JP2004326109A - 画像形成装置の現像ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 現像ユニットを傾けてもインクが漏出しない現像ユニットを提供する。
【解決手段】現像ユニットに，静電潜像が形成された感光体にインクを供給して静電潜像を現像する現像ローラ１３１と，現像ローラに供給されるインクを収容するインク収容部１３６と，インク収容部内に備えられてインク収容部にインクを供給するインクカートリッジ１５０と，を備え，インクカートリッジは，回転可能に設置されるカートリッジスリーブと１５２と，カートリッジスリーブの回転によってスライドするカートリッジスライダ１５５と，を含み，カートリッジスライダがスライドすることによって前記インクカートリッジが開くようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は湿式電子写真方式の画像形成装置に係り，特に，高濃度のインクを直接使用して現像作業を行う湿式電子写真方式の画像形成装置の現像ユニットに関する。

一般的に，湿式電子写真方式の画像形成装置は，感光体に光を走査して所望のイメージに相当する静電潜像を形成し，この静電潜像に液状のキャリヤと色相を出すトナー粒子とが混合された現像剤を供給してトナー画像を形成した後，これを用紙に転写及び定着させて画像を形成する装置である。

図１は，トナー濃度が約２.５〜３％ｓｏｌｉｄである低濃度現像剤を使用する従来の湿式電子写真方式の画像形成装置の一例を示す図面である。

図１を見れば，湿式電子写真方式の画像形成装置は，帯電器１０により所定電圧に帯電される感光ベルト２０と，前記帯電された感光ベルト２０に光を走査して所望のイメージの静電潜像を形成する光走査装置（ＬＳＵ：Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０と，前記感光ベルト２０に現像剤を供給して前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像ユニット３０と，前記感光ベルト２０に現像されたトナー画像を用紙Ｓに転写させる転写ローラ５０と，前記用紙Ｓに転写されたトナー画像に熱及び圧力を加えて定着させる定着ローラ６０と，を備える。

上記のような構成で，インク筒３４から約２５％ｓｏｌｉｄの高濃度のインクを引き出して混合器３５で液状のキャリヤと混ぜて希釈させてトナー濃度が２.５〜３％ｓｏｌｉｄの低濃度現像剤にした後，これをポンプ３６を利用して現像容器３３に供給する。この時，液状のキャリヤはキャリヤ筒３７から供給される。

一方，前記画像形成装置では低濃度の現像剤が使われるため，十分な量のトナーを静電潜像に供給してトナー画像を形成するために，現像容器３３内に収容された現像剤を感光ベルト２０と現像ローラ３１間に噴射する。その後，静電潜像以外の非画像領域に付着した現像剤をセットローラ３８で除去し，過剰噴射された現像剤は圧搾ローラ３２を利用して除去する。

前記のような過程を経て感光ベルト２０上に形成されたトナー画像は，乾燥過程を経た後に転写ローラ６０に転写される。転写ローラ６０には定着ローラ７０が噛み合い回転し，その間に用紙Ｓが移送される。それにより，転写ローラ５０及び定着ローラ６０の熱及び圧力によりトナー画像が用紙Ｓに転写されて定着される。

以上のように，低濃度の現像剤を使用する湿式電子写真方式の画像形成装置は，高濃度のインクを希釈させて使用するので，高濃度のインクを供給するインク筒３４，混合器３５，ポンプ３６などを備えなければならない。したがって，画像形成装置の構造が非常に複雑になる。

そこで，最近では，トナー濃度３％ｓｏｌｉｄ以上の高濃度インクを希釈させずに直接使用できる湿式電子写真方式の画像形成装置が考案されている。このような画像形成装置は，高濃度のインクを希釈させる過程が不要であるので，混合器及びポンプが不要であり，現像剤が過剰噴射されず広がらないため圧搾ローラとセットローラとを備える必要がない。したがって，画像形成装置の構造が簡単でコンパクトになる。

