| 【発明の名称】 |
プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】三浦 幸次
【氏名】鈴木 達也
【氏名】新谷 進
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電子写真画像形成装置に対して着脱可能であって、少なくとも感光ドラムと、基体に支持されたクリーニングブレードを前記感光ドラムの進行方向に対してカウンター方向に当てることによって感光ドラム上のトナーを除去するクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジにおいて、前記感光ドラムの感光層の長手方向長さを前記クリーニングブレードの長手方向寸法と略同一としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】 少なくとも感光ドラムと、基体に支持されたクリーニングブレードを前記感光ドラムの進行方向に対してカウンター方向に当てることによって感光ドラム上のトナーを除去するクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジを着脱可能に装填し、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、前記感光ドラムの感光層の長手方向長さを前記クリーニングブレードの長手方向寸法と略同一としたことを特徴とする電子写真画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスカートリッジとこれを着脱可能な電子写真画像形成装置に関するものである。ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものであって、これには例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ等が含まれる。
【０００２】又、プロセスカートリッジとは、帯電手段、クリーニング手段、現像手段、電子写真感光体の何れかを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、感光ドラム及びこれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらないでユーザー自身で行うことができるため、操作性を格段に向上させることができる。このため、このプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
【０００４】感光ドラムの寿命が延びてプリンタ可能枚数が増えると、供給能力に制限が生じる現像手段を独立な現像ユニットとし、現像ユニットと画像形成プロセス手段である感光ドラム、帯電手段及びクリーニング手段を一体としたプロセスカートリッジに分け、これらの装置本体への着脱とメンテナンスを容易にし、それぞれ主要部品の寿命に応じた使い方がなされるようになってきている。このプロセスカートリッジにおいて、クリーニングによって発生した廃現像剤（トナー）は感光ドラムの寿命に見合って十分に収納し得る容積のクリーニング容器内に蓄えられ、プロセスカートリッジの交換時に取り除かれる。
【０００５】ところで、クリーニング手段としては、ウレタンゴム等の弾性部材から成るクリーニングブレードのエッジを感光ドラムに圧接して該感光ドラム上の残留トナーを掻き取る構成が小型でコスト面で有利であり、トナー除去機能も優れていることから従来から広く実用されている。この種のクリーニング手段は、感光ドラムにケーシングの開口部を対向させ、該開口部の１つの縁部にクリーニングブレードをそのエッジが感光ドラムに圧接するように配設し、転写後にクリーニング位置に到来する残留トナーを掻き落とすよう構成されている。
【０００６】斯かるクリーニング手段の構成においては、クリーニングブレードのエッジの長手方向延長部位に設けられたクリーニング容器の開口縁には、回収トナーの漏れ出しを防止するための端部シールがクリーニングブレード両端に配設されており、クリーニング装置側方からのトナー漏れを防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、感光ドラムの感光層は端部シールより外側まで位置しており、端部シールと感光層は常に摺擦している。感光層の摺擦部は摺擦により摺擦帯電し、現像する際に生じる飛散トナーを強制的に感光ドラム外周に引き付けてしまい、この引き付けられたトナーは端部シールで清掃されている。このため、端部シールの清掃能力が次第に低下するという問題があった。
