JPH02253289A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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・静電記録等のように感光体・誘電
体等の繰り返し使用の像担持体に対して帯電（除電も含
む）工程を含む一連の作像工程を適用して画像形成を行
う複写装置・記録装置（プリンタ）・表示装置などの画
像形成装置に関す名。

更に詳しくは一連の作像工程機器のうち少なくとも像担
持体と該像担持体面を帯電処理するコロナ帯電器につい
てそれ等を一括して画像形成装置本体に対して着脱自在
のプロセスカートリッジとして構成した画像形成装置に
関する。

（従来の技術） プロセスカートリッジ着脱式の画像形成装置は例えばパ
ーソナル型などの簡便・小型な画像形成装置の構成形態
として採用例が多い。

例えば転写式電子写真を利用した複写装置やプリンタに
ついていえば、一般に、像担持体としての感光ドラム、
該ドラム面を一様に帯電処理するコロナ帯電器、ドラム
面に形成された潜像を顕画化する現像器、転写後のドラ
ム面を清掃するクリーニング器などを一括して装置本体
に対して素人でも容易に着脱交換できるプロセスカート
リッジ構成としたもので、装置本体に着脱使用している
プロセスカートリッジが使用耐久（感光ドラムの繰り返
し使用寿命、現像器に予め収容の現像剤の使い切りなど
）に達したら新規のカートリッジと交換操作することで
画像形成装置をメナテナンスフリー化してサービス性の
向上を図ることができる、現像色の異なる数種のプロセ
スカートリッジ相互の交換使用で出力画像の色切換え（
色刷り）や多色合成画像（多色刷り）の形成も可能であ
る等の利点を有している。

第６図はプロセスカートリッジ着脱方式の画像形成装置
の一具体例としてのレーザービームプリンタの概略構成
を示している。

１は装置外装筒、２は像担持体としての感光ドラムであ
り、矢示の時計方向に所定の周速度をもって回転駆動さ
れ、その回転過程で、帯電処理手段としてのコロナ帯電
器３による正又は負の様帯電、レーザービームスキャナ
５による目的画像情報のレーザービーム走査露光し、現
像器６による現像（反転現像）、を受けてドラム面に対
して目的画像のトナー画像が順次に形成される。

方用紙カセット１４から給紙ローラ１５により転写シー
ト材Ｐが１枚宛装置内へ給送され、レジストローラ対１
６で感光ドラム２の回転と同期どりされて、トラム２と
転写器７との間の転写部へ搬送され、この搬送シート材
２面にドラム２側のトナー画像が順次に転写される。

転写部を通ってトナー画像の転写を受けたシート４ｐは
ドラム２面から分離され、搬送器１０で定着器１１へ導
入されて画像定着を受け、排出ローラ１２で装置外の排
紙トレイ１３ヘプリント物として出力される。

トナー画像転写後のドラム２面はクリーニングＨ８で転
写残りトナー等の付着汚染物の除去、イレーザランプ９
による前露光処理（全面光照射）による電気的残留メモ
リの消去、を受けて繰り返して作像に利用される。５ａ
はレーザービームスキャナ５からの出力レーザーを感光
ドラム２面方向へ反射するミラーである。

本例装置の場合は感光ドラム２・コロナ帯電器３・現像
器６・クリーニング器８の４つのプロセス機器をプロセ
スカートリッジ２０として構成してあり、このカートリ
ッジ２０．は装置前面ドア解放式・装置上半休解放式等
の適宜の装置開閉方式で装置を解放して装置本体内の所
定の位置に着脱操作される。カートリッジ２０は装置本
体内に正規に装着されることによりカートリッジ２０内
の機器と装置本体側とが機械的・電気的にカップリング
して作像可能状態になる。

２１はカートリッジの外装ハウジング（カートリッジ枠
）であり、こハウジング２１内に機器２・３・６・８が
所定の配置関係をもフて組み付けられて内蔵されている
。２２・２３は夫々カートリッジハウジング２１の天面
の所定の位置に開口させた露光用開口部（レーザービー
ム入射開口部）と薄霞光用開口部（イレーサ光入射開口
部）である。