特開平１１−１９４６００号公報 特開平１２−２７５９４５号公報 特開平１３−２２２１５８号公報 特開平１３−２０１９２５号公報

しかし，このような高濃度インクを使用する湿式電子写真方式の画像形成装置では，高濃度インク及び液体キャリヤが共に現像ユニットに収容されることが望ましいが，この場合，現像ユニットが完全に密封されなければ，現像ユニットを移動させる時に現像ユニットが傾いた場合に，インクやキャリヤまたはこれらが混合された現像剤が漏出してしまうという問題点があった。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，現像ユニットを移動させたり傾けてもインクが漏出しないように改善された湿式電子写真方式の画像形成装置の現像ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，湿式電子写真方式の画像形成装置に備えられる現像ユニットであって，静電潜像が形成された感光体にインクを供給して静電潜像を現像する現像ローラと，現像ローラに供給されるインクを収容するインク収容部と，インク収容部内に備えられ，インク収容部にインクを供給するインクカートリッジと，を備え，インクカートリッジは，回転可能に設置されるカートリッジスリーブと，カートリッジスリーブの回転によってスライドするカートリッジスライダと，を含み，カートリッジスライダがスライドすることによってインクカートリッジが開くことを特徴とする現像ユニットが提供される。

インクカートリッジは内部にインクを格納することが可能であり，インクカートリッジが開くことによって，インクカートリッジ内部に格納されたインクがインクカートリッジ外部へと流れ出てインク収容部に供給される。なお，上記インクカートリッジは，上記カートリッジスリーブと上記カートリッジスライダとによって，開いた後に再び閉じることが可能な，開閉可能な構造になっていてもよい。

上記発明によれば，密閉されたインクカートリッジ内部にインクなどの現像液を格納しておくことができる。従って，インクカートリッジを密閉された状態にしておけばインクカートリッジ内部のインクがインクカートリッジ外部へと漏れ出すことがなく，一方，インクカートリッジを開いた状態にすれば，インク収容部にインクを供給することができる。

ここで，第１ネジ部が端部に形成された回転軸が上記カートリッジスリーブの内部に設けられ，第１ネジ部に対応する第２ネジ部がカートリッジスライダの一側に形成されて，回転軸の回転によってカートリッジスライダがスライドすることが望ましい。なお，回転軸はカートリッジスリーブ内部の中心部にそなえられることが望ましい。かかる構成によれば，相互に噛合う第１ネジ部と第２ネジ部とによって，カートリッジスライダは回転軸に支持されながらスライドすることができる。

また，上記現像ユニットは，弾性部材がカートリッジスライダと現像ユニットの外壁をなす現像容器との間に設けられ，弾性部材は，カートリッジスライダをカートリッジスリーブに圧着する方向へ押圧するように構成されることが望ましい。かかる構成によれば，カートリッジスライダとカートリッジスリーブとをより確実に密着させることができる。

また，上記第２ネジ部が形成されたカートリッジスライダの一側には少なくとも一つのカートリッジ連結部が形成され，カートリッジスライダと弾性部材間にはカートリッジ連結部が挿し込まれる連結溝が形成されたガイド連結部が設けられることが望ましい。かかる構成によれば，弾性部材は，ガイド連結部を介してカートリッジスライダをカートリッジスリーブに圧着する方向へ押圧することができる。

また，回転溝がカートリッジスリーブの外周面に形成され，現像ユニットの外壁をなす現像容器には回転溝に対応する係止爪が形成されることが望ましい。かかる構成によれば，回転溝に係止爪が嵌め込まれることによって，カートリッジスリーブは現像容器に回転可能に固定されることができる。

また，上記カートリッジスリーブの一端部は現像容器の外部に突出ており，一端部にはカートリッジスリーブを回転させるためのノブが設けられることが望ましい。かかる構成によれば，現像容器の外部からノブを利用してカートリッジスリーブを回転させることができる。

また，上記インクカートリッジの密閉時にカートリッジスリーブとカートリッジスライダとの接触面にはインクの漏れを防止するためのインク密閉リングが設けらることが望ましい。かかる構成によれば，インクカートリッジが閉じた状態であるときにより確実にインクの漏出を防止することができる。

上記インクの濃度は，３％ｓｏｌｉｄ以上であってもよく，特に，１０〜２０％ｓｏｌｉｄであることが望ましい。

また，上記カートリッジスリーブ及びカートリッジスライダの内面の傾斜角度は，７°以上であることが望ましい。かかる構成によれば，例えば高濃度のインクなどの流動しにくい液体であっても，インクカートリッジが開いた状態の時に傾斜に沿って流動し，インクカートリッジ外部に流れ出ることができる。