【０００８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、感光ドラムの感光層と端部シールとの摺擦によって感光ドラム外周に強制的に引き付けられる飛散トナーを無くして端部シールの清掃能力の低下を防ぐことができるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電子写真画像形成装置に対して着脱可能であって、少なくとも感光ドラムと、基体に支持されたクリーニングブレードを前記感光ドラムの進行方向に対してカウンター方向に当てることによって感光ドラム上のトナーを除去するクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジにおいて、前記感光ドラムの感光層の長手方向長さを前記クリーニングブレードの長手方向寸法と略同一としたことを特徴とする。
【００１０】請求項２記載の発明は、少なくとも感光ドラムと、基体に支持されたクリーニングブレードを前記感光ドラムの進行方向に対してカウンター方向に当てることによって感光ドラム上のトナーを除去するクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジを着脱可能に装填し、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、前記感光ドラムの感光層の長手方向長さを前記クリーニングブレードの長手方向寸法と略同一としたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】以下の説明において、プロセスカートリッジＢの短手方向とは、該プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａへ着脱する方向であって、記録媒体の搬送方向と一致している。又、プロセスカートリッジＢの長手方向とは、該プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａへ着脱する方向と交差する方向（略直交する方向）であって、記録媒体の表面と平行で、記録媒体の搬送方向と交差（略直交）する方向である。又、プロセスカートリッジＢに関して左右とは、記録媒体の搬送方向に従って記録媒体を上から見て右又は左である。
【００１３】［画像形成装置の全体構成］図１は本発明に係る電子写真写真画像形成装置（以下、画像形成装置と称する）全体の概略構成を示す縦断面図である。
【００１４】図１に示す画像形成装置Ａは４色フルカラーのレーザービームプリンタであり、該画像形成装置Ａは、第１の像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと称する）１を備えている。この感光ドラム１は駆動手段（不図示後述）によって図１の反時計回りに回転駆動され、その周囲には、その回転方向に従って順に、感光ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光ドラム１上に静電潜像を形成する露光装置３、静電潜像にトナーを付着させてこれをトナー像として現像する現像装置４、感光ドラム１の上のトナー像が１次転写される第２の像担持体としての転写装置５、１次転写後の感光ドラム１の表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６等が配設されている。
【００１５】ここで、感光ドラム１と帯電装置２及びクリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリッジＢを構成しており、このプロセスカートリッジＢは画像形成装置Ａに対して着脱可能である。
【００１６】その他、記録媒体（第３の像担持体）Ｓを転写装置５に向けて給送するとともに搬送する給搬送装置７、２次転写後の記録媒体Ｓにトナー像を定着させる定着装置８が配設されている。
【００１７】以下、感光ドラム１から順に詳述する。
【００１８】感光ドラム１は、直径約４７ｍｍのアルミニウムシリンダ１ｂ（図１５参照）の外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成した感光層１ａを有している。そして、この感光ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることによって図１の矢印方向に回転駆動される。
【００１９】帯電装置２としては、例えば特開昭６３−１４９６６９号公報に示すような接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材はローラ状に形成された導電性ローラで構成され、この導電性ローラを感光ドラム１の表面に当接させるとともに、該導電性ローラに電源（不図示）によって帯電バイアス電圧を印加することによって、感光ドラム１の表面が一様に帯電される。
