する空気排出口７１（第２の空気排出口）を有する。さらに、収容カバー６０下部側から空気を吸入する空気吸入口７２を設けてもよい。

図３に示すように、現像装置５の駆動機構６４のギア列がむき出しの状態は外観上好ましくなく、また、駆動機構６４が駆動することで動作音が生じる。図４に示すように外観の向上、動作音による騒音の低減の観点からプロセスカートリッジ６には、駆動機構６４を収容する収容カバー６０が設けられる。収容カバー６０は、図示しない固定用ねじ等により、プロセスカートリッジ６の筺体部に取り付け固定される。また収容カバー６０は固定用ねじ等を取り外すことにより容易に取り外しが可能である。

図５は、本発明における収容カバー６０の実施例を示す図である。収容カバー６０には、空気吸入口６７（帯電装置４の空気流通路８０、８１の空気吸入口６５と連通する）、７０（現像装置５の空気流通路８２，８３の空気吸入口６９と連通する）が設けられている。空気吸入口６７にはガイド部付き空気排出口６８、空気吸入口７０にはガイド部付き空気排出口７１が設けられている。また収容カバー６０はその下部に設けられた空気吸入口７２を有することができる。収容カバー６０は、アルミニウム合金などの軽量金属を用いたダイキャスト法等により安価にかつ容易に製造することが可能である。

図６は、収容カバー６０の空気排出口側からみた収容カバー６０の斜視図である。この実施例では、ガイド部を伴う空気排出口６８、７１が示されている。

プロセスカートリッジ６における空気の流通状態を示す図７、８、９を適宜用いて、本発明の実施例を以下に詳細に説明する。図中の矢印は、空気の流通方向を示す。

図７は、プロセスカートリッジ６内の空気の流通状態を示す図である。プロセスカートリッジ６の他端側にプロセスカートリッジ６の空気流通路８０、空気流通路８１（図２に示す）から外部にオゾンを含む空気を排出する空気排出口７５を設ける。空気流通路８０には空気排出口７４を設ける。帯電装置４内に外部から空気を取り込むために空気吸入側に配置した吸気ファン８５や、オゾンを含む空気を帯電装置４の外に押し出すために排気側に配置した排気ファン８６を設けることができる。吸気ファン８５や排気ファン８６により、空気の吸気や排気を効果的に行うことが可能となる。
図７に示すように、帯電装置４内の空気流通路８０に空気を導くため、収容カバー６０にも空気流通のスペースおよび空気吸入口６７、空気排出口６８が設けられ、帯電装置４の空気吸入口６５と収容カバー６０の空気排出口６８が連通するように配置している。

図７において、駆動機構６４を収容する収容カバー６０に、その表面側下部に空気吸入口７０、裏面側上部に空気排出口７１を設け、空気吸入口７０から取り込んだ空気を、駆動機構６４のギア列表面を通過させて、このギア列を冷却させる。さらに帯電装置４の一端側に設けられた空気流通路８０の吸入口６５からこの空気を流通させて、帯電装置４の他端側の空気排出口７４を経由してプロセスカートリッジの排出口７５からオゾンを含む空気を押し出して排出することを示す。

図８は、プロセスカートリッジ６内の空気の流通状態を示す図である。図４、図８に示すように、収容カバー６０の空気排出口６８が、空気の流れを整流状態として向上させるためのガイド部６８ａを設ける。ガイド部６８ａの先端が帯電装置４の空気吸入口６５に近接され、連通するような構成としている。収納カバー６０の空気排出口６８と帯電装置４の空気吸入口６５が連通する構成により、帯電装置４の空気流通路８０へ流通される空気の流れが安定し、オゾンを含む空気を確実に装置外に押し出すことができる。また空隙部を利用した空気流通路８１の吸入口に近接して、空気吸入口６５を連通状態で配置することにより、流通する空気の流れが安定し、オゾンを含む空気を確実に装置外に押し出すことができる。また、空気吸入口７２を設けることにより、収容カバーの下部から取り込んだ空気を駆動機構６４のギア列表面を通過させて、このギア列を冷却させることができる。

図９は、プロセスカーとリッジ６内の空気の流通状態を示す図である。現像装置５は、高温に達してしまうと、その内部に収容したトナーが固着してしまい出力画像上に異常が生じてしまうことがあるため、冷却が必要である。その場合、帯電装置４と同様に現像装置５についても、同様の空気流通路を配置することができる。現像装置５に空気流通路８２，空気流通路８３（図２に示す）および空気吸入口６９、空気排出口７７を設ける。さらに、現像装置５内の空気流通路８２に空気を導くため、収容カバー６０にもまた、空気流通のための空隙部(図示せず)および空気吸入口７０、空気排出口７１が設けられる。現像装置５の空気吸入口６９と収容カバー６０の空気排出口７１が連通するようになっている。