像担持体の帯電処理機器としては均一帯電処理性がよい
などの点から一般にコロナ帯電器３が利用されている。

しかし問題点の１つとしてコロナ放電に伴うオゾン生成
物の発生に起因する画像流れ・画像ボケの発生が挙げら
れる。即ちコロナ帯電器３によって発生したオゾン生成
物（０３゜ＮＯｘなど）が紙粉の成分であるタルク（マ
グネシウム化合物）などと反応し、導電性物質となり、
像担持体表面に付着したり、オゾン生成物が像担持体表
面層と反応し像担持体表面を局部的に或いは全面的に導
電性化して電荷保持性を低下させるものである。

特に、少なくとも像担持体２と該像担持体を帯電処理す
る帯電手段としてのコロナ帯電器３とを包含させてプロ
セスカートリッジ２０を構成し、これを画像形成装置本
体に対して着脱して使用する構成とした画像形成装置の
場合は、コロナ帯電器３を含むカートリッジ側のプロセ
ス機器がカートリッジハウジング２１内に密閉的に内蔵
されることにより、この密閉的ハウジング２１でカート
リッジ２０内のエアーフロー（空気流れ）が妨げられて
オゾン生成物が帯電器３の内外周辺部及びカートリッジ
内に高濃度にこもり勝ちとなり上記の画像流れ・画像ボ
ケが特に問題となる。

そこで従来はカートリッジハウジング２１の露光用開口
部２２を空気取り込み口とし、前露光用開口部２３を空
気抜き口として、ハウジング２１外→露光用開ロ部２２
→ハウジング２１内→感光ドラム２と帯電器３の対向隙
間部→前露光用間ロ部２３→ハウジング２１外、へ至る
ドラム円周方向への積極的なエアフローＣが生じるよう
に空気吸引系を構成して帯電器３内及びその周辺に特に
生じるオゾン生成物含有空気、並びにハウジング２１内
の空気を外へ積極排気することで、コロナ生成物に起因
する画像流れ・画像ボケ等の弊害を防止するようにして
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら装置本体側にエアー吸引用のファンがある
ためカートリッジだけからエアーを効果的にひくことは
むずかしかった。特に複数個のコロナ帯電器を具備させ
たカートリッジ、例えば第７図に示すように、感光トラ
ム２のまわりに１次帯電器３６、第１現像器６１．２次
帯電器３２、第２現像器６２を配置し、１回の転写にて
２色印字（１バス２色方式）をする多重現像用のカート
リッジ２０Ａにおいては、１次帯電器３１と２次帯電器
３２の間に第１現像器６１が位置するため、第６図の場
合と同様に感光トラム２１の周方向にエアーを引く場合
、エアフローの妨げとなり、２次帯電器３□まわりのオ
ゾン生成物の除去ができず、画像ボケ・画像流れをひき
おこしていた。

本発明は、カートリッジ内からのコロナ生成物の除去を
効果的に行わせるように工夫して画像流れ・画像ボケの
発生をなくすことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 像担持体と、該像担持体の帯電工程機器としてコロナ帯
電器を含む一連の作像工程機器のうち、少なくとも像担
持体とコロナ帯電器とをそれ等を一括して画像形成装置
本体に対して着脱自由のプロセスカートリッジとした画
像形成装置において、 上記のプロセスカートリッジはその外装ハウジングにカ
ートリッジ内換気用開口部を有し、画像形成装置本体側
には該装置本体側にプロセスカートリッジが装着されて
いる状態において該プロセスカートリッジ側の上記換気
用開口部に対応してカートリッジ内の空気を吸引する又
はカートリッジ内に送風する空気吸引用又は送風用開口
部を有し、上記プロセスカートリッジ側の換気用開口部
とこれに対応する装置本体側の空気吸引用又は送風用開
口部は空気吸引又は送風によりプロセスカートリッジ内
の少なくともコロナ帯電器部分において像担持体との対
向部の長手方向に沿う空気流れを生じさせる関係構成で
設けられている、ことを特徴とする画像形成装置 である。

