JP2000075764A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、未清掃部のない像担持体表面の清
掃方法を提案することにより、装置内部の汚れを低減さ
せるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
るプロセスカートリッジ及び画像形成装置の代表的な構
成は、少なくとも潜像を担持し現像手段により現像剤像
を現像される像担持体と、前記像担持体上に残留した現
像剤残留物を除去するクリーニング手段と、前記像担持
体及び前記クリーニング手段を支持する筐体と、前記ク
リーニング手段の両端部に配設され前記クリーニング容
器から現像剤残留物の漏れを防止するシール部材と、前
記像担持体両端に配置され該像担持体と前記現像手段等
の他の電子写真プロセス手段とに当接し所定の距離を保
つ距離保証手段とを有するプロセスカートリッジであっ
て、前記シール部材は前記像担持体上の前記距離保証手
段が当接する面まで延長されこれを清掃するよう構成さ
れていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式ある
いは静電記録方式を用いたプロセスカートリッジ、及び
これを用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式あるいは静電記録方式を用
いた画像形成装置は、帯電手段によって一様に帯電した
像担持体に選択的に露光して潜像を形成し、現像手段に
よって前記潜像を顕像化すると共に、現像剤像を記録媒
体に転写することにより画像形成を行う。現像剤像を転
写した後に像担持体上に残留した現像剤残留物（以下廃
トナーという）はクリーニング手段によって清掃し、再
び一様に帯電して画像形成に供される。クリーニング手
段には

【０００３】近年では前記像担持体、帯電手段、現像手
段、クリーニング手段、クリーニング容器等のプロセス
手段を一体構造にしたプロセスカートリッジが実用化さ
れている。このプロセスカートリッジを装置本体に換装
することによって使用者が現像剤、像担持体等の部品を
交換することが可能となり、メンテナンスを容易とする
ことができる。

【０００４】更に像担持体の寿命が延びたことから、供
給能力に制限の生じる現像手段を独立な現像カートリッ
ジとし、残りの像担持体、帯電器、クリーニング手段等
のプロセス手段を一体のドラムカートリッジとして、メ
ンテナンスを容易とすると共に主要部品の寿命に即した
使い方がされるようになってきている。

【０００５】図３に従来のプロセスカートリッジの例を
示す。図３に示すプロセスカートリッジ100 は上記ドラ
ムカートリッジであって、像担持体101 、クリーニング
手段であるクリーナブレード102 、廃トナーを蓄積する
クリーニング容器104 を有している。

【０００６】クリーナブレード102 は支持部材102 ｂに
支持された弾性接触部102 ａを像担持体101 に当接させ
ており、像担持体101 表面に残留した廃トナーを除去す
るものである。このクリーナブレード102 の両端には、
クリーニング容器104 から廃トナーが漏れ出すのを防止
するためにシール部材103 が設けられている。クリーニ
ング容器104 はクリーナブレード102 によって発生した
廃トナーを像担持体101 の寿命が持続する間充分に収納
しうる容積を有しており、ドラムカートリッジ交換時に
取り除かれる。

【０００７】ここで特にジャンピング現像や磁気ブラシ
現像を用いた現像方式の場合、像担持体101 に対し現像
を行う現像剤担持体（現像スリーブ）を高精度に所定の
距離を以て位置させることが重要である。このため高精
度に製造した距離保証手段である突当てコロ105 等を像
担持体の両端部に配置し、像担持体101 と図示しない現
像スリーブとの距離を保証することが一般的に行われて
きた。

【０００８】その場合像担持体101 上の突当てコロ105
の当接面101 ａが飛散したトナー等で汚れると、このト
ナーが当接面101 ａ上に固着し、所定の距離を保てなく
なるという不具合を起こすおそれがある。このためクリ
ーナブレード102 両端のシール部材103 とは別に、突当
てコロ105 の当接面101 ａを清掃する清掃部材106 を設
けるということも近年では実施されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記シール部
材103 と清掃部材106 とが別部材である場合、両部材の
隙間部分の汚れを清掃することができないため、特に長
寿命のプロセスカートリッジ100 においてはこの未清掃
部に現像剤が蓄積し、本体に落下して装置内部を汚して
しまうという不具合が生じてしまう。