上記構成によれば，画像形成装置を使用する前にはインクカートリッジを密閉状態に維持することによって，消費者に供給する時などに現像ユニットを移動したり現像ユニットを傾けても，現像ユニットからインクが漏出することがない。

以上説明したように本発明によれば，現像ユニットを移動させたり傾けてもインクが漏出しないように改善された湿式電子写真方式の画像形成装置の現像ユニットを提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は，本発明による湿式電子写真方式の画像形成装置の現像ユニットを概略的に示す図面である。図２に示すように，現像ユニット１３０は，例えば，現像ローラ１３１と，上記現像ローラ１３１に供給されるインクを収容するインク収容部１３６と，上記インク収容部１３６にインクを供給するインクカートリッジ１５０と，を備える。図面で，１３７は現像ユニット１３０の外壁をなす現像容器を表す。

上記現像ローラ１３１は，感光体１２０と対面して回転しつつ光走査装置（ＬＳＵ）１４０により静電潜像が形成された感光体１２０にインクを供給することによって上記静電潜像を現像する。図面で，１１０は感光体１２０を所定電圧に帯電させる帯電器を表し，１２５は感光体１２０に形成された画像が転写された後，上記感光体１２０をクリーニングするための感光体クリーニングブレードを表す。

また，上記現像ローラ１３１の周囲には現像ローラ１３１の表面に付くインクを所定の厚さにするためのメータリングローラ１３２と，現像ローラ１３１の表面をクリーニングするための現像クリーニングローラ１３３とが設けられている。上記現像クリーニングローラ１３３は，現像ローラ１３１と接触して，それと同じ方向に回転しつつ現像ローラ１３１の表面に残っているインクを除去する。

上記インク収容部１３６は，上記現像ローラ１３１に供給されるインクを収容する。このようなインク収容部１３６には収容されたインクを現像ローラ１３１に供給するためのデポジットローラ１３４が備わっている。上記デポジットローラ１３４は，デポジット電源部（図示せず）から印加された電圧の電気的な力を利用して現像ローラ１３１にインクを付着させる。この時，デポジットローラ１３４は現像ローラ１３１と接触した状態であっても，所定間隔で離れた状態であってもよい。一方，図面で，１３５はポンピングローラであって，インクカートリッジ１５０から供給されたインクを上記デポジットローラ１３４側に送り上げる役割をする。

上記インク収容部１３６内にはインク収容部１３６にインクを供給するインクカートリッジ１５０が設けられる。上記インクカートリッジ１５０は，インク収容部１３６内に開閉可能に設置され，このインクカートリッジ１５０が開くことによって，インクがインク収容部１３６に供給される。ここで，インクカートリッジ１５０の内部にはトナー濃度が３％ｓｏｌｉｄ以上，望ましくは１０〜２０％ｓｏｌｉｄの高濃度インクが保存されている。

図３Ａ及び図３Ｂは，インクカートリッジ１５０の構成及び動作過程を説明する図面であり，図４及び図５は，インクカートリッジ１５０の両端部を示す斜視図である。

図３Ａ〜図５に示すように，インクカートリッジ１５０は，回転可能に設置されるカートリッジスリーブ１５２と，上記カートリッジスリーブ１５２の回転によってスライドするカートリッジスライダ１５５とを含む。ここで，上記カートリッジスリーブ１５２及びカートリッジスライダ１５５の内面の傾斜角度は７°以上であることが望ましい。

上記インクカートリッジ１５０は，密閉時にカートリッジスリーブ１５２とカートリッジスライダ１５５とが相互に結合され，その内部にインク１００が格納されるようになっている。この時，上記カートリッジスリーブ１５２とカートリッジスライダ１５５の接触面には，格納されたインク１００が漏れないようにインク密閉リング１５９が設けられている。

上記カートリッジスリーブ１５２は，その外周面に回転溝１５４が形成されており，現像容器１３７には上記回転溝１５４に対応する係止爪１３７ａが形成されている。そして，現像容器１３７の外部から上記カートリッジスリーブ１５２を回転させうるように現像容器１３７の外部に突出したカートリッジスリーブ１５２の端部にはノブ１５１が形成されている。

