JP2679304B2 - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真複写機・レーザービームプリンタ
・静電記録装置等の、画像形成装置本体に着脱可能なプ
ロセスカートリッジを有する画像形成装置、及び画像形
成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに関す
る。

より詳しくは、電子写真感光体・静電記録誘電体等の
像担持体面を帯電処理する工程を含む作像プロセス手段
により画像形成を実行する画像形成装置及びプロセスカ
ートリッジに関する。

（従来の技術） この種の画像形成装置において、感光体等の像担持体
面を帯電処理する手段機器としては従来よりコロナ放電
装置が広く利用されている。コロナ放電装置は均一帯電
処理する手段として有効なものである。しかし高圧電源
（DC5〜8KV）を必要とする、コロナ発生時にオゾンを比
較的多く発生する、電力的にも効率が悪い等の問題点を
有している。

そこでコロナ放電装置にかわる、感光体等の被帯電体
面の帯電処理手段として電圧を印加した或いは摩擦帯電
用の帯電部材を被帯電体面に当接させて帯電処理（除電
処理も含む）する接触帯電手段が注目されている。

特に、バイアス電圧を印加した帯電部材（ローラ型・
ベルト型・ウエブ型・ブレード型・ロッド型・ブロック
型・パッド型・ブラシ型等）を被帯電体面に当接させる
ことで被帯電体面に電荷を直接的に転移（注入）して所
定の電位に帯電させる接触帯電法（又は直接帯電法）も
しくは同装置は、被帯電体面に所望の帯電電位を得るの
に必要とされる印加電圧の低圧化がはかれること、帯電
過程で発生するオゾン量が極く微量でありオゾンフィル
タの必要性がなくなること、そのために装置の排気系等
の構成が簡略化されること、構成が簡単であること等の
長所を有しており、その実用化研究・開発提案が多数な
されている（特開昭57−178267・56−104351・58−4056
6・58−139156・58−150975号等）。

本出願人も帯電ムラのない均一な帯電処理等を目的と
して帯電部材に対して直流電圧と被帯電体面の帯電開始
電圧の２倍以上の振動電圧（時間とともに電圧値が周期
的に変化する電圧）との重畳電圧を印加することや、帯
電部材から被帯電体面への異常放電や絶縁破壊をなくす
ために帯電部材を複数層構成にすることなど種々の提案
をしている（特願昭61−298419（特開昭63−149669）・
62−230334（特開平１−73364）号等）。

一方、画像形成装置の構成形態の１つとしてプロセス
カートリッジ着脱式がある。これは少なくとも感光体等
の像担持体、一般的には、像担持体、該像担持体の帯電
処理手段、現像処理手段の像担持体のクリーニング手段
等のいくつかの作像プロセスを共通のカートリッジカバ
ー（カートリッジ枠、ハウジング）に互いに所定の配置
関係を保たせて組付けてそれ等を一括して画像形成装置
本体に対して素人でも簡単・容易に着脱交換操作自在に
構成したものである。

このプロセスカートリッジ着脱式は、原則的には規定
枚数分（例えば3000〜5000枚）の画像形成の実行に使用
されたら使用寿命が尽きたものとして新しいプロセスカ
ートリッジと交換するもので、画像形成装置のメンテナ
ンスがフリー化される、画像形成装置の操作性・取扱い
性が向上する、収容現像剤の色を異にする幾つかのプロ
セスカートリッジを交換使用することで多色画像の形成
もできる等の利点を有しているので、例えばパーソナル
タイプの小型・簡便機種等の画像形成装置の１つの構成
態様として実用化されている。

このようなプロセスカートリッジ着脱方式の画像形成
装置においてプロセスカートリッジに包含させた感光体
等の像担持体の帯電処理手段として前述したような電圧
を印加した或いは摩擦帯電用の帯電部材（以下、接触帯
電部材と記す）を像担持体に当接させることで帯電処理
する手段を採択すればコロナ放電装置を使用した場合よ
りもより簡便化したタイプの画像形成装置を構成でき
る。

この場合において接触帯電部材はそれ自体耐久性があ
り長期の繰り返し使用のできる長寿命部材であるので、
この部材は使い捨て側であるプロセスカートリッジ側に
は具備させず、耐久使用側である画像形成装置本体側に
配設具備させた方がプロセスカートリッジの構成を簡略
化できコスト面でも有利である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように接触帯電部材を画像形成装置本体側に配
設具備させた構成とした場合の問題点の１つとして該接
触帯電部材の清掃（クリーニング）の問題がある。