【００１０】そこで本発明は、未清掃部のない像担持体
表面の清掃方法を提案することにより、装置内部の汚れ
を低減させるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を
提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装
置の代表的な構成は、少なくとも潜像を担持し現像手段
により現像剤像を現像される像担持体と、前記像担持体
上に残留した現像剤残留物を除去するクリーニング手段
と、前記像担持体及び前記クリーニング手段を支持する
筐体と、前記クリーニング手段の両端部に配設され前記
クリーニング容器から現像剤残留物の漏れを防止するシ
ール部材と、前記像担持体両端に配置され該像担持体と
前記現像手段等の他の電子写真プロセス手段とに当接し
所定の距離を保つ距離保証手段とを有するプロセスカー
トリッジであって、前記シール部材は前記像担持体上の
前記距離保証手段が当接する面まで延長されこれを清掃
するよう構成されていることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係るプロセスカートリッ
ジ及び画像形成装置の実施形態を図を用いて説明する。
図１は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図、図
２は本実施形態に係るプロセスカートリッジの正面図で
ある。

【００１３】［全体構成］図１に示す画像形成装置１は
カラーレーザープリンタであって、図に示すように、一
定速度で回転する像担持体15と、固定の黒現像器21Ｋと
三つのカラー現像器を有する回転現像器20とからなる画
像形成部と、画像形成部で現像され重畳されたカラー画
像を保持し給送部から給送された記録媒体Ｓに更に転写
する中間転写体９とを有している。カラー画像を転写さ
れた記録媒体Ｓは定着部25に搬送して熱と圧力を加える
ことにより定着させ、排出ローラによって装置上面の排
出部37へと排出する。なお、上記回転現像器20及び固定
の黒現像器21Ｋは、画像形成装置１本体に対して個別に
着脱可能に構成されている。次に上記画像形成装置１の
各部の構成について順次詳細に説明する。

【００１４】ドラムカートリッジ13は、像担持体15と、
該像担持体15のホルダーを兼ねるクリーニング容器14と
一体的に構成したものである。このドラムカートリッジ
13は装置本体に対して着脱自在に支持され、像担持体15
の寿命にあわせて容易にユニット交換可能となってい
る。本実施形態において像担持体15は直径約62mmのアル
ミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成
し、クリーニング容器14に回転自在に取りつけている。
像担持体15の周上にはクリーニング部材であるクリーナ
ブレード16、一次帯電手段17が配置され、また図示しな
い駆動モータの駆動力により画像形成動作に応じて回転
駆動される。なお、クリーニング容器14については後述
する。

【００１５】一次帯電手段17は接触帯電方法を用いたも
のであり、導電性ローラを像担持体15に当接させてい
る。この導電性ローラに電圧を印加することによって像
担持体15の表面を一様に帯電させることができる。

【００１６】上記像担持体15への露光はスキャナー部30
から行われる。すなわち画像信号がレーザーダイオード
に与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に
対応する画像光をポリゴンミラー31へ照射する。このポ
リゴンミラー31は図示しないスキャナーモータによって
高速回転し、ポリゴンミラー31で反射した画像光が結像
レンズ32及び反射ミラー33を介して一定速度で回転する
像担持体15の表面を選択的に露光しその結果像担持体上
に静電潜像を形成する。

【００１７】現像手段は上記静電潜像を可視像化するた
めに、イエロー現像器20Ｙ、マゼンタ現像器20Ｍ、シア
ン現像器20Ｃの各色現像器を有する回転現像器20と、一
個の黒現像器21Ｋとから構成される。

【００１８】黒現像器21Ｋは固定現像器であり、像担持
体15に対向した位置にスリーブ21KSを像担持体15に対し
微小間隔を以って配置し、像担持体15にブラックトナー
による可視像を形成する。黒現像器21Ｋは容器内のトナ
ーを送り機構によって送り込み、スリーブ21KSの外周に
圧接された塗布ブレード21KBによって図示時計方向に回
転するスリーブ21KSの外周にトナーを薄層塗布し、且つ
トナーへ電荷を付与する。またスリーブ21KSに現像バイ
アスを印加することにより、像担持体15の静電潜像に対
応してトナー現像を行う。

