JP2006171091A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザの手を煩わせることなくシール部材を開封することのできる現像装置を提供する。
【解決手段】 トナーを収容し現像ローラ１８へトナーを供給するための開口部３１が設けられたトナー収容部１６と、開口部３１を封止するトナーシール部材２１と、トナーシール部材２１の一端２１ａが取り付けられ、トナーシール部材２１を巻き取る巻取り軸２３と、巻取り軸２３の端部に設けられた巻取り軸ギア２４ａ，２４ｂと、巻取り軸ギア２４ａ，２４ｂと噛合うラック４０ａ，４０ｂと、巻取り軸ギア２４ａ，２４ｂへ駆動を伝達する駆動伝達手段と、を有し、駆動伝達手段から駆動が伝達された巻取り軸ギア２４ａ，２４ｂが前記ラック４０ａ，４０ｂと噛合いながら回転すると、巻取り軸２３は、トナーシール部材２１を巻取りながら開口部３１の一端３１ｄから他端３１ｂへ移動する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、電子写真画像形成装置に関する。ここで、電子写真画像形成装置とは記録媒体に画像を形成するものである。例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）等が含まれる。また、現像装置とは、電子写真感光体に形成された潜像を、現像剤を用いて現像するものである。また、プロセスカートリッジとは、少なくとも現像装置と電子写真感光体と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。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用する現像手段を一体的にカートリッジ化したものがある。そして、このカートリッジを電子写真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ずユーザ自身で行うことができる。そのため、格段に操作性を向上させることができた。

このようなプロセスカートリッジにおいては、現像剤を収容する現像剤収容部が設けられており、この現像剤収容部には現像剤を現像器へ供給するための開口部が設けられている。開口部は、現像剤を現像剤収容部に充填した状態で運搬するとき現像剤が漏れないようにシール部材で封止されている。

このようなプロセスカートリッジを使用する際に、通常は、ユーザがシール部材をプロセスカートリッジから引き抜く開封作業を行った後に画像形成装置へ装着する必要がある。

そこで、ユーザの装着作業を煩わせないために、シール部材をユーザが引き抜き開封させるのではなく、自動的に開封することが望まれている。

特許文献１には、プロセスカートリッジを装置本体に装着する動作を利用してシール部材が自動的に開封される方式が開示されている。

特許文献２には、プロセスカートリッジの長手方向一方端にシール巻取り部を備え、開口部を封止して折り返されたシール部材がシール巻取り部に接続されて、画像形成装置本体からの駆動源によりシール部材を巻取り開封する方式が開示されている。
実公平６−１８３６８号公報 特許第３０８３０９１号公報

しかしながら、上記従来の開封方式では次のような課題があった。

特許文献１に記載の構成では、画像形成装置本体にプロセスカートリッジを装着する動作に連動させてシール部材を開封するため、シール開封に必要な力がプロセスカートリッジの装着負荷に加わり、装着に必要な力が大きくなる。

また、特許文献２に記載の構成では、開口部の一端に巻取り軸を固定してシール部材を
巻き取るために、シール部材を他端側で折り返す必要があり、シール部材は開口部の倍の大きさを必要としコストがかかる。

本発明は上記の従来技術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、ユーザの手を煩わせることなくシール部材を開封することのできる現像装置、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である。

上記目的を達成するために本発明に係る現像装置にあっては、
電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像剤で現像する現像ローラと、
前記現像剤を収容し前記現像ローラへ該現像剤を供給するための開口部が設けられた現像剤収容部と、
前記開口部を封止するシール部材と、
前記シール部材の一端が取り付けられ、該シール部材を巻き取る巻取り軸と、
前記巻取り軸の端部に設けられた巻取り軸ギアと、
前記巻取り軸ギアと噛合うラックと、
前記巻取り軸ギアへ駆動を伝達する駆動伝達手段と、を有し、
前記駆動伝達手段から駆動が伝達された前記巻取り軸ギアが前記ラックと噛合いながら回転すると、前記巻取り軸は、前記シール部材を巻取りながら前記開口部の一端から他端へ移動することを特徴とする。

また、本発明に係るプロセスカートリッジにあっては、
電子写真画像形成装置に対し着脱可能なプロセスカートリッジであって、
電子写真感光体ドラムと、
前記現像装置と、
を有することを特徴とする。

また、本発明に係る電子写真画像形成装置にあっては、
電子写真感光体ドラムと、
前記現像装置と、
前記電子写真感光体ドラムに形成した現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの手を煩わせることなくシール部材を開封することができる。

