JP2003162135A - プロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、画像形成装置本体に着脱可
能なプロセスカートリッジの小型化を図ることである。 【解決手段】画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカ
ートリッジ１において、現像剤９を収容する現像剤収容
部３１には、現像剤９を補給するための現像剤容器３９
を書込経路Ｌに設けており、現像剤容器３９は容積が縮
小可能に形成され、かつ、現像剤９を現像剤収容部３１
に補給後は、容積が縮小し、書込経路Ｌを確保すること
を特徴とする。また、現像剤収容部３１には現像剤容器
３９を覆うカートリッジ蓋６９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファクシミ
リ等の画像形成装置に関し、詳しくは画像形成装置に着
脱可能なプロセスカートリッジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やファクシミリ、プリンタ
等の画像形成装置は、感光体に帯電を行った後、光導電
現象を利用して感光体の表面に静電潜像を形成する。そ
して、感光体表面に形成された静電潜像に、帯電微粒子
であるトナーを付着させてトナー像とし、その後トナー
像を記録用紙に転写して画像を形成する。このような画
像形成装置において、帯電手段、現像手段、クリーニン
グ手段、そして感光体を一体にしたプロセスカートリッ
ジが使用されている。このプロセスカートリッジは画像
形成装置本体に着脱可能に取り付けられる。

【０００３】トナーとキャリアとを混合した２成分現像
剤を用いるプロセスカートリッジでは、開口部をシール
した現像剤補給容器（現像剤カートリッジ）に、現像剤
を予め収容しておき、プロセスカートリッジを画像形成
装置本体に装着した際、現像剤カートリッジのシールを
引き剥がし、現像剤を現像容器の中に落とし込んで使用
するものがある。

【０００４】ところが、画像形成装置の小型化が進むと
ともに、プロセスカートリッジの小型化が進んでおり、
現像容器の上部に現像剤カートリッジを設置するスペー
スの確保が求められている。これに対して、特開平８−
１７１２８１号公報または特開平９−２２７９５号公報
で示されるように、現像剤カートリッジを伸縮させるこ
とにより、スペースの省略化を図ったものがある。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】しかしながら、いずれの従来例でも、現像
剤カートリッジは装着後に縮小されていくが、プロセス
カートリッジの全体的な大きさは変わらない。

【０００６】本発明の課題は、画像形成装置本体に着脱
可能なプロセスカートリッジの小型化を図ることであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
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、像担持体と、帯電手段と、現像剤を収容す
る現像容器を備える現像手段とを有し、現像容器には現
像剤を補給するための現像剤補給容器が現像手段と帯電
手段との間に設けられており、現像剤補給容器は容積が
縮小可能に形成され、補給前には書込経路を遮断する位
置にあり、かつ、現像剤を現像容器に補給後は、容積が
縮小し、書込経路を確保することを特徴とする。

【０００８】この請求項１に記載の発明では、画像形成
装置本体にプロセスカートリッジを装着すると、書込経
路に配置された現像剤補給容器は現像剤を現像容器内に
補給する。これにより、現像剤補給容器の容積が縮小す
るので、現像剤補給容器の取付位置において書込経路を
確保することができる。従って、書込経路のスペースを
利用して、このスペースに現像剤補給容器を配置してい
るので、プロセスカートリッジ自体の小型化とともに、
画像形成装置本体の小型化も図ることができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のプロセスカートリッジにおいて、現像容器には縮小し
た現像剤補給容器を覆う蓋部材を設け、現像剤補給後に
は蓋部材が閉じて現像剤補給容器が書込経路にはみ出し
を阻止することを特徴とする。

【００１０】この請求項２に記載の発明では、請求項１
に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、現像
剤補給後には現像剤補給容器を蓋部材で覆うことで、現
像剤補給容器が変形したり、ずれたりして書込経路には
み出すことがないので、書込経路の遮断を防止できる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のプロセスカートリッジにおいて、現像容器には
蓋部材を閉じ位置で固定する固定手段を設けていること
を特徴とする。

【００１２】この請求項３に記載の発明では、請求項１
又は２に記載の発明と同様の作用効果を奏するととも
に、蓋部材を閉じ位置で固定することにより、現像剤補
給容器の反発等により現像剤補給容器が書込経路上には
み出ることを更に効果的に防止することができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
の何れか一つに記載のプロセスカートリッジにおいて、
現像剤補給容器が縮小可能な袋状の弾性体であることを
特徴とする。