【００２０】露光装置３はポリゴンミラー３ａを有し、このポリゴンミラー３ａにはレーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が照射される。ポリゴンミラー３ａはスキャナーモータ（不図示）によって高速で回転駆動され、反射した画像光を結像レンズ３ｂ、反射ミラー３ｃ等を介して帯電済の感光ドラム１の表面に照射して選択的に露光することによって感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００２１】現像装置４は、軸４ｄを中心に割出回転可能な回転体４Ａと、これに搭載された４個の現像器、即ち、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋを備えている。感光ドラム１上の静電潜像の現像時には、その静電潜像に付着すべき色の所定の現像器が現像位置に配置される。即ち、所定の現像器が回転体４Ａの割出回転によって感光ドラム１に対向した現像位置に止まり、更にその現像器の現像スリーブ４ｂが感光ドラム１に対して微小間隙（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決めされた後、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。この現像は次のようにしてなされる。
【００２２】即ち、現像する色に対応する現像器の容器内のトナーを送り機構によって塗布ローラ４ａへ送り込み、回転する塗布ローラ４ａ及びトナー規制ブレード４ｃによって現像スリーブ４ｂの外周にトナーを薄層塗布し、且つ、トナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。この現像スリーブ４ｂと静電潜像が形成された感光ドラム１との間に現像バイアスを印加することにより、静電潜像にトナー像を付着させてトナー像として現像する。
【００２３】又、各現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋの現像スリーブ４ｂには、各現像器が現像位置に配置されたときに、画像形成装置Ａに設けられた各色現像用高圧電源が接続されるようになっており、各色の現像毎に選択的に電圧が印加される。尚、各現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋは回転体４Ａに対して個別に着脱可能に構成され、回転体４Ａは画像形成装置Ａに対して着脱可能に構成されている。
【００２４】第２の像担持体としての転写装置５は、感光ドラム１から順次１次転写されて重ねられた複数のトナー像を一括して記録媒体Ｓに２次転写するものであり、矢印Ｒ５方向に走行する中間転写ベルト５ａを備えている。本実施の形態では、中間転写ベルト５ａは周長約４４０ｍｍのベルトで構成されており、駆動ローラ５ｂと２次転写対向ローラ５ｃ及び従動ローラ５ｄの３本のローラに掛け渡されている。
【００２５】又、転写装置５は従動ローラ５ｄに近接して中間転写ベルト５ａを感光ドラム１に押圧する位置と中間転写ベルト５ａが感光ドラム１から離れる位置を取るように後退する押えローラ５ｊを備えている。そして、中間転写ベルト５ａは駆動ローラ５ｂの回転によって矢印Ｒ５方向に走行する。更に、中間転写ベルト５ａの外側の所定位置には、中間転写ベルト５ａの表面に接離可能なクリーニングユニット５ｅが設けられており、トナー画像を記録媒体Ｓに一括して２次転写した後に残った転写残トナーを除去する。このクリーニングユニット５ｅは、帯電ローラ５ｆを中間転写ベルト５ａに当接させてトナーに転写時と逆の電荷を与える。すると、逆の電荷を付与されたトナーは感光ドラム１に静電的に付着され、その後、感光ドラム１用のクリーニング装置６によって回収される。尚、中間転写ベルト５ａのクリーニング方法としては、上述の静電クリーニングに限らず、ブレードやファーブラシ等を用いた機械的な方法やこれらを併用したもの等を採用することができる。
【００２６】クリーニング装置６は、現像装置４によって感光ドラム１上に現像されたトナー画像が中間転写ベルト５ａに１次転写された後、１次転写されないで感光ドラム１の表面に残った転写残トナーを除去するものであり、転写残トナーはクリーニング容器１１の中に蓄積されていく。
【００２７】給搬送装置７は、画像形成部へ記録媒体Ｓを給送するものであり、複数枚の記録媒体Ｓが収納されて画像形成装置Ａの下部に装填される給紙カセット７ａを備えている。画像形成時にはピックアップ部材７ｅと搬送ローラ７ｂが画像形成動作に応じて回転駆動され、給紙カセット７ａ内の記録媒体Ｓを１枚ずつ分離給送するとともに、ガイド板７ｃによって記録媒体Ｓをガイドし、記録媒体Ｓをレジストローラ７ｄを通って中間転写ベルト５ａへと給送する。
【００２８】定着装置８は、記録媒体Ｓに２次転写された複数のトナー画像を定着させるものであり、図１に示すように、駆動回転する駆動ローラ８ａとこれに圧接して記録媒体Ｓに熱及び圧力を印加する定着ローラ８ｂとで構成されている。即ち、中間転写ベルト５ａ上のトナーを一括転写させる２次転写ローラ５ｎを通過した記録媒体Ｓは、定着装置８を通過する際に駆動ローラ８ａで搬送されるとともに、定着ローラ８ｂによって熱及び圧力を印加され、これによって複数色のトナー画像が記録媒体Ｓの表面に定着され、トナー画像が定着された記録媒体Ｓは排紙装置によって外部に排出される。