即ち、接触帯電部材自体は前述のように耐久性があり
長期の繰り返し使用ができる長寿命部材であるけれど
も、繰り返し使用されるうちには現像剤（トナー）、転
写紙から出る紙粉、その他の異物が付着して次第に蓄積
して汚されていき帯電不良を発生することになるので、
該接触帯電部材の清掃部材を具備させる必要がある。そ
の清掃部材を接触帯電部材に常時接触させて画像形成装
置本体側に具備させた場合、その清掃部材の清掃能力を
接触帯電部材の寿命すなわち画像形成装置本体の寿命ま
で維持させることは困難であり、簡単な清掃部材では不
十分となり清掃不良をまねく。該清掃部材を定期的に画
像形成装置本体から取り外して新品と取り替えるのでは
この種の画像形成装置のメンテナンスフリーの利点がそ
こなわれることになる。

また清掃部材の清掃能力を画像形成装置本体の寿命ま
で維持させるために、清掃部材を接触帯電部材に常時当
接させておくのではなく、定期的に清掃部材を接触帯電
部材に接・離（オン・オフ）動作させる構成とした場合
にはその接・離機構のために装置本体側の構成が複雑化
することになり好ましくない。

本発明はこのような接触帯電部材の清掃の問題を合理
的に解消することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置及びプ
ロセスカートリッジである。

（１）画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリ
ッジを有する画像形成装置であって、前記プロセスカー
トリッジは像を担持する像担持体を備え、前記画像形成
装置本体は前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電
する接触帯電部材を備える画像形成装置において、 前記プロセスカートリッジは、前記プロセスカートリ
ッジの前記画像形成装置本体への着脱動作に応じて開閉
動作を行なうカバー部材と、前記接触帯電部材を清掃す
る清掃部材と、を備え、前記プロセスカートリッジを前
記画像形成装置本体の所定位置に装着するとき前記カバ
ー部材は開かれて前記清掃部材は前記接触帯電部材に接
触し、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置か
ら離脱させるとき前記カバー部材は閉じられて前記清掃
部材は前記カバー部材によって覆われることを特徴とす
る画像形成装置。

（２）前記プロセスカートリッジは、前記像担持体に作
用するプロセス機器を備えることを特徴とする（１）の
画像形成装置。

（３）前記プロセス機器は、前記像担持体に形成された
静電像を現像する現像器であることを特徴とする（２）
の画像形成装置。

（４）前記プロセス機器は、前記像担持体をクリーニン
グするクリーニング装置であることを特徴とする（２）
又は（３）の画像形成装置。

（５）画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリ
ッジであって、前記プロセスカートリッジは像を担持す
る像担持体を備え、前記像担持体は、前記画像形成装置
本体に設けられ前記像担持体に接触する接触帯電部材に
よって帯電されるプロセスカートリッジにおいて、 前記プロセスカートリッジは、前記プロセスカートリ
ッジの前記画像形成装置本体への着脱動作に応じて開閉
動作を行なうカバー部材と、前記接触帯電部材を清掃す
る清掃部材と、を備え、前記プロセスカートリッジを前
記画像形成装置本体の所定位置に装着するとき前記カバ
ー部材は開かれて前記清掃部材は前記接触帯電部材に接
触し、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本
体から離脱させるとき前記カバー部材は閉じられて前記
清掃部材は前記カバー部材によって覆われることを特徴
とするプロセスカートリッジ。

（６）前記プロセスカートリッジは、前記像担持体に作
用するプロセス機器を備えることを特徴とする（５）の
プロセスカートリッジ。

（７）前記プロセス機器は、前記像担持体に形成された
静電像を現像する現像器であることを特徴とする（６）
のプロセスカートリッジ。

（８）前記プロセス機器は、前記像担持体をクリーニン
グするクリーニング装置であることを特徴とする（６）
又は（７）のプロセスカートリッジ。

（作 用） 即ち、画像形成装置本体側に配設した接触帯電部材の
清掃は、装置本体に対するプロセスカートリッジの新旧
交換、所望現像色のプロセスカートリッジとの交換、そ
の他の理由によるプロセスカートリッジの装着状態にお
いて、カバー部材が開かれていることで露出しているプ
ロセスカートリッジ側の清掃部材の当接にて実行され
る。