現像装置５の駆動機構６４は回転時に駆動軸と軸受の摩擦により発熱する。この熱により、駆動機構６４近傍のトナーが高温になり、固着する場合がある。これを防止するために、図７に示すように、駆動機構６４に空気を当てて冷却するのが効果的である。収容カバー６０に設けられた空気吸入口７０と帯電装置４への空気排出口６８により、空気吸入口７０から吸入した空気が駆動機構６４の駆動軸のギア列表面を通過して、帯電装置４の空気吸入口６５に空気が流通する。このような配置により、収容カバー６０の空気吸入口７０と空気排出口７１を経由して吸入された空気が駆動機構６４の駆動軸に直交する方向に流通する。これにより、収容カバー６０に吸入された空気を駆動機構６４に当てつつ、帯電装置４へと導くことができる。駆動機構６４の冷却および帯電装置４内のオゾンを含む空気を排出することができる。また、図９において、空気吸入口７０から取り込んだ空気は、空気排出口７１から収容カバー６０内を経由し、駆動機構６４のギア列表面を通過する方向にも流通して、ギア列を冷却する。

本発明のプロセスカートリッジは、現像装置の駆動軸および駆動機構と前記駆動機構を収容するカバーを有するとともに、帯電装置が感光体の軸方向に第１の空気流通路を有する構成を有する。さらに本プロセスカートリッジにおいて、前記カバーに現像装置の外部から空気を吸入する第１の空気の吸入口と、前記第１の空気流通路と連通する吸入した空気の第一の排出口が設けられている構成を有する。この構成により、オゾンを含む空気を装置外に排出することによりオゾンガスの滞留による感光体の劣化を抑制し、経時で画像に濃度ムラが発生することを抑制させることができることが特徴となっている。

図１に示す画像形成装置に本発明のプロセスカートリッジを適用することができる。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に潜像を形成する潜像形成装置と、像担持体上の潜像を現像して可視化する現像手段とを備えたプロセスカートリッジを備える。さらに像担持体上の画像を記録部材に中間転写体を介して転写する転写手段と、記録部材に転写された画像を定着する定着手段を備える。

本画像形成装置において、本発明におけるプロセスカートリッジを適用した画像形成装置としての電子写真方式のプリンタでは、経時で画像に濃度ムラが発生することなく、高品質の画像が得られる。

また、異なる色の現像剤を収容する複数の本発明の現像装置を用いることにより、フルカラー画像を形成することが可能であり、経時で画像に濃度ムラが発生することなく、高品質のカラー画像が得られる。

１００ 画像形成装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、５Ｍ 帯電装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｍ 現像装置
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｍ プロセスカートリッジ
６０ 収容カバー
６４ 駆動機構
８０、８１、８２、８３ 空気流通路
６５ 空気吸入口
６８ 空気排出口

特開２０１２−３０５８号公報

Claims (4)

1. 感光体、前記感光体を帯電する帯電装置、前記感光体上の静電潜像を現像する現像装置を有するプロセスカートリッジであって、
   前記プロセスカートリッジが、少なくとも前記現像装置の駆動軸を含む駆動機構を収容する収容カバーを有するとともに、
   前記帯電装置が前記感光体の軸方向に第１の空気流通路を有するプロセスカートリッジにおいて、前記収容カバーに該プロセスカートリッジの外部から空気を吸入する第１の空気吸入口と、前記第１の空気流通路と連通して空気を排出する第１の空気排出口とが設けられており、
   前記現像装置が前記駆動軸の方向に第２の空気流通路を有し、前記収容カバーに該プロセスカートリッジの外部から空気を吸入する第２の空気吸入口と、前記第２の空気流通路と連通して空気を排出する第２の空気排出口とが設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 請求項１に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記第１の空気吸入口と前記第１の空気排出口は、前記第１の吸入口から吸入した空気が前記駆動軸のギア列表面を通過して、前記第１の空気流通路に空気が流通するように前記収容カバーに配置されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. 請求項１に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記第２の空気吸入口と前記第２の空気排出口は、前記第２の吸入口から吸入した空気が前記駆動軸のギア列表面を通過して、前記第２の空気流通路に空気が流通するように前記収容カバーに配置されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載のプロセスカートリッジを複数備えることを特徴とする画像形成装置。

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