【００１４】この請求項４に記載の発明では、請求項１
から３の何れか一つに記載の発明と同様の作用効果を奏
するとともに、現像剤補給容器が弾性変形により、現像
剤補給後は現像剤補給前に比べ、大幅に現像剤補給容器
の容積を縮小でき、現像剤補給容器の書込経路上へには
み出しを効果的に防止することができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１から４
の何れか一つに記載のプロセスカートリッジにおいて、
現像剤補給容器が、伸縮可能な蛇腹状であることを特徴
とする。

【００１６】この請求項５に記載の発明では、請求項１
から４の何れか一つに記載の発明と同様の作用効果を奏
するとともに、現像剤補給容器が蛇腹状であるので、蛇
腹の折り目に沿って現像剤補給容器が縮小されるので縮
み易く、且つ、容器が整った形でおさまるので、書込経
路上にはみ出しにくい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて具体的に説明する。図１は、本発明に係る画像形
成装置のプロセスカートリッジ１を概略的に示した断面
図である。プロセスカートリッジ１は感光体（像担持
体）３と、感光体３に帯電処理を行う帯電装置（帯電手
段）５と、トナーとキャリアとを混合した２成分の現像
剤９により感光体３の静電潜像をトナー像として現像す
る現像装置（現像手段）７と、感光体３のトナー像を転
写紙に転写後に感光体３上に残留する残留トナーを除去
するクリーニング装置１１等から構成されている。この
プロセスカートリッジ１は画像形成装置本体に着脱自在
に装着される。

【００１８】また、プロセスカートリッジ１の近傍位置
には、露光により感光体３の周面に静電潜像を形成する
書込経路Ｌと、現像装置７にニュートナーを補給するト
ナー補給装置１３と、転写紙を後述の転写ベルト１５に
搬入するための一対のレジストローラ対１７と、感光体
３に現像されたトナー像を転写するための転写ベルト１
５と、そして定着ローラ１９及び加圧ローラ２１を備え
た定着装置２３と、残留トナーを除去後に感光体３上の
残留電荷を消去するため全面露光を行う除電装置２５等
が設けられている。

【００１９】感光体３は、ドラム形状を有しており感光
体支持体としてアルミ製ドラムを使用し、その表面を鏡
面状に仕上げ、セレン、有機光半導体硫化カドミウム等
の感光層を蒸着または塗工して構成される。そして、感
光体３は図示しないドラム軸を中心として回転する。

【００２０】帯電装置５は、感光体３を帯電させる装置
であり、円筒状の帯電ローラ６が感光体３に接触してい
る。帯電ローラ６はコア材の鉄、銅合金などの高圧電源
に接続される導電性金属コア上に、電荷供給層として導
電性ゴムが被覆される。また、帯電ローラ６が感光体３
に長時間接触し続けると、感光体３に付着したトナーに
より帯電ローラ６が汚れ帯電むらとして現れてくる。そ
のため、帯電ローラ６を清掃するためのクリーニングパ
ッド２７が帯電ローラ６に接触して設けられている。

【００２１】現像装置７は、感光体３表面に形成された
静電潜像に、着色した帯電微粒子であるトナーを静電的
に付着させて目に見える像、すなわち可視像とする工程
を行う。本実施例における現像装置７は、感光体３側に
開口部を有する支持ケース２９を備え、この支持ケース
２９内にはトナーと磁性粒子であるキャリアとからなる
現像剤９を収容する現像剤収容部（現像容器）３１を形
成している。また、現像剤収容部３１の開口部位置に
は、現像スリーブ３３が配設されている。現像スリーブ
３３は断面視円形状の回転体からなり、感光体３の外周
面と現像スリーブ３３の外周面とが互いに接触してい
る。また、現像スリーブ３３の表面には現像剤９の付着
性を向上させるための凹凸またはＶ字溝が形成されてい
る。

【００２２】また、現像剤収容部３１にはパドル３５が
設けられている。パドル３５は断面視円形状の円筒にス
クリュー形状の部材が形成されており、現像剤収容部３
１内の現像剤９を攪拌し、現像スリーブ３３に現像剤９
を供給している。現像剤収容部３１の上方位置には、補
給口３７が設けられており、この補給口３７を介して後
述するトナー回収装置４５、トナー補給装置１３、現像
剤容器（現像剤補給容器）３９からトナーや現像剤９が
供給されるようになっている。