以下に図面及び実施例を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。

なお、以下では、本発明を電子写真感光体ドラムを一体化したプロセスカートリッジを例として説明するが、電子写真感光体ドラムを別体とした現像装置についても本発明を適用することができる。

（プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の説明）
はじめに、本発明を好適に採用する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の概略構成を説明する。

図１は、実施例１に係る現像装置を有するプロセスカートリッジＢの主断面図である。図２は、実施例１に係る電子写真画像形成装置Ａの主断面図である。

プロセスカートリッジ（以下、カートリッジという）Ｂは、像担持体としての電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）１１と、感光体ドラム１１に作用するプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば、感光体ドラム１１の表面を帯電させる帯電手段、感光体ドラム１１に像を形成する現像装置、感光体ドラム１１表面に残留した現像剤（以下トナーとする）を除去するためのクリーニング手段がある。なお、カートリッジＢは感光体ドラム１１と、プロセス手段のうち少なくとも一つとを備えればよい。

本実施例に係るカートリッジＢは、図１に示すように、感光体ドラム１１を有するドラムユニットＣと、現像装置をユニット化した現像ユニットＤとを一体的に結合したものである。ドラムユニットＣは、感光体ドラム１１の周囲に帯電手段である帯電ローラ１２と、クリーニング手段としてのクリーニングブレード１４が配置されている。また、現像ユニットＤは、現像剤を担持し感光体ドラム１１に形成された潜像に現像剤を供給し現像する現像ローラ１８と、現像ローラ１８上の現像剤量を規制する現像ブレード１９と、現像剤としてのトナーを収容するトナー収容部１６とを有する。

カートリッジＢは、図２に示す電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という）Ａに対して、着脱自在に構成している。そして、カートリッジＢは、画像形成装置Ａに装着された状態で画像形成に用いられる。

画像形成装置Ａにおける画像形成動作を以下に説明する。はじめに、画像形成装置Ａ下部に装着されたカセット６から搬送手段としての搬送ローラ７によって記録媒体としてのシートＳを感光体ドラム１１の転写位置へ搬送する。このシート搬送と同期して、帯電ローラ１２によって帯電された感光体ドラム１１に露光装置８から選択的な露光をして潜像を形成する。

トナー収容部１６に収容されているトナーは、現像ブレード１９により現像ローラ１８の表面に所定の層厚で担持され、現像ローラ１８に現像バイアスを印加することで、感光体ドラム１１表面の潜像に供給されトナー像が形成される。感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、転写手段としての転写ローラ９へのバイアス電圧印加によって搬送されたシートＳに転写される。その後、シートＳを定着装置１０へ搬送してトナー像を定着し、排出ローラ２によって装置Ａ上部の排出部３に排出する。

（プロセスカートリッジのトナーシール部材自動開封機構）
次にカートリッジＢのトナーシール部材自動開封機構について説明する。図３はプロセスカートリッジを構成する現像ユニットの部分側面図、図４はトナーシール開封機構のトナーシール開封前の概略斜視図、図５はトナーシール開封機構の駆動部の概略斜視図、図６はトナーシール開封機構のトナーシール開封前の概略断面図、図７はトナーシール開封機構のトナーシール開封後の概略斜視図、図８はトナーシール開封機構のトナーシール開封後の概略断面図である。

カートリッジＢは、トナー収容部１６と現像部１７とが一体となって構成されている。トナー収容部１６には現像部１７に配置された現像ローラ１８へトナーを供給するための
開口部３１が設けられている。開口部３１は、その周囲に溶着されたトナーシール部材２１により封止され、トナーが輸送時等にトナー収容部１６から現像部１７へ移動し漏れてこないように構成されている。本実施例では、図４に示すように開口部３１の長手方向両端面３１ａ、３１ｂ及び短手方向上面３１ｃの３面はトナーシール部材２１が固着されている。そして、短手方向下面３１ｄは長手方向両端面３１ａ、３１ｂ、短手方向上面３１ｃより剥離しやすい（軽剥離可能）ようにトナーシール部材２１が封止されている。

トナーシール部材２１は、可撓性のシート部材であり、開口部３１よりも一回り大きい形状をしている。また、トナーシール部材２１の開口部短手方向の一端２１ａ（軽剥離可能な面側）はシール巻取り軸２３に接着等で取り付けられ固定されている。