接触帯電部材は装置本体に対するプロセスカートリッ
ジの装着完了時点ではカートリッジ側の像担持体面に所
定に当接して帯電処理可能状態になる。

そしてプロセスカートリッジが交換されることで清掃
部材も交換されることになる。

従ってプロセスカートリッジに具備させる清掃部材と
しては短寿命のもので足り、簡単で低コストのものとす
ることができ、装置のメンテナンスフリー性も確保され
る。また接触帯電部材に対する清掃部材の特別な接・離
手段を必要とせず、画像形成装置本体及びプロセスカー
トリッジの構成を複雑化させることがない。

また装置本体に対するプロセスカートリッジ装着完了
状態において装置本体側の接触帯電部材にカートリッジ
側に具備させた清掃部材を当接させる構成とした場合
は、カートリッジが装置本体に装着されている限りカー
トリッジ側の像担持体に所定に当接した接触帯電部材に
対して清掃部材が常時当接していて装置の作動中は継続
して接触帯電部材の清掃が実行される。

この場合でも清掃部材としてはプロセスカートリッジ
の使用寿命に対応した寿命を有する簡単で低コストのも
ので足り、プロセスカートリッジが交換されることで清
掃部材も交換されることとなるので装置のメンテナンス
フリー性も確保される。また接触帯電部材に対する清掃
部材の特別な接・離手段を必要とせず、画像形成装置本
体及びプロセスカートリッジの構成を複雑化させること
がない。

そして、プロセスカートリッジを画像形成装置本体か
ら離脱させるときカバー部材は閉じられて清掃部材はカ
バー部材によって覆われることにより、清掃部材にユー
ザが触れることを防止できるので、新品の清掃部材に対
してユーザの手の油ををつけることもなく、また使用済
みの清掃部材に触れてユーザの手が汚れることも防止で
きる。

（実 施 例） 以下、第１図に示した実施例について説明する。

本実施例装置は電子写真プロセスにより画像形成を行
なうもので、図は装置の要部のみを示している。

Ｃは装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッ
ジの総括符号であり、本例装置の場合は電子写真プロセ
ス機器のうちの、回転ドラム型電子写真感光体１（以
下、感光体と記す）、現像器２、クリーニング器３の３
つの機器についてそれ等を互いに所定の配置関係をもっ
て共通のカートリッジカバー４内に組み付けて装置本体
に対して着脱使用するものとしてある。

６は接触帯電部材としての帯電ローラ、20は転写ロー
ラ、21はレジストローラ対、22は転写材ガイド、23は転
写材搬送ベルト、24は定着器を示しており、これ等は装
置本体側の部材として所定の配置関係をもって組付けて
ある。

プロセスカートリッジＣは装置本体の図面上右側面側
に設けたカートリッジ挿脱口（不図示）から本例の場合
はクリーニング器３の配設側を先にして装置本体内へ不
図示のガイドに沿わせて左方へ押し込んで挿入し、カー
トリッジ先端側が装置本体側の受け部材25に突き当って
受け止められるまで十分に押し動かすことにより装置本
体に対して装着される（第１図（Ａ）→同（Ｂ））。

装着カートリッジＣの取り出しは上記の装着とは逆に
カートリッジを右方に引き移動することによりなされ
る。

本実施例装置はプロセスカートリッジＣが装置本体か
ら取り出されている状態（第１図（Ａ））においてカー
トリッジの第１及び第２の開口部4a・4bを閉じ状態に保
つ、開閉カバー部材としてのシャッタ板13の裏面側に清
掃部材12を設けてある。

このシャッタ板13は支軸14を中心に手動で開閉操作す
る、又はカートリッジＣの装置本体に対する装着移動過
程でその移動に連動して開き回動し、取り出し移動過程
でその移動に連動して閉じ回動する。

而して、プロセスカートリッジＣの装置本体に対する
装着完了状態（第１図（Ｂ））において、シャッタ板13
の開きで開口したカートリッジＣの上面側の第１の開口
部4aが装置本体側の帯電ローラ６に対応位置して帯電ロ
ーラ６がカートリッジ内の感光体１の上面部に対して所
定に当接した状態になるとともに、開き状態となってい
るシャッタ板13の裏面の清掃部材12が帯電ローラ６面に
所定に当接した状態になる。