上記カートリッジスリーブ１５２の中心部には回転軸１５３が設けられている。このような回転軸１５３は，一端がノブ１５１側に連結され，他端がカートリッジスライダ１５５の一側に連結されている。一方，上記回転軸１５３の他端部には第１ネジ部１５３ａが形成されており，上記回転軸１５３と連結されるカートリッジスライダ１５５の一側には上記第１ネジ部１５３ａが挿し込まれる第２ネジ部１５５ａが形成されている。これにより，上記回転軸１５３の回転によって上記カートリッジスライダ１５５はスライドする。

上記カートリッジスライダ１５５の一側と上記現像容器１３７間には連結バネ１５８が設けられる。このような連結バネ１５８は，現像容器１３７に固設され，カートリッジスライダ１５５をカートリッジスリーブ１５２に圧着させる方向に押圧する。

また，上記カートリッジスライダ１５５の一側には少なくとも一つのカートリッジ連結部１５６が形成されている。ここで，上記カートリッジ連結部１５６の数は多様にすることができ，図５には４つのカートリッジ連結部１５６がその一例として示されている。

このようなカートリッジ連結部１５６は，ガイド連結部１５７と結合する。すなわち，上記ガイド連結部１５７にはカートリッジ連結部１５６に対応する連結溝１５７ａが形成されており，このような連結溝１５７ａにカートリッジ連結部１５６が挿し込まれる。そして，上記ガイド連結部１５７の他の一側は，連結バネ１５８と連結される。一方，上記ガイド連結部１５７は，現像容器１３７に対して回転しないように，現像容器１３７に固設された突起によって水平移動が可能なように支持されている。従って，カートリッジスリーブ１５２が回転すると，カートリッジスライダ１５５は，回転せずに連結溝１５７ａによって許可される方向にスライドする。

上記のような構成を有する現像ユニット１３０を組立てる過程は，次の通りである。

まず，現像容器１３７の内面の一側に連結バネ１５８を設置し，その上にガイド連結部１５７を装着する。この時，上記ガイド連結部１５７は，上記連結バネ１５８によって前に押し出される弾性力を受けている。

次いで，高濃度のインク１００が充填されたインクカートリッジ１５０をインク収容部１３６内に装着する。詳細には，カートリッジ連結部１５６をガイド連結部１５７に形成された連結溝１５７ａに噛み合わせ，カートリッジスリーブ１５２に形成された回転溝１５４を現像容器１３７に形成された係止爪１３７ａに噛み合わせる。

次いで，現像容器１３７の内部に現像ローラ１３１，現像クリーニングローラ１３３，メータリングローラ１３２，デポジットローラ１３４などを装着して現像ユニット１３０の組立を完成する。

図３Ａは，画像形成装置が使われる前であって現像ユニット１３０のインクカートリッジ１５０が密閉された状態を示す図面であり，図３Ｂは，上記画像形成装置の使用のために現像ユニット１３０のインクカートリッジ１５０が開いてインク１００がインク収容部１３６に供給される状態を示す図面である。

以下では，インクカートリッジ１５０に保存された高濃度のインク１００をインク収容部１３６に供給する過程を説明する。

まず，現像容器１３７の外部に突出しているノブ１５１を図３Ｂに示されたように矢印方向に回転させれば，カートリッジスリーブ１５２及び回転軸１５３が回転する。この時，カートリッジスライダ１５５は，カートリッジ連結部１５６がガイド連結部１５７と噛み合っているため，回転しない。そして，上記カートリッジスライダ１５５の一側には回転軸１５３の端部に形成された第１ネジ部１５３ａが挿し込まれる第２ネジ部１５５ａが形成されているので，上記カートリッジスライダ１５５は，上記回転軸１５３の回転によって上記連結バネ１５８の力にまさりつつスライドしてインクカートリッジ１５０を開かせる。これにより，インクカートリッジ１５０の内部にあったインク１００は，重力によって下側に流れる。ここで，上記カートリッジスリーブ１５２及びカートリッジスライダ１５５の内面は，高濃度のインク１００が重力によって下側に流れることができるように７°以上に傾斜しなければならないことが実験的に確認された。

上記構成によれば，内部に高濃度のインク１００が保存されているインクカートリッジ１５０を図３Ａに示したように密閉状態にすることができる。その結果，現像ユニット１３０を移動したり現像ユニット１３０を傾けた場合でも，現像ユニット１３０から高濃度のインク１００が漏出することを防止できる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は感光体に形成された静電潜像を現像する湿式電子写真方式の画像形成装置の現像ユニットに関るものであり，例えば，コピー装置，プリンタなどに効果的に適用可能である。