シール巻取り軸２３は、開口部３１の正面で開口部短手方向の一端側（短手方向下面３１ｄ側）に、前記開口部３１の長手方向と平行に配置されている。シール巻取り軸２３の両端部（長手方向における一端部と他端部）には巻取り軸ギア２４ａ、２４ｂが配置されている。また、巻取り軸ギア２４ａ、２４ｂは、開口部３１の長手方向両端面３１ａ、３１ｂの外側に、巻取り軸ギア２４ａ、２４ｂと各々相対して形成されているラック４０ａ、４０ｂと噛合い可能となっている。即ち、ラック４０ａ、４０ｂも、開口部３１の長手方向において、一端部と他端部に設けられている。

巻取り軸ギア２４ａは、ギア部２４ａ１とフランジ部２４ａ２とからなる。フランジ部２４ａ２は、トナー収容部１６及び現像部１７の枠体で形成されたガイド面４１ａ、４１ｂに当接し係合している。ガイド面４１ａ、４１ｂは、開口部３１の長手方向両端面３１ａ、３１ｂの外側に開口部３１の短手方向一端から他端に向かう方向に形成されている。

このような構成において、巻取り軸ギア２４ａのギア部２４ａ１がラック４０ａと噛合いながら回転すると、巻取り軸２３は、トナーシール部材２１を巻取りながら開口部３１の正面を開口部３１の短手方向の一端から他端へ移動する。その際、フランジ部２４ａ２がガイド面４１ａ、４１ｂと係合することで移動方向が規制され、巻取り軸２３が開口部３１に平行に移動するため、トナーシール部材２１を精度良く開封することができる。

また、巻取り軸２３は、開口部３１の正面を移動しながらトナーシール部材２１を巻き取るので、トナーシール部材２１の大きさが開口部３１の面積＋溶着部の面積で済む。そのため、トナーシール部材のコストを低減することができると共に、巻取りに必要な時間も短縮できる。特に、巻取り方向を開口部３１の短手方向にすることで、従来の開口部の長手方向への巻取りに比べて更に巻取り時間を短縮することができる。

次に、本実施例に係る駆動手段について説明する。本実施例では、シール巻取り軸２３の巻取り軸ギア２４ａ、２４ｂに駆動を伝達する駆動伝達手段としては、トナー収容部１６及び現像ローラ１８を備える枠体の内部に配置される伝達ギアとしてのアイドラギア２６と、アイドラギア２６に対し連結部材としてのアーム２８によって揺動可能に支持されてアイドラギア２６及び巻取り軸ギア２４ａと噛合い可能に配置されている揺動ギア２７と、アイドラギア２６に係合しアイドラギア２６を駆動する駆動ギア２５とからなる。アイドラギア２６と揺動ギア２７はアーム２８によってギア間距離が維持されおり、アーム２８に対しては各々回転可能となっている。

揺動ギア２７の回転軸２７ａは、巻取り軸ギア２４ａの回転軸２４ｃを通り巻取り軸ギア２４ａの移動方向Ｘに垂直な面Ｓ１に対して、図３に示す下方に配置されている。また、アイドラギア２６及び揺動ギア２７はトナー収容部１６と現像部１７を構成する現像枠体の内部に配置され、駆動ギア２５は現像枠体の外部に配置され、駆動ギア２５とアイドラギア２６は枠体を貫通して係合されている。

カートリッジＢは、画像形成装置Ａが備える駆動手段より駆動が入力されると、カートリッジＢ内の伝達ギア２９、３０を介して駆動ギア２５が回転する。それとともに、現像枠体の内部に配置されたアイドラギア２６が回転駆動を受ける。

図５に示すように、アイドラギア２６とアーム２８で軸間距離が維持されている揺動ギア２７は、巻取り軸ギア２４ａに噛合い、巻取り軸ギア２４ａが回転駆動する。ここで、揺動ギア２７は、アイドラギア２６が図３に示す矢印Ｒ１方向に回転すると、ギアの噛合い力やアイドラギア２６とアーム２８との摩擦負荷等で揺動され、巻取り軸ギア２４ａと噛合うようになっている。揺動ギア２７と巻取り軸ギア２４ａとは、アーム２８の円弧部２８ａと巻取り軸ギア２４ａのフランジ部２４ａ２とが当接することで軸間の距離が近づきすぎないように規制され、ギア同士が噛み込み過ぎることなく良好な噛合いが行われる。