【００１９】回転現像器20は、軸22を中心として回転す
る現像ロータリー23に夫々着脱可能に支持され、画像形
成に際しては各現像器が軸22を中心に回転移動し、所定
の現像器が像担持体15に対向した位置で回転を停止す
る。更にスリーブ20YS、20MS、20CSが像担持体15に対し
微小間隔（300 μｍ程度）を以って対向するよう位置決
めした後に、像担持体15の静電潜像に対応して可視像を
形成する。カラー画像形成時には中間転写体９の一回転
ごとに現像ロータリー23が回転し、イエロー現像器20
Ｙ、マゼンタ現像器20Ｍ、シアン現像器20Ｃ、次いで黒
現像器21Ｋの順で現像工程がなされ、各色ごとに中間転
写体９に転写されて重畳される。中間転写体９にトナー
像を転写した後に像担持体15上に残留した現像剤残留
物、すなわち廃トナーは、後述するクリーニング手段に
よって除去される。

【００２０】図１ではイエロー現像器20Ｙが像担持体ユ
ニットに対向した位置に位置決め静止している状態を示
している。イエロー現像器20Ｙは容器内のトナーを送り
機構によって塗布ローラ20YRへ送り込み、図示時計方向
に回転する塗布ローラ20YR及びブレード20YBによって、
図示時計方向に回転するスリーブ20YSの外周にトナーを
薄膜塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）す
る。そして潜像が形成された像担持体15と対向したスリ
ーブ20YSに現像バイアスを印加することにより、潜像に
応じて像担持体15上にトナー現像を行う。同様にマゼン
タ現像器20Ｍ、シアン現像器20Ｃにおいても各色の画像
形成を行う。

【００２１】また各回転現像器のスリーブ20YS、20MS、
20CSは、各現像器が現像位置に回転移動されたときプリ
ンター本体に設けられた各色現像用高圧電源及び駆動と
接続されており、各色現像器ごとに順次選択的に電圧が
印加され駆動が接続される。

【００２２】中間転写体９は像担持体15の外周速度と同
期して図示時計回りに回転し、カラー画像形成時には各
現像器により可視化された像担持体15上のトナー画像を
四回（ＣＭＹＫ四色の各画像）にわたり多重転写を受け
る。また多重転写を受けた中間転写体９は電圧を印加さ
れた転写ローラ10と記録媒体Ｓを挟持搬送することによ
り、記録媒体Ｓに中間転写体９上のカラートナー像を一
括転写する。

【００２３】本実施形態に係る中間転写体９は直径186m
m のアルミシリンダー12の外周を中抵抗スポンジや中抵
抗ゴム等の弾性層11で覆った構成をしている。この中間
転写体９は回転可能に支持され、一体的に固定された図
示しないギヤによって駆動を伝達されて回転する。

【００２４】記録媒体Ｓは装置本体下方に設けられたカ
セット２に積載されており、ピックアップローラ３によ
って送出され、給送ローラ４とリタードローラ５によっ
て一枚ずつに分離された後に、給紙ガイド６に案内され
て搬送され、レジストローラ８に送られる。レジストロ
ーラ８は記録媒体Ｓを静止待機させる非回転の動作と記
録媒体Ｓを中間転写体９に向けて搬送する回転の動作と
を所定のシーケンスにて行い、記録媒体Ｓの斜行を矯正
すると共に中間転写体９と同期して記録媒体Ｓを搬送す
る。

【００２５】中間転写体９には金属軸に中抵抗発泡弾性
体を巻いた転写ローラ10が離接可能に設けられている。
この転写ローラ10は中間転写体９上に四色のトナー像を
形成している間、すなわち中間転写体９が複数回転する
間は、その画像を乱さぬよう図中実線で示す如く中間転
写体９から離れて位置している。そして中間転写体９上
にカラートナー像を形成し終わった後記録媒体Ｓが搬送
されてくると、図示しないカムにより図中破線にて示す
如く記録媒体Ｓを介して中間転写体９に所定の圧力で付
勢される。