従来の湿式電子写真方式の画像形成装置を示す図面である。 本発明の実施形態による湿式電子写真方式の画像形成装置の現像ユニットを示す図面である。 本発明の実施形態による現像装置に採用されるインクカートリッジの動作を説明する図面である。 本発明の実施形態による現像装置に採用されるインクカートリッジの動作を説明する図面である。 図３に示されたインクカートリッジのノブ部を示す図面である。 図３に示されたインクカートリッジの連結部を示す図面である。

符号の説明

１１０ 帯電器
１２０ 感光体
１２５ 感光体クリーニングブレード
１３０ 現像ユニット
１３１ 現像ローラ
１３２ メータリングローラ
１３３ 現像クリーニングローラ
１３４ デポジットローラ
１３５ ポンピングローラ
１３６ インク収容部
１３７ 現像容器
１３７ａ 係止爪
１４０ ＬＳＵ
１５０ インクカートリッジ
１５１ ノブ
１５２ カートリッジスリーブ
１５３ 回転軸
１５３ａ 第１ネジ部
１５４ 回転溝
１５５ カートリッジスライダ
１５５ａ 第２ネジ部
１５６ カートリッジ連結部
１５７ ガイド連結部
１５７ａ 連結溝
１５８ 連結バネ
１５９ インク密閉リング

Claims (10)

1. 湿式電子写真方式の画像形成装置に備えられる現像ユニットであって：
   静電潜像が形成された感光体にインクを供給して前記静電潜像を現像する現像ローラと，
   前記現像ローラに供給されるインクを収容するインク収容部と，
   前記インク収容部内に備えられ，前記インク収容部にインクを供給するインクカートリッジと，を備え，
   前記インクカートリッジは，回転可能に設置されるカートリッジスリーブと，前記カートリッジスリーブの回転によってスライドするカートリッジスライダと，を含み，
   前記カートリッジスライダがスライドすることによって前記インクカートリッジが開くことを特徴とする画像形成装置の現像ユニット。
2. 第１ネジ部が端部に形成された回転軸が前記カートリッジスリーブの内部に設けられ，
   前記第１ネジ部に対応する第２ネジ部が前記カートリッジスライダの一側に形成され，
   前記回転軸の回転によって前記カートリッジスライダがスライドすることを特徴とする，請求項１に記載の画像形成装置の現像ユニット。
3. 弾性部材が前記カートリッジスライダと前記現像ユニットの外壁をなす現像容器との間に設けられ，
   前記弾性部材は，前記カートリッジスライダを前記カートリッジスリーブに圧着する方向へ押圧することを特徴とする，請求項１または２に記載の画像形成装置の現像ユニット。
4. 前記第２ネジ部が形成された前記カートリッジスライダの一側には少なくとも一つのカートリッジ連結部が形成され，
   前記カートリッジスライダと前記弾性部材間には前記カートリッジ連結部が挿し込まれる連結溝が形成されたガイド連結部が設けられることを特徴とする，請求項３に記載の画像形成装置の現像ユニット。
5. 回転溝が前記カートリッジスリーブの外周面に形成され，
   前記現像ユニットの外壁をなす現像容器には前記回転溝に対応する係止爪が形成されたことを特徴とする，請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置の現像ユニット。
6. 前記カートリッジスリーブの一端部は前記現像容器の外部に突出しており，
   前記一端部には前記カートリッジスリーブを回転させるためのノブが設けられることを特徴とする，請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置の現像ユニット。
7. 前記インクカートリッジの密閉時に前記カートリッジスリーブと前記カートリッジスライダとの接触面にはインクの漏れを防止するためのインク密閉リングが設けられたことを特徴とする，請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置の現像ユニット。
8. 前記インクの濃度は，３％ｓｏｌｉｄ以上であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置の現像ユニット。
9. 前記インクの濃度は，１０〜２０％ｓｏｌｉｄであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置の現像ユニット。
10. 前記カートリッジスリーブ及びカートリッジスライダの内面の傾斜角度は，７°以上であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置の現像ユニット。

Images