【００２９】［プロセスカートリッジの画像形成装置への着脱］画像形成装置ＡへのプロセスカートリッジＢの装着に際しては、図２に示すように、プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａの可動体内部へ導くための可動体５０が引き出される。そして、引き出された可動体５０に対して、プロセスカートリッジＢは図１３に示す可動体５０の第１ガイド面５０ａに対して図４に示すドラムカップリング１９（反対側はサイドカバーの円筒部１４ｂ（図５参照））が可動体５０の第２ガイド面５０ｂに対してプロセスカートリッジＢの回転決めダボ１１ａ，１１ｂ（図４及び図５参照）が導かれる。
【００３０】図２に示すように、プロセスカートリッジＢの感光ドラム１の中心と同心のドラムカップリング１９（対向部は円筒部１４ｂ）と軸方向に並列する円筒形位置決めボス１３ａ（反対側は１４ａ）が可動体５０の第１ガイド面５０ａ先端の仮受け部５０ｆに入り、この仮受け部５０ｆを中心に時計回りに揺動し、プロセスカートリッジＢの回転決めダボ１１ａ（反対側は１１ｂ）は、可動体５０の回転決め部５０ｅに突き当たる（図１４参照）。このダボ１１ａが上方のカートリッジ加圧部材５４により加圧されることにより、プロセスカートリッジＢの可動体５０への装着が完了する。このとき、図１２に示すプロセスカートリッジＢのＲＯＭ用コネクタ２３は、可動体５０に配置されている不図示のコネクタと連結され、ドラムシャッター１８は可動体５０のカム受部５０ｇ（図１３参照）により途中まで開かれる。
【００３１】更に、可動体５０を画像形成装置Ａの方向に移動させ、円筒形状の位置決めボス１３ａが装置本体内のカートリッジ受け部材５５に嵌合し、可動体５０の背面の押圧部５１の引っ掛け部５１ｂが装置本体の側面に掛かり（図１４参照）、背板に対して可動体５０を加圧することにより、可動体５０の突き当て部５０ｄがプロセスカートリッジＢの円筒形状の位置決めダボ１３ａに対して加圧位置決めされ、プロセスカートリッジＢの位置が装置本体に対して決まり、図１に示すように画像形成が可能な状態となる。このとき、図２に示す装置本体のドラム駆動カップリング５２と廃トナー搬送駆動カップリング５３がスラスト方向に移動し、プロセスカートリッジＢのドラムカップリング１９と廃トナー搬送カップリング２０（図４参照）にそれぞれ連結されて駆動可能の状態となる。
【００３２】又、プロセスカートリッジＢのレーザーシャッター開閉リブ１１ｃ（図４及び図５参照）が図１及び図２に示す露光装置３のレーザーシャッター３ｄを開くとともに、ドラムアース接点２１（図５参照）と一次バイアス接点２２（図６参照）が装置本体の不図示の高圧接点と電気的に接続される。そして、ドラムシャッター１８が装置本体の不図示のシャッター開閉リブによって完全に開かれる。
【００３３】［画像形成動作］次に、以上の構成を有する画像形成装置の画像形成動作を図１に基づいて説明する。
【００３４】中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光ドラム１を図１の矢印方向（反時計回り）に回転させ、この感光ドラム１の表面を帯電装置２によって均一に帯電するとともに、露光装置３によってイエロー画像の光照射を行い、感光ドラム１上にイエローの静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像装置４を駆動してイエロー現像器４Ｙを現像位置に配置し、感光ドラム１上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光ドラム１の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエローのトナーを付着させて静電潜像をイエロートナー像として現像する。そして、１次転写ローラ（従動ローラ）５ｄにトナーと逆極性の電圧を印加して感光ドラム１上のイエロートナー像を中間転写ベルト５ａ上に１次転写する。
【００３５】上述のようにしてイエロートナー像の１次転写が終了すると、次の現像器が回転移動し、感光ドラム１に対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様にしてマゼンタ、シアン、ブラックの各色について静電潜像の形成、現像及び１次転写を順次行い、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。そして、これらトナー像を給搬送装置７から供給された記録媒体Ｓに一括して２次転写する。
【００３６】その後、トナー像が転写された記録媒体Ｓを定着装置８に搬送し、ここで、トナー像の定着を行った後、図示矢示方向に移動するベルト９ａと巻掛けたベルト９ａで駆動される排出ローラ９ｂによって記録媒体Ｓを画像形成装置Ａの外部の排紙トレイ９ｃ上に排出して画像形成を終了する。