【００２３】本実施例の現像剤９はキャリアとトナーを
用いた２成分現像剤で、初期はある適正濃度の現像剤９
が現像剤収容部３１内になくてはならない。そのため、
現像剤収容部３１内の現像剤９はトナー濃度センサ３２
によりトナーの濃度を適正範囲に保つようにトナー補給
装置１３からのトナー補給量を制御している。

【００２４】レジストローラ対１７は１対のドラムから
構成されており、図示しない給紙装置側から搬送されて
きた転写紙を転写ベルト１５側に送り出すようになって
いる。また、レジストローラ対１７は転写紙の搬送速度
を感光体３の回転速度と同期させる機能を持っている。
さらに、レジストローラ対１７の表面は転写紙とのスリ
ップを防止するため、摩擦係数の大きいゴム等で構成さ
れている。

【００２５】転写ベルト１５は感光体３上のトナー像を
転写紙に転写するものである。レジストローラ対１７か
ら搬送されてきた転写紙はトナー像が転写された後、転
写紙は定着装置２３に搬送される。また転写ベルト１５
の定着装置２３の近傍位置には転写ベルトクリーニング
ブレード４１が設けられており、転写ベルト１５に付着
した残留トナーは、転写ベルト１５上から掻き落とさ
れ、廃トナー収容部（図示せず）に蓄えられる。廃トナ
ー収容部に収容されたトナーは再使用されず、定期点検
時破棄される。

【００２６】定着装置２３は定着ローラ１９と加圧ロー
ラ２１とから構成されており、転写ベルト１５から送ら
れてきた転写紙に一定の温度と圧力を加え、トナー像を
転写紙上に融着させるものである。そして、転写紙は図
示しない排紙部を通過して排紙受けに排出される。

【００２７】クリーニング装置１１は、感光体３の軸線
方向に沿って感光体３に当接するクリーニングブレード
４３を備えており、転写後に感光体３に残留した残留ト
ナーを除去するようになっている。また、クリーニング
装置１１にはクリーニングブレード４３により除去され
た残留トナーを回収して搬送するトナー回収装置４５が
設けられている。トナー回収装置４５はトナー回収羽根
４７と、トナー搬送コイル４９とを備えている。そして
クリーニングブレード４３により除去された残留トナー
は、トナー回収羽根４７によりトナー搬送コイル４９に
送られ、図２に示すようにトナー搬送コイル４９により
奥側から手前側に送られる。

【００２８】図２に示すように、トナー補給装置１３
は、ニュートナーを収納したトナーボトル５１を備え、
現像剤収容部３１にニュートナーを補給する。またトナ
ーボトル５１は図示しないボトル駆動モータにより回転
し、この回転によりニュートナーは、トナーボトル５１
内に形成された図示しないスパイラル溝に沿って奥側か
ら手前側のトナー補給部５３へと送られる。

【００２９】トナー補給部５３に送られたニュートナー
は、トナー補給マイラ５５により掻き出され、トナー補
給装置１３に形成されたトナー排出口５７から通過口５
９を通り、下方向に自由落下する。この通過口５９を通
過したニュートナーは、トナー搬送コイル４９により搬
送された残留トナーと合流し、補給口３７から現像装置
７内の現像剤収容部３１に供給される。

【００３０】次に本発明の現像剤容器３９について説明
する。図３は本発明の現像剤容器３９の斜視図である。
現像剤容器３９は現像装置７の現像剤収容部３１へ装着
するためのベース部６１、現像剤９を収納する収納部６
３、現像剤容器３９の装填口をシールする除去可能なシ
ール材６５により構成されている。収納部６３の材質は
折り畳み可能な弾性体の袋にて構成されている。また、
収納部６３内部はトナーとキャリアを所定の濃度に混合
された現像剤９がプロセスカートリッジ１の寿命に必要
な量だけ封入されている。

【００３１】現像剤容器３９のベース部６１には左右に
つば部分が形成され、現像剤収容部３１に形成されたコ
の字状の装着部６７に装着できるようになっている。ま
た現像剤容器３９のベース部６１が入り込む装着部６７
の隙間はベース厚みより若干大きく形成されている。