又本発明は上記の画像形成装置において、プロセスカー
トリッジが複数個のコロナ帯電器を有する場合に少なく
ともその各コロナ帯電器部分において像担持体との対向
部の長手方向に沿う空気流れを生じさせる関係構成にて
プロセスカートリッジの外装ハウジング側と装置本体側
とに対応させてカートリッジ内換気用開口部と空気吸引
用又は送風用開口部を具備させたことを特徴とする画・
像形成装置である。

（作用） 即ち　カートリッジ内の少なくともコロナ帯電器部分に
おいて像担持体との対向部の長手方向に沿う空気流れを
生じさせる関係構成にてエアーを引く、つまり前述例の
装置・カートリッジでいえば少なくともコロナ帯電器部
分において感光トラム２の軸方向にエアーを引くことに
より、コロナ帯電器により発生するコロナ生成物が上記
の空気流れに乗って常にスムーズに効率よくカートリッ
ジ外へ排出される。複数個のコロナ帯電器を有するカー
トリッジの場合も少なくとも個々のコロナ帯電器部分に
おいて上記のような空気流れを生じさせる関係構成にて
エアーを引くことにより各コロナ帯電器で生じるコロナ
生成物の排出が常にスムーズに効果的になされる。従っ
てコロナ帯電器部分もしくはカートリッジ内についての
コロナ生成物の滞留や濃度上昇に起因する画像流れ・画
像ボケ現象の発生が長期にわたって効果的に防止される
。

（実施例） 実施例！（第１〜５図） 第１図は本発明に従う一実施例装置の要部の縦断側面図
、第２図は要部の一部切欠き平面図、第３図はコロナ帯
電器の端部の斜視図、第４図はプロセスカートリッジの
外観斜視図である。前述の第６図例装置と共通する構成
部材・部分には共通の符号を付１ノて再度の説明を省略
する。

２４・２５は夫々カートリッジハウジング２１の右端面
板２１１と左端面板２１２に開口させで具備させた吸気
開口部と排気開口部である。この両開口部２４・２５は
夫々カートリッジ２０内のコロナ帯電器３の右端側と左
端側の位置に対応する端面板面位置に設けである。

コロナ帯電器３は横断面下向きコ字形の、左右横長のシ
ールド電極３ａとそのコ字形シールド電極の内空に左右
方向に張設した放電ワイヤ３ｂ等からなる。該コロナ帯
電Ｈ３のＩＥｉ端血と左端面には夫々第３図のようコ字
形シールド電極３ａの内空な開放する開口部３ｃ・３ｄ
を設けてあり、その各開口部は３ｃ・３ｄは夫々カート
リッジハウジング２１の合端面板２１．と左端面板２１
２に具備させた吸気開口部２４と非気開口部２５に対応
合致して連通している。コ字形シールド電極３ａの下向
き開口部は放電開口であり、感光ドラム２に接近して対
向対面している。

３４は画像形成装置本体側の右シャシ板１１に設けた送
風用開口部、３６は装置本体側の左シャシ板１２に設け
た排気ファン、３５その排気ファンに連通させて設けた
吸気用開口部である。

プロセスカートリッジ２０が画像形成装置本体内に所定
の手順要領で正規に装着されると、該カートリッジ２０
側の上記吸気開口部２４と排気開口部２５が夫々装置本
体側の上記送風用開口部３４と吸気用開口部３５に対応
合致して連通状態となる。この場合上記の開口部２４と
同３４、及び開目部２５と同３５がその接合部で空気も
れなく互いに気密に連通連絡状態になるようにモルトブ
レーンゴムなどのバッキング部材（目張り材）３４、・
３５１を装置本体側の上記開口部３４・３５、又はカー
トリッジ２０側の上記開口部２４・２５に予め粘着など
して設けておくとよい。