巻取り軸ギア２４ａは、揺動ギア２７により回転駆動が伝達されシール巻取り軸２３を回転させ、トナーシール部材２１を開口部３１から引き剥がして巻き取る。それとともに、相対しているラック４０ａと噛合い、シール巻取り軸２３とともに図５の上方向へ移動する。このとき、揺動ギア２７は、アイドラギア２６との噛合い力、及び、巻取り軸ギア２４ａとの噛合い反力によりそれぞれのギアへ食込む方向の力が常に働いている。そのため、巻取り軸ギア２４ａがラック４０ａと噛合って上方へ移動しても、揺動ギア２７はアイドラギア２６周面を揺動しながら常に巻取り軸ギア２４ａと噛合い、回転駆動力を伝達する。

トナーシール部材２１は、図６に示すように短手方向下面３１ｄが軽剥離可能に封止されているので容易に巻取られはじめ、長手方向両端面３１ａ、３１ｂの固着部を引き剥がされながら巻き取られる。

シール巻取り軸２３は、図７、図８に示すように開口部３１の短手方向の他端側（図で上側）まで移動し、ここで駆動力が遮断されて巻取り終了となる。このとき、トナーシール部材２１は完全に引き剥がされずに、開口部３１の短手方向上面３１ｃは固着されたままの状態となっている。このため、開口部３１の短手方向上面３１ｃの引き剥がしを行うための多大な駆動力を必要としない。

また、トナーシール部材２１を完全に引き剥がさないので、巻き取られたトナーシール部材２１が全体的に緩んで短手方向上面３１ｃより下側の開口部正面に戻ってくることもない。

（シール巻取り駆動遮断構成）
次に、トナーシール巻取り終了後のシール巻取り駆動遮断構成について説明する。図９はトナーシール開封機構の駆動遮断前の概略構成図、図１０はトナーシール開封機構の駆動遮断後の概略構成図である。

トナーシール部材２１の巻取り終了するタイミングで、駆動ギア２５はバネ等の付勢部材４５によって長手方向内側へ押圧され、駆動ギア２５が長手方向に移動して伝達ギア３０との噛合いが解除される。即ち、トナー収容部１６には、図９に示すようにリブ１６ａが設けられている。そして、駆動ギア２５の円筒部の端部２５ｂと当接して、駆動ギア２５のスラスト方向の位置を規制している。また、駆動ギア２５には、スリット２５ａが設けられている。そして、図１０に示すようにトナーシール部材２１の巻き取りが終了した位置においては、リブ１６ａとスリット２５ａが係合して、駆動ギア２５は矢印方向へ移動する。つまり、シール巻取り軸２３が開口部３１の短手方向の他端まで移動すると駆動
ギア２５への駆動伝達が遮断され、巻取り軸ギア２４ａへの駆動が遮断される。遮断された後、シール巻取り軸２３の自重やトナーシール部材２１の巻取り反力で巻取り軸が逆回転して開口部３１へと落ちていこうとするが、駆動ギア２５の逆回転を規制することで、シール巻取り軸２３の戻り防止としている。このようにして、巻取り終了後にはトナーシール部材２１を剥離するための駆動力が必要なくなるため、本体駆動力を他の駆動に有効に活用できる。

次に本発明に係る他の実施例を図に基づいて説明する。図１１は、実施例２に係るトナーシール開封機構のトナーシール開封前の概略斜視図、図１２は実施例２に係るトナーシール開封機構のトナーシール開封後の概略斜視図である。

実施例１では、揺動ギア２７の回転軸２７ａは、巻取り軸ギア２４ａの回転軸２４ｃを通り巻取り軸ギア２４ａの移動方向Ｘに垂直な面Ｓ１に対して、図３に示す下方に配置されており、巻取り軸ギア２４ａがラック４０ａと噛合って上方へ移動するのに伴って揺動ギア２７も上方へ移動する構成であった。

本実施例では、揺動ギア１２７の回転軸１２７ａは、巻取り軸ギア１２４ａの回転軸１２４ｃを通り巻取り軸ギア１２４ａの移動方向Ｙに垂直な面Ｓ２に対して、図１１に示す上方に配置されている。そして、巻取り軸ギア１２４ａ、１２４ｂがラック１４０ａ、１４０ｂと噛合って上方へ移動するのに伴って、揺動ギア１２７が巻取り軸ギア１２４ａ及びアイドラギア１２６との噛合いを維持しつつ退避するように揺動する構成である。

この場合、揺動ギア１２７がアイドラギア１２６及び巻取り軸ギア１２４ａと噛合い力によって常に噛合いを維持させるために、駆動ギア１２５及びアイドラギア１２６の回転方向は実施例１と逆で図１１に示す矢印Ｒ２方向とする。