【００２６】この時同時に転写ローラ10にはバイアスが
印加され、中間転写体９上のトナー像は記録媒体Ｓに転
写される。ここで中間転写体９と転写ローラ10とは各々
駆動されているため、両者に挟まれた状態の記録媒体Ｓ
は転写工程が行われると同時に、次工程である定着部25
に向けて所定の速度で搬送される。

【００２７】定着部25は上記記録媒体Ｓ上に転写された
トナー画像を定着させるものであり、熱を加えるための
定着ローラ26と、記録媒体Ｓを定着ローラ26に圧接させ
るための加圧ローラ27とから構成されている。各ローラ
26、27は中空ローラであって各々内部にヒータ28、29を
有し、回転駆動されて記録媒体Ｓを搬送するよう構成さ
れている。

【００２８】すなわちトナー像を保持した記録媒体Ｓは
定着ローラ26と加圧ローラ27とによって搬送されると共
に熱と圧力を加えられることにより、トナー画像が記録
媒体Ｓに定着される。画像を定着された記録媒体Ｓは搬
送ローラ34、搬送ローラ35によって搬送され、排出ロー
ラ36によって排出部37に排出、積載され、画像形成が終
了する。

【００２９】［プロセスカートリッジ］次に本発明に係
るプロセスカートリッジであるドラムカートリッジ13に
ついて図２を用いて説明する。上記した如くドラムカー
トリッジ13は像担持体15とクリーニング容器14とから構
成されており、像担持体15から除去した廃トナーをクリ
ーニング容器14に蓄えるものである。

【００３０】クリーニング処理はクリーニング容器14に
取り付けられたクリーナブレード16と、図示しないクリ
ーニングブラシとによって行われる。像担持体15上の廃
トナーはすくいシート18をすり抜けてクリーニング容器
14内に入り込み、まずクリーニングブラシによって、次
にクリーナブレード16によって掻き落とされる。掻き落
とされた廃トナーはすくいシート18によってすくい取ら
れ、クリーニング容器14内に回収される。クリーニング
容器14に蓄えられる廃トナーの量は像担持体15の寿命よ
り早く満たされることはなく、像担持体15の寿命交換時
に一体に交換処理される。

【００３１】クリーニング容器14にはクリーナブレード
16先端の弾性接触部16ａが像担持体15に対し所定の進入
量を以て当接するよう、支持部材16ｂをネジ等の固定部
材40にてクリーニング容器14の前面に固定している。

【００３２】またクリーナブレード16の両端には、クリ
ーニング容器14から廃トナーの漏れを防止するシール部
材41が、像担持体15と当接するようにクリーニング容器
14に貼り付けられている。シール部材41としては、特に
像担持体15と当接する面はシール性と摺動性が両立する
ものが好ましく、本実施形態においてはこのシール部材
41としてＰＴＦＥ繊維をパイル状に形成した起毛部材を
使用している。なおシール性と摺動性を有する材料であ
れば、例えば静電植毛等の植毛部材や、フェルト等を用
いることでもよい。またシール性の低下を防ぐために、
前記シール部材の裏面に発泡ウレタン等のクッション材
を貼り付けた二層構造とすることがより好ましい。

【００３３】像担持体15の両端には高精度に製造した距
離保証手段である突当てコロ42を配置しており、コロ軸
42ａに回転自在に支持されている。この突当てコロ42は
像担持体及びスリーブ20YS、20MS、20CS、21KSに当接
し、これらの間に所定の距離を保つことを保証してい
る。

【００３４】ここでシール部材41は像担持体15の両端部
まで延在するように成型され、シールとして機能するシ
ール部41ａと延在部41ｂとから構成されている。これに
よりシール部41ａは廃トナーの漏れ防止として機能し、
延在部41ｂは像担持体15上の突当てコロ42の当接面15ａ
に当接しこれを清掃する。これにより突当てコロ42と当
接面15ａとの間に飛散したトナー等の異物が付着した場
合においても、延在部41ｂがこれを拭き取ることにより
常に状態を保つことができ、像担持体15とスリーブとの
距離を適切に保つことができる。