又カートリッジ２０側の開口部２４・２５はシャッタ部
材を配設してカートリッジ２０が装置本体外に取り出さ
れて保管等されているときは該シャッタ部材により開口
部２４・２５を閉じ状態に保持させることで、開口部２
４・２５からの力・−トリッジ内への差し込み外光の遮
断、ゴミ等の異物の入り込み防止を行わせ、カートリッ
ジ２０が装置本体内に装着されたときには開くような構
成にすることが望ましい。

排気ファン３６は本例装置ではその吸気面のうち約半分
の面積部分を吸気用開口部３５の専用吸気面とし、残余
の吸気面を熱定着器１１から生じる熱気等を装置外へ逃
がす排気面として使用する構成にしである。

而して排気ファン３６の作動により、■装置本体の適所
に設けた外気取り人れ口（不図示）、■装置本体内、■
装置本体側の送風用開口部３４、■カートリッジ２０側
の吸気開口部２４、■コロナ帯電器３の右端面側開口部
３Ｃ１■帯電器３のシールド電極３ａの内空、■帯電器
３の左端面側開口部３ｄ、■カートリッジ２０の排気開
口部２５、■装置本体側の吸気用開口部３５、［相］排
気ファン３６、■装置本体の適所に設けた排気口（不図
示）、の経路でエアフロー（空気流れ）Ａが生じる。

又装置本体の外気取入ロ→装置本体内→排気ファン３６
→排気口、の経路でプロセスカートリッジ２０外の装置
本体内にもエアフローＢが生じる。カートリッジ２０内
の帯電器３のシールド電極３ａの内空゛を通るエアフロ
ーＡは、該シールド電極３ａが右端側の吸気′開口部２
４側から左端側の排気開口部２５側へ一直線状に至る直
路エアダクトとして機能して、コロナ帯電器部分におい
て像担持体たる感光ドラム２との対向部の長手方向（感
光ドラムｌの軸線方向、もしくはドラム母線方向）に沿
うスムーズな空気流れとなる。

従って帯電の実行に伴ない帯電器３のシールド電りｉＨ
３ａ内やその周辺部で生じるコロナ生成物は上記のエア
フローＡに沿って常にスムーズに効率よくカートリッジ
２０外へ出される。

前記のように帯電器３の横断面路コ字形の、左右横長の
シールド電極が吸気開口部２４側から排気開口部２５側
へ至る直路エアダクトとして機能するのでエアフローＡ
の吸入抵抗を減らし且つ風量を大きくして帯電器内及び
その周辺の発生オゾン生成物を重点的に迅速に排気除去
することができる。そしてファン３６として排気側に１
個だけでも十分な風量を得ることができ、小型レーザー
ビームプリンタ等の小型画像形成装置には特に有効適切
な構成である。もっとも吸気側にもファンを設けてさら
に大きな風量を得る構成とすることもできる。

ファンは軸流型、クロスフロー型、その他の適宜なもの
を用いることができるが、静圧、風量のいずれも大きい
もの、即ち吸入抵抗が大きくとも、十分な風量が確保で
きるものが望ましい。