さらに、開口部３１の両端に設けたラック１４０ａ、１４０ｂは、実施例１と異なり、巻取り軸ギア１２４ａ，１２４ｂ、アイドラギア１２６、揺動ギア１２７に対して向かい合う面側に設ける。

このような構成でも実施例１と同様に駆動伝達が行われ、図１２に示すように、シール巻取り軸１２３を上方へ移動させることができる。また、揺動ギア１２７は巻取り軸ギア１２４ａの上方に配置しているので、カートリッジＢの下部に揺動ギア１２７が出っ張る心配がなく、カートリッジＢを一層コンパクトにすることができる。

実施例１に係るプロセスカートリッジの主断面図である。 実施例１に係る電子写真画像形成装置の主断面図である。 実施例１に係るプロセスカートリッジを構成する現像ユニットの部分側面図である。 実施例１に係るトナーシール開封機構のトナーシール開封前の概略斜視図である。 実施例１に係るトナーシール開封機構の駆動部の概略斜視図である。 実施例１に係るトナーシール開封機構のトナーシール開封前の概略断面図である。 実施例１に係るトナーシール開封機構のトナーシール開封後の概略斜視図である。 実施例１に係るトナーシール開封機構のトナーシール開封後の概略断面図である。 実施例１に係るトナーシール開封機構の駆動遮断前の概略構成図である。 実施例１に係るトナーシール開封機構の駆動遮断後の概略構成図である。 実施例２に係るトナーシール開封機構のトナーシール開封前の概略斜視図である。 実施例２に係るトナーシール開封機構のトナーシール開封後の概略斜視図である。

符号の説明

７ 搬送ローラ（搬送手段）
９ 転写ローラ（転写手段）
１１ 電子写真感光体ドラム
１６ トナー収容部
１７ 現像部
１８ 現像ローラ
２１ トナーシール部材
２３ シール巻取り軸
２４ａ、２４ｂ 巻取り軸ギア
２４ａ１ ギア部
２４ａ２ フランジ部
２５ 駆動ギア
２６ アイドラギア
２７ 揺動ギア
２８ アーム（連結部材）
２８ａ 円弧部
３１ 開口部
４０ａ、４０ｂ ラック
４１ａ、４１ｂ ガイド面
４５ 付勢部材
Ａ 電子写真画像形成装置
Ｂ プロセスカートリッジ
Ｃ ドラムユニット
Ｄ 現像ユニット
Ｓ シート（記録媒体）

Claims (8)

1. 電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
   電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像剤で現像する現像ローラと、
   前記現像剤を収容し前記現像ローラへ該現像剤を供給するための開口部が設けられた現像剤収容部と、
   前記開口部を封止するシール部材と、
   前記シール部材の一端が取り付けられ、該シール部材を巻き取る巻取り軸と、
   前記巻取り軸の端部に設けられた巻取り軸ギアと、
   前記巻取り軸ギアと噛合うラックと、
   前記巻取り軸ギアへ駆動を伝達する駆動伝達手段と、を有し、
   前記駆動伝達手段から駆動が伝達された前記巻取り軸ギアが前記ラックと噛合いながら回転すると、前記巻取り軸は、前記シール部材を巻取りながら前記開口部の一端から他端へ移動することを特徴とする現像装置。
2. 前記巻取り軸は、前記開口部の長手方向に平行に配置され、前記ラックは前記開口部の長手方向において一端部と他端部に設けられており、前記シール巻取り軸は前記駆動伝達手段により前記開口部の短手方向の一端から他端へ移動することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記駆動伝達手段は、
   前記現像剤収容部及び前記現像ローラを備える枠体に配置される伝達ギアと、
   前記伝達ギアに対し連結部材で揺動可能に支持されて前記伝達ギア及び前記巻取り軸ギアと噛合い可能に配置されている揺動ギアと、
   前記伝達ギアに係合し前記伝達ギアを駆動する駆動ギアと、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記巻取り軸ギアは、ギア部とフランジ部とを有し、
   前記フランジ部は、前記開口部の外側に該開口部の一端から他端に向かう方向に形成されたガイド面と係合していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記連結部材は、前記巻取り軸ギアのフランジ部と当接して前期揺動ギアと前記巻取り軸ギアの軸間距離を規制する円弧部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記シール巻取り軸が前記開口部の他端まで移動すると前記巻取り軸ギアへの駆動伝達が遮断されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
7. 電子写真画像形成装置に対し着脱可能なプロセスカートリッジであって、
   電子写真感光体ドラムと、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 電子写真感光体ドラムと、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置と、
   前記電子写真感光体ドラムに形成した現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。

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