【００３２】現像剤収容部３１の上部には現像剤容器３
９を覆うカートリッジ蓋６９が設けられている。また、
図１及び図８で示すように、カートリッジ蓋６９の両端
には、カートリッジ蓋６９の回動中心となる凸部７２が
形成され、この凸部７２が現像剤収容部３１に形成され
た支持部７１に固定される。

【００３３】また、カートリッジ蓋６９の右側には係合
突起７３がついており、現像剤収容部３１に形成された
入口シールブラケット（固定手段）７５に係止される。

【００３４】上述した構成に基づき、実施形態の作用に
ついて説明する。図４は現像剤容器３９のシール材６５
を取り除く前のプロセスカートリッジ１の断面を示して
いる図４に示すように、画像形成装置に本発明であるプ
ロセスカートリッジ１を装着し、現像剤容器３９のシー
ル材６５を除去すると、現像剤容器３９内の現像剤９
が、補給口３７に向け投下され現像装置７内の現像剤収
容部３１に補給される。

【００３５】補給前の現像剤容器３９の状態では図４で
示すように膨らんだ状態であるので、カートリッジ蓋６
９は開いたままである。そして現像剤容器３９によっ
て、図示しない書込手段からの書込経路Ｌを遮断してい
る。

【００３６】図５は現像剤容器３９のシール材６５を引
き抜いた直後（現像剤補給途中）の状態を示している。
現像剤容器３９のシール材６５を引き抜くと、現像剤容
器３９内に収納された現像剤９は、補給口３７から現像
剤収容部３１内に収納されていく。そして、時間が経過
するとともに現像剤容器３９の形状は縮小されていく。

【００３７】図６は現像剤容器３９から現像剤９の補給
が終了した直後の図を示しており、現像剤容器３９に収
納されていた現像剤９は、すべて現像剤収容部３１に充
填されている。この状態では、現像剤容器３９の収納部
６３は現像剤９が収納されていた初期の状態よりはるか
に小さくなる。

【００３８】図７は、カートリッジ蓋６９を閉めた状態
を示している。現像剤容器３９内の現像剤９が完全に無
くなった状態では、図６で示すように現像剤容器３９は
充填前の状態に比べ縮小されている。また、現像剤容器
３９の書込経路Ｌへのはみ出しを防止するため、カート
リッジ蓋６９を閉めることにより、現像剤容器３９を覆
うようにする。

【００３９】カートリッジ蓋６９は現像剤収容部３１に
形成された支持部７１を支点とし、閉蓋方向に回動す
る。また、カートリッジ蓋６９の右側の係合突起７３
を、現像剤収容部３１に形成された入口シールブラケッ
ト７５に係止する。

【００４０】以上に説明したように、現像剤収容部３１
内に現像剤容器３９からの現像剤９の補給が完了すれ
ば、現像剤容器３９が縮む。よって、現像剤収容部３１
の上部位置において、感光体３への書込経路を確保する
ことができる。従って、書込経路のスペースを利用し
て、このスペースに現像剤容器３９を配置できるので、
プロセスカートリッジ１の小型化を図ることができ、こ
れに伴う画像形成装置本体の小型化も図ることができ
る。

【００４１】次に、他の実施例ついて説明する。なお、
説明にあたり上述の記載と同様な構成については同一の
符号を付すとともに、その説明についても省略する。

【００４２】図９及び図１０に示す本実施例では現像剤
容器３９の形状を蛇腹状に形成している。

【００４３】図９は現像剤容器３９内の現像剤９を現像
剤収容部３１内に補給前の状態を示しており、現像剤容
器３９は伸びた状態である。この状態では図４と同様に
感光体３への書込経路Ｌは遮断されている。また、カー
トリッジ蓋６９も開いたままである。

【００４４】次いで、図１０は現像剤収容部３１内に現
像剤９を補給した後の状態を示しており、収納部６３の
蛇腹形状は縮んだ状態になる。この状態ではカートリッ
ジ蓋６９を閉めることが可能となり、現像装置７の上部
位置において、スペースを確保することが可能となり、
感光体３への書込経路が確保できる。