又ファン３６の作動により装置内に生じる前記エアフロ
ーＢにより装置内の熱気等が排出換気される。

実際に本実施例と同様の装置構成とした反転現象のレー
ザービームプリンタにて印字を行なった。

感光トラム２コロ０φ　ｏｐｃドラム 印字速度　　Ａ４版毎分８枚出力 コロナ帯電器の総電流＝５００μＡ 環境：室温３０℃、湿度８０％ 本体ファン風量と画像流れ発生との関係を調べた。その
結果を第５図に示す。■は本発明従う装置の場合であり
、帯電器３のシールド電８ｉ３ａをエアダクトとして機
能させてカートリッジ内のエアフローを効率化した装置
、■はそうでない装置の場合である。■と■との対比か
ら明らかなように同じ本体ファン風量でも画像流れの発
生しやすさに大きな違いがあることがわかる。その理由
として第５図における本体ファン風量が０．８ｍ３７ａ
＋ｉｎのときをみると、■の場合と■の場合では画像流
れ枚数がそれぞれ４０００枚と１５００枚とになってい
るが、このときカートリッジ内の１次帯電器まわりの風
速はそれぞれ５．０／ｓｅｃ　、　２．０／ｓｅｃと大
巾な違いがあった。すなわカートリッジ側と本体側にエ
アフロー用開口部を設け、密着性を高め、ドラム軸方向
にエアーをひくことによりカートリッジ内の風速を増し
、エアフローを向上させるのである。そして、以上によ
り画像流れ・画像ボケの発生しない画像形成ができるよ
うになった。

実施例２（第７〜１１図） 本例は前述第７図に示した１バス２色方式の多重現像用
カートリッジ２０Ａを用い、る２色レーザービームプリ
ンタに本発明を適用した実施例である。

この２色レーザービームプリンタの印字プロセスを説明
すると、ｏｐｃ感光トラム２の表面は、１次帯電器３Ｉ
によって一様に負に帯電された後、第１露光Ｌ　１をう
ける。このときの感光ドラム２の表面は第８図のＡ）の
ような電位となる。

この後、第１現像器６１により現像され、２次帯電器３
２にて再び負に帯電される。このとき、感光トラム２の
表面は第８図のＢ）のような電位となる。その後第２回
目の露光し２が行なわれ第８図のＣ）のような電位をと
った後、第２現像器６２にて現像される。ただし、この
ときの現像剤は、第１現像器６．の現像剤とは異なった
色のものが用いられる。

その後転写帯電器７により転写材上に印字した後、感光
ドラム２上に残った転写残トナーはクリーナ８内に収容
される。

このとき１次帯電器３．や２次帯電器３２によって生成
されたオゾン生成物は、画像流れ・画像ボケの原因とな
るため、すみやかに除去しなくてはならない。しかし、
１次帯電器３１と２次帯電器３．の間に、第１現像器６
１があるため、感光ドラム２の周方向に、画像ボケ・画
像流れを起さないだけの十分な量のエアーをひくことは
困難である。

そこで本実施例ではカートリッジッ２０Ａ内の１次帯電
器３．と２次帯電器３２の夫々に関して、実施例１の装
置の場合と同様にカートリッジ側に吸気開口部２４と排
気開口部２５等を、装置本体側にそれ等に対応連通ずる
送風用開口部３４と吸気用開［１部３５等を設けて、各
帯電器３Ｉ３□のシールド電極内空にエアフロー八を生
じさせた。第９図は１次帯電器３Ｉと２次帯電器３２の
夫々についての吸気開口部２４と排気開口部２５を設け
たカートリッジ２０Ａの斜視図である。

実際に感光体として６０φＯＰＣドラムを用いプロセス
スピードが５０ｍｍ／ｓｅｃの反転現像２色レーザビー
ムプリンターにて、１次、２成帯Ｔｉ、器３、・３２の
総電流を共に４００μＡとしてカートリッジ側面にエア
フロー用の開口部を設け、４４版の紙に印字を行った。

このとき第６図おける電位は、それぞれＶＤＩ＝−５０
０Ｖ、ＶＤ２　＝−８００Ｖとなるように１次、２次帯
電器３Ｉ　・３２のドラム方向電流を設定し、第１現象
、第２現象ともネガトナーを用いた。なお、環境は室温
３０℃、湿度８０％であった。

このときの本体ファン風量と画像流れ発生との関係を示
すのか第１０図である。第１０図には。

ドラム周方向にエアフローを行ったときの本体ファン風
量と、画像ボケ・画像流れの関係もあわせて示しである
。図より、ドラム周方向にエアーを引いたものは、本体
ファン風量に関係なく、印字枚数５００枚以下で画像ボ
ケ・流れをおこしてしまうことがわかる。それに比し、
第９図のように開口部を設け、本体側の開口部と対向さ
せ、エアーの通り道が一直線になるようエアーダクトを
形成しドラム軸方向にエアーを引いたものは、本体ファ
ン風量を増していけば、画像ボケ・画像流れがおこりに
くくなっていることがわかる。