【００３７】［プロセスカートリッジの構成］プロセスカートリッジＢの構成を図３〜図１２に基づいて説明する。
【００３８】図３に示すように、プロセスカートリッジＢは、感光ドラム１の周りに帯電装置（Ｃローラ）２とクリーニング装置６を配設し、これらを枠体によって一体化して可動体５０に対して着脱可能に構成されている。プロセスカートリッジＢの枠体は、感光ドラム１及び帯電装置２の長手方向の両端部に延出されたドラム支持部１１ｅ（図１０及び図１２参照）、クリーニングブレード支持部１１ｄ及びＣローラ支持部１１ｆを有するクリーニング容器１１と、該クリーニング容器１１の後端部に超音波によって接合される後部容器１２を備えている（図３参照）。そして、図６に示すように、クリーニング容器１１と後部容器１２に亘って長手方向の駆動側にはギヤカバー（一方のサイドカバー）１３が固定されており、長手方向の反駆動側にはサイドカバー１４が固定されている。又、帯電装置２の長手方向及びその両端部を覆う帯電装置カバー１５が取り付けられている。
【００３９】更に、感光ドラム１を画像形成装置Ａの外部へ取り出した場合に感光ドラム１を外光及び人が触れること等から保護するため、ドラムシャッター１８が設けられている。
【００４０】次に、図１５を用いて説明すると、感光ドラム１に対向するクリーニング容器開口２６にはクリーニングブレード２８が取り付けられており、該クリーニングブレード２８によって掻き落とされたトナーはスクイシート２９によってクリーニング容器１１の内部に案内される。そして、クリーニングブレード２８の両端部には、クリーニングブレード２８の形状に合わせてクリーニング容器開口２６の縁部に端部シール部材２７が配設されている。尚、端部シール２７としては、高電圧の静電気を利用して毛羽を固着した静電植毛部材と弾性部材とを貼り合わせた２層構造から成っているもの、テフロン（登録商標）のパイル状の繊維部材と弾性部材の２重構造から成っているもの、テフロンフェルトと弾性部材の２重構造のもの等が用いられる。低寿命のプロセスカートリッジのものにおいては、弾性体のみの端部シールを採用しているものもある。
【００４１】上記端部シール２７をクリーニングブレード２８の両端部及び感光ドラム１表面に当接するように配設することによって、クリーニングブレード２８の横からのトナーの漏れを阻止するとともに、現像等での飛散トナーが感光ドラム１に付着した際にこの飛散トナーを清掃することができる。尚、本構成においては、クリーニングブレード２８と端部シール２７が長手方向でオーバーラップしている部分では、感光ドラム１の感光層１ａと端部シール２７の一部の摺擦は発生するが、面積が小さいことやクリーニングブレード２８でトナーを掻き落としてトナーを容器内に導くため、端部シール２７の清掃能力には影響しない。
【００４２】クリーニングブレード２９の無い領域では、感光ドラム１の感光層１ａの長さをクリーニングブレード２８の長さ２８ａと略同一としているため、端部シール２７と感光ドラム１の感光層１ａとの摺擦がない。従って、摺擦帯電が発生しないため、現像時の飛散トナーを感光ドラム１の感光層１ａ側に強制的に引き付けることがなく、端部シール２７が感光ドラム１の外周に付着するトナーを過度に清掃することがなく、端部シール２７の清掃能力の低下を引き起こすことがなくなる。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明によれば、少なくとも感光ドラムと、基体に支持されたクリーニングブレードを前記感光ドラムの進行方向に対してカウンター方向に当てることによって感光ドラム上のトナーを除去するクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジ又はこのプロセスカートリッジを着脱可能に装填して成る電子写真画像形成装置において、前記感光ドラムの感光層の長手方向長さを前記クリーニングブレードの長手方向寸法と略同一としたため、感光ドラムの感光層と端部シールとの摺擦によって感光ドラム外周に強制的に引き付けられる飛散トナーを無くして端部シールの清掃能力の低下を防ぐことができるという効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月２６日（２０００．４．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９２８５３
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３０５９２３（Ｐ２００１−３０５９２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月２日（２００１．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１２５２０７（Ｐ２０００−１２５２０７） |
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