また、シャッタ板13の開きにより露光用開口としての
第２の開口部4bも開かれて露光ステーションに対応位置
する。

更に、装置本体側に転写ローラ20がカートリッジＣの
下面に設けた第３の開口部4cに対応位置してカートリッ
ジ内の感光体の下面部に対して所定に当接した状態とな
る。

本例の帯電ローラ６は金属軸８と、その外周にローラ
状に被覆した10⁹Ωcm程度の中抵抗樹脂層７とで構成さ
れている。そして金属軸８の両端を夫々導電性軸受け９
に軸受けさせてある。軸受け９は図には省略したがガイ
ドに沿って感光体１へ向う方向とその逆の方向にある程
度スライド移動自由である。10は軸受け９を感光体１へ
向う方向に常時移動付勢する導電性の加圧ばねであり、
その一端は装置本体側の不動部材26に、他端は軸受け９
に夫々連結してある。帯電ローラ６は上記の加圧ばね10
の押圧力で感光体１の面に対して所定に圧接する。

プロセスカートリッジＣは装置本体に所定に装着され
ると装置本体側と機械的・電気的にカップリングして装
置本体側からの動力伝達・電力供給、制御信号の授受等
が可能状態となる。

第１図（Ｂ）のカートリッジ装着状態において、画像
形成スタート信号にもとづいて感光体１が所定の周速度
（プロセススピード）をもって矢示の時計方向に回転駆
動される。帯電ローラ６は感光体１の回転駆動に伴ない
従動回転する。またこの帯電ローラ６に対してバイアス
印加電源6aから本例の場合直流電圧と振動電圧との所定
の重畳電圧が導電性加圧ばね10→導電性軸受け９→金属
軸８を介して印加され、回転感光体１の周面が所定の電
位に帯電処理される。

次いでその回転感光体１の上記の帯電処理面に対して
カートリッジＣの第２の開口部4bを通して装置本体側の
不図示の露光手段（原稿像結像露光手段・レーザービー
ム走査露光手段など）で目的の画像情報の露光Ｌがなさ
れることにより感光体１面に露光画像に対応して静電潜
像が順次に形成されていく。その形成潜像は現像器２に
より順次にトナー画像として現像される。

一方、不図示の給紙部からは転写材Ｐが給送されてレ
ジストローラ対21により適切なタイミングをもって感光
体１と転写ローラ20との間の転写部へ給送されて該転写
材Ｐに対して感光体１面側の前記トナー画像が順次転写
されていく。

トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光体１面から
分離されて搬送ベルト23により定着器24へ送られて像定
着を受け、画像形成物（コピー）として装置外へ排出さ
れる。

清掃部材12としては弾性を有し、接触帯電部材面の現
像剤・紙粉等の付着異物を捕獲除去して保持する機能を
有するものを使用すればよく、例えば発泡ポリウレタン
・発泡ポリエチレン等の発泡肉質材、フェルト等を利用
でき、それ等の表面に例えば細いポリエステル繊維を束
状にした素材を設けるなどして清掃効果を高めるように
した複合材などである。

清掃部材12の幅寸法（カートリッジ着脱方向と直角方
向寸法）は帯電ローラ６の少なくとも有効長さ範囲長に
対応するものとする。

そしてプロセスカートリッジＣが装置本体に装着され
ている限りは常に清掃部材12が帯電ローラ６に当接して
いて、感光体１の回転駆動に伴なう帯電ローラ６の従動
回転過程で該ローラの周面が清掃を受ける。

なお、転写ローラ20が対応位置するプロセスカートリ
ッジＣの下面側の第３の開口部4cについてもカートリッ
ジが本体装置から取り出されているときにはそれを閉じ
て感光体１面やカートリッジ内部を防護するシャッタ部
材を設けることもできる。

プロセスカートリッジＣは本実施例のものは感光体１
・現像器２・クリーニング器３の３つのプロセス機器を
内包させてなるが、他の構成でもよく、例えば感光体１
とクリーニング器３で構成されたカートリッジと現像器
２の２体構成としたものなど、所望の態様のものにでき
る。

プロセスカートリッジＣの装置本体に対する着脱方式
・態様も本実施例のものに限られない。

また、接触帯電部材６は実施例のローラタイプに限ら
ず、ブレード・ロッド・ブロック・パッド・ブラシ・ウ
エブ・ベルト等のタイプのものすることもできるし、摩
擦帯電用の接触部材とすることもできる。