【００３５】また延在部41ｂがシール部41ａと一体とな
っているため、従来のようにシール部材と清掃部材との
間に隙間が存在することがなく、像担持体に飛散トナー
が残留する領域を無くすことができる。更に取り付ける
べき部材数が減少するため、製造工程や部品コストの削
減を図ることができ、生産性を向上させることができ
る。

【００３６】上記実施形態においてシール部材41として
起毛部材を使用したが、このとき起毛部材の繊維の倒れ
方向が、前記筐体の開口側を中心に±９０°の範囲に設
定することが望ましい。すなわち繊維の倒れ方向が像担
持体回転方向よりも外側（容器開口側と反対側）に向い
た場合、このシール部材41上に取り込まれた廃トナーは
容器開口部に対し外へと流れ出しやすくなり、シール性
を損なってしまうからである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るプロセ
スカートリッジ及び画像形成装置においては、クリーニ
ング手段両端のシール部材を前記像担持体上の前記距離
保証手段が当接する面まで延長しこれを清掃するよう構
成したことにより、像担持体上に飛散トナーの付着領域
をなくすことが可能となり、装置内部の汚染を減少させ
ることができた。

【００３８】また上記部材を一体としたことから部品数
が減少し、製造工程及び部品コストの削減を図ることが
でき、生産性を向上させることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構
成図である。

【図２】プロセスカートリッジの正面図である。

【図３】従来のプロセスカートリッジの例を示す図であ
る。

【符号の説明】

Ｓ …記録媒体 ２ …カセット ３ …ピックアップローラ ４ …給送ローラ ５ …リタードローラ ６ …給紙ガイド ８ …レジストローラ ９ …中間転写体 10 …転写ローラ 13 …ドラムカートリッジ 14 …クリーニング容器 15 …像担持体 15ａ …当接面 16 …クリーナブレード 16ａ …弾性接触部 16ｂ …支持部材 17 …一次帯電手段 18 …シート 20 …回転現像器 20Ｃ …シアン現像器 20Ｍ …マゼンタ現像器 20Ｙ …イエロー現像器 21Ｋ …黒現像器 22 …軸 23 …現像ロータリー 25 …定着部 26 …定着ローラ 27 …加圧ローラ 28 …ヒータ 29 …ヒータ 30 …スキャナー部 31 …ポリゴンミラー 32 …結像レンズ 33 …反射ミラー 37 …排出部 41 …シール部材 41ａ …シール部 41ｂ …延在部 42 …突当てコロ 42ａ …コロ軸

フロントページの続き (72)発明者 森 友紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H032 AA05 BA01 BA05 BA08 BA19 2H033 BB02 BB17 2H034 AA02 BF00 CA05 DA01 2H071 BA04 BA13 BA27 BA35 DA02 DA08 DA09 DA12 DA13 DA15 DA22 DA23 2H077 AA11 AD02 AD06 AD13 AD17 CA13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも潜像を担持し現像手段により
   現像剤像を現像される像担持体と、前記像担持体上に残
   留した現像剤残留物を除去するクリーニング手段と、前
   記像担持体及び前記クリーニング手段を支持する筐体
   と、前記クリーニング手段の両端部に配設され前記クリ
   ーニング容器から現像剤残留物の漏れを防止するシール
   部材と、前記像担持体両端に配置され該像担持体と前記
   現像手段等の他の電子写真プロセス手段とに当接し所定
   の距離を保つ距離保証手段とを有するプロセスカートリ
   ッジであって、 前記シール部材は前記像担持体上の前記距離保証手段が
   当接する面まで延長されこれを清掃するよう構成されて
   いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記シール部材は、少なくとも前記像担
   持体に当接する面が起毛部材で構成されていることを特
   徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記起毛部材の繊維の倒れ方向が、前記
   筐体の開口側を中心に±９０°の範囲に設定されている
   ことを特徴とする請求項２記載のプロセスカートリッ
   ジ。
4. 【請求項４】 少なくとも前記像担持体を露光する露光
   手段と、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体
   に前記現像剤像を転写する転写手段と、前記記録媒体に
   熱と圧力を印加する定着手段とを有し、請求項１乃至請
   求項３のいずれか１項記載のプロセスカートリッジを着
   脱自在に装着しうることを特徴とする画像形成装置。