【００４５】また、現像剤容器３９の収納部６３の形状
を蛇腹状にすることにより、蛇腹の折り目に沿って現像
剤容器３９が縮小されるので縮み易く、且つ、書込経路
上にはみ出しにくい。

【００４６】本発明は、上述のような実施例に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が
可能である。例えば、現像剤容器３９の収納部６３の形
状を袋状または蛇腹形状に形成したが、縮小可能であれ
ばどのようなものでも良く、例えば現像剤９が補給され
るにつれて縮むような風船状にしても良い。また、トナ
ーとキャリアを混合した２成分現像剤を収納した状態に
ついて述べているが、１成分現像剤でも良い。

【００４７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、現像剤補給
容器の容積が縮小するので、現像剤補給容器の取付位置
において書込経路を確保することができる。従って、書
込経路のスペースを利用して、このスペースに現像剤補
給容器を配置しているので、プロセスカートリッジの小
型化とともに、画像形成装置本体の小型化も図ることが
できる。

【００４８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様の効果を奏するとともに、現像剤補給後
には現像剤補給容器を蓋部材で覆うことで、現像剤補給
容器が変形したり、ずれたりして書込経路にはみ出すこ
とがないので、書込経路の遮断を防止できる。

【００４９】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、現像剤
補給容器の反発等により現像剤補給容器が書込経路上に
はみ出ることを更に効果的に防止することができる。

【００５０】請求項４に記載の発明では、請求項１から
３の何れか一つに記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、現像剤補給後は現像剤補給前に比べ、大幅に現像
剤補給容器の容積を縮小でき、現像剤補給容器の書込経
路上へにはみ出しを効果的に防止することができる。

【００５１】請求項５に記載の発明では、請求項１から
４の何れか一つに記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、蛇腹の折り目に沿って現像剤補給容器が縮小され
るので縮み易く、且つ、容器が整った形でおさまるので
書込経路上にはみ出しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置のプロセスカートリ
ッジを概略的に示した断面図である。

【図２】図１におけるトナー補給容器周辺を示す斜視図
である。

【図３】現像剤カートリッジの斜視図である。

【図４】現像剤を現像剤収容部に補給する前の状態を示
すプロセスカートリッジの断面概略図である。

【図５】現像剤を現像剤収容部に補給するときの状態を
示すプロセスカートリッジの断面概略図である。

【図６】現像剤を現像剤収容部に補給後の状態を示すプ
ロセスカートリッジの断面概略図である。

【図７】カートリッジ蓋をした状態を示すプロセスカー
トリッジの断面概略図である。

【図８】カートリッジ蓋の斜視図である。

【図９】現像剤を現像剤収容部に補給前の状態を示すプ
ロセスカートリッジの断面概略図である。

【図１０】現像剤を現像剤収容部に補給後にカートリッ
ジ蓋をした状態を示すプロセスカートリッジの断面概略
図である。

【符号の説明】

１ プロセスカートリッジ ３ 感光体（像担持体） ５ 帯電装置（帯電手段） ７ 現像装置（現像手段） ９ 現像剤 ３１ 現像剤収容部（現像容器） ３９ 現像剤容器（現像剤補給容器） ６９ カートリッジ蓋（蓋部材） ７３ 入口シールブラケット（固定手段） Ｌ 書込経路

Claims (5)

【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
   カートリッジにおいて、像担持体と、帯電手段と、現像
   剤を収容する現像容器を備える現像手段とを有し、現像
   容器には現像剤を補給するための現像剤補給容器が現像
   手段と帯電手段との間に設けられており、現像剤補給容
   器は容積が縮小可能に形成され、補給前には書込経路を
   遮断する位置にあり、かつ、現像剤を現像容器に補給後
   は、容積が縮小し、書込経路を確保することを特徴とす
   るプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 現像容器には縮小した現像剤補給容器を
   覆う蓋部材を設け、現像剤補給後には蓋部材が閉じて現
   像剤補給容器が書込経路にはみ出すことを阻止すること
   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】 現像容器には蓋部材を閉じ位置で固定す
   る固定手段を設けていることを特徴とする請求項１また
   は２記載のプロセスカートリッジ
4. 【請求項４】 現像剤補給容器が縮小可能な袋状の弾性
   体であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一
   つに記載のプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】 現像剤補給容器が、伸縮可能な蛇腹状で
   あることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに
   記載のプロセスカートリッジ。