（発明の効果） 以上のように本発明に依れば、接触帯電部材の清掃部
材としてはその使用寿命が最大でプロセスカートリッジ
の使用寿命に対応した短寿命の簡単で低コストのもので
足り、プロセスカートリッジが交換されることで清掃部
材も交換されることとなるので装置のメンテナンスフリ
ー性も確保され、また接触帯電部材に対する清掃部材の
特別な接・離手段を必要とせず、画像形成装置本体及び
プロセスカートリッジの構成を複雑化させることがな
い。

そして、プロセスカートリッジを画像形成装置本体か
ら離脱させるときカバー部材は閉じられて清掃部材はカ
バー部材によって覆われることにより、清掃部材にユー
ザが触れることを防止できるので、新品の清掃部材に対
してユーザの手の油をつけることもなく、また使用済み
の清掃部材に触れてユーザの手が汚れることも防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置の概略構成図であり、（Ａ）図は装
置本体に対するプロセスカートリッジ挿入初期の状態、
（Ｂ）図は装着完了の状態を示している。 Ｃはプロセスカートリッジ、１は像担持体としての回転
ドラム型の電子写真感光体、２は現像器、３はクリーニ
ング器、６は接触帯電部材としての帯電ローラ、12は清
掃部材、13は開閉カバー部材、20は転写ローラ、24は定
着器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄子 武夫 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 (56)参考文献 特開 昭63−292166（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131267（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−65051（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−29165（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−88944（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−135160（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカ
   ートリッジを有する画像形成装置であって、前記プロセ
   スカートリッジは像を担持する像担持体を備え、前記画
   像形成装置本体は前記像担持体に接触して前記像担持体
   を帯電する接触帯電部材を備える画像形成装置におい
   て、 前記プロセスカートリッジは、前記プロセスカートリッ
   ジの前記画像形成装置本体への着脱動作に応じて開閉動
   作を行なうカバー部材と、前記接触帯電部材を清掃する
   清掃部材と、を備え、前記プロセスカートリッジを前記
   画像形成装置本体の所定位置に装着するとき前記カバー
   部材は開かれて前記清掃部材は前記接触帯電部材に接触
   し、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置から
   離脱させるとき前記カバー部材は閉じられて前記清掃部
   材は前記カバー部材によって覆われることを特徴とする
   画像形成装置。
2. 【請求項２】前記プロセスカートリッジは、前記像担持
   体に作用するプロセス機器を備えることを特徴とする請
   求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記プロセス機器は、前記像担持体に形成
   された静電像を現像する現像器であることを特徴とする
   請求項２の画像形成装置。
4. 【請求項４】前記プロセス機器は、前記像担持体をクリ
   ーニングするクリーニング装置であることを特徴とする
   請求項２又は３の画像形成装置。
5. 【請求項５】画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカ
   ートリッジであって、前記プロセスカートリッジは像を
   担持する像担持体を備え、前記像担持体は、前記画像形
   成装置本体に設けられ前記像担持体に接触する接触帯電
   部材によって帯電されるプロセスカートリッジにおい
   て、 前記プロセスカートリッジは、前記プロセスカートリッ
   ジの前記画像形成装置本体への着脱動作に応じて開閉動
   作を行なうカバー部材と、前記接触帯電部材を清掃する
   清掃部材と、を備え、前記プロセスカートリッジを前記
   画像形成装置本体の所定位置に装着するとき前記カバー
   部材は開かれて前記清掃部材は前記接触帯電部材に接触
   し、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体
   から離脱させるとき前記カバー部材は閉じられて前記清
   掃部材は前記カバー部材によって覆われることを特徴と
   するプロセスカートリッジ。
6. 【請求項６】前記プロセスカートリッジは、前記像担持
   体に作用するプロセス機器を備えることを特徴とする請
   求項５のプロセスカートリッジ。
7. 【請求項７】前記プロセス機器は、前記像担持体に形成
   された静電像を現像する現像器であることを特徴とする
   請求項６のプロセスカートリッジ。
8. 【請求項８】前記プロセス機器は、前記像担持体をクリ
   ーニングするクリーニング装置であることを特徴とする
   請求項６又は７のプロセスカートリッジ。