この理由は、第１１図における本体ファンＭ　ｍと２次
帯電器付近の風量との関係をみればわかる。第１１図よ
りコロナ帯電器とドラムとでエアーダクトを形成し、ド
ラム軸方向にエアーをひいた場合は、本体ファン風量増
加と共に２次帯電器付近の風量が増加して十分なエアフ
ローが行われていることがわかるが、ドラム周方向にエ
アーをひいた場合は、２次帯電器付近の風ｒＬ」が常に
低くてエアフローがあまり行われず、オゾン生成物の滞
留しやすい状態となっ・でいることがわかる。

以１−コロナ帯電惺と感光ドラムとでエアーダクトを形
成し、カートリッジ側面の開口部と本体側［」部とを対
向、密着させ、エアーを感光ドラムの輪方向に送用する
ことにより、画像ボケ・画像流れを起こりにくくするこ
とができる。

（発明の効果） 本発明により、特にカートリッジ内に複数個のコロナ帯
電器を有するような、多色多重現像プリンタ等において
も良好なエアフローを実現し、画像ボケ・画像流れのな
い印字が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う一実施例装置の要部の縦断側面図
、第２図はその一部切欠き平面図、第３図はコロナ帯電
器の一端側の斜視図、第４図はプロセスカートリッジの
一端側の斜視図、第５図は本体ファン風量と画像流れ・
ボケが起こり始める枚数との関係グラフ、第６図は従来
例装置の概略構成図、第７図はｌバス２色方式プリンタ
の概略構成図、第８図はその印字プロセス説明図、第９
図は該プリンタのプロセスカートリッジの斜視図、第１
０図は本体ファンと画像流れ発生の関係グラフ、第１１
図は本体ファンと２次帯電器付近の風量の関係グラフで
ある。 ２は像担持体としての感光ドラム、３・３゜３２はコロ
ナ帯電器、６・６１　・６２は現像器、７は転写用帯電
器、８はクリーニング器、２ｏ・２０Ａはプロセスカー
トリッジ、２４・２５・３４・３５・３ｃ・３ｄはエア
フロー用開口、３６は本体ファン。 特許出願人　　キャノン株式会社 俤 図 品 第 図 第 叉 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体と、該像担持体の帯電工程機器としてコ
   ロナ帯電器を含む一連の作像工程機器のうち、少なくと
   も像担持体とコロナ帯電器とをそれ等を一括して画像形
   成装置本体に対して着脱自由のプロセスカートリッジと
   した画像形成装置において、 上記のプロセスカートリッジはその外装ハウジングにカ
   ートリッジ内換気用開口部を有し、画像形成装置本体側
   には該装置本体側にプロセスカートリッジが装着されて
   いる状態において該プロセスカートリッジ側の上記換気
   用開口部に対応してカートリッジ内の空気を吸引する又
   はカートリッジ内に送風する空気吸引用又は送風用開口
   部を有し、上記プロセスカートリッジ側の換気用開口部
   とこれに対応する装置本体側の空気吸引用又は送風用開
   口部は空気吸引又は送風によりプロセスカートリッジ内
   の少なくともコロナ帯電器部分において像担持体との対
   向部の長手方向に沿う空気流れを生じさせる関係構成で
   設けられている、ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）プロセスカートリッジが複数個のコロナ帯電器を
   有する場合に少なくともその各コロナ帯電器部分におい
   て像担持体との対向部の長手方向に沿う空気流れを生じ
   させる関係構成にてプロセスカートリッジの外装ハウジ
   ング側と装置本体側とに対応させてカートリッジ内換気
   用開口部と空気吸引用又は送風用開口部を具備させたこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。