JP2006343562A - 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】本発明は、低コストで、トナーシールを確実に行うことができる現像装置、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を目的とする。
【解決手段】本発明に係る現像装置の代表的な構成は、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像装置において、静電潜像を現像するための現像ローラ５と、前記現像ローラ５に現像剤を供給する供給ローラ３２と、現像剤を内部に収納し、少なくとも長手方向一端に溝部３０ａを有する現像容器３０と、供給ローラ３２の軸を通すための穴部４０ｂを有し、溝部３０ａに圧入されるシール部材４０と、現像容器３０及びシール部材４０に渡る貼り付け面３０ｃ、４０ｃに貼り付けられて、現像容器３０及びシール部材４０と現像ローラ５との間をシールする端部シール３７と、を有し、シール部材４０と現像容器３０は、貼り付け面３０ｃ、４０ｃに段差が生じない位置で互いに係合する係合部３０ｄ、４０ｄを有することを特徴とする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、現像装置、前記電子写真画像形成装置の本体に着脱可能な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は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体（例えば、紙、ＯＨＰシート）に画像を形成するものである。例えば電子写真複写機、電子写真プリンター（例えば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。

またプロセスカートリッジとしては、少なくとも現像手段（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て電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。

従来、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プロセス手段を一体的にカートリッジ化して、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。

このようなプロセスカートリッジは、現像手段として、現像ローラと、現像剤供給ローラ（以下「供給ローラ」という）と、現像剤規制部材を有し、現像剤（以下「トナー」という）を内部に収納する現像容器が結合されている。現像ローラは、電子写真感光体上に形成された静電潜像へトナーを供給する。供給ローラは、現像ローラにトナーを供給する。現像剤規制部材は、現像ローラ上のトナーを規制する。

さらに、プロセスカートリッジは、収納されたトナーが外部へ漏れ出さないよう、プロセスカートリッジを構成する各部材同士の間にできる隙間にシール部材を配置している。

現像容器、現像ローラ、供給ローラの間の隙間を埋めてシールする手段は、以下のようなものである。まず、供給ローラと現像容器の間にできる隙間については、供給ローラの軸を通すための穴が設けられたゴム製のシール部材（ブッシュ部材）を隙間に配置することでシールする手段が用いられる。一方、現像ローラと現像容器の間にできる隙間は、回転する現像ローラとの摺動条件を良くするため、表層が植毛部材等からなる端部シール部材によってシールされる。この端部シール部材は、現像容器とブッシュ部材に渡る取り付け面に取り付けられる（特許文献１参照）。

一方、図１８は従来のシール構成の詳細図である。図１８に示すように、シール部材（ブッシュ部材）４０を溝部３０ａに圧入することによって、ブッシュ部材４０の端部シール３７の取り付け面４０ｃは、現像容器３０の取り付け面３０ｃよりも高さαだけ飛び出すようになる。このため、その境界には段差４１が生じる。段差４１の上に端部シール３７を取り付けると、端部シール３７の取り付け部分（端部シール３７と取り付け面３０ｃの間）に空間４２ができる。

従来は、現像ローラ５を組み込んだ際に、現像ローラ５と端部シール３７の間の当接圧Ｆ２によってゴム製のブッシュ部材４０を潰す。そして、トナーが侵入する空間４２を無くして、トナーシールを確実に行う。

特開平６−１９４９４１号公報

しかしながら、上記の構成では、図１８に示すようなトナーが通過する空間４２を確実に無くし、シール性能を確保する必要がある。このため、上記の構成では、ブッシュ部材４０のゴム硬度、現像容器３０との圧入代、現像ローラ５と端部シール３７の当接圧Ｆ２をそれぞれ適正な範囲になるように、それぞれの部品を高精度に作り込む必要があり、製造コストがかかるという問題があった。

そこで本発明は、低コストで、トナーシールを確実に行うことができる現像装置、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を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る現像装置の代表的な構成は、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像装置において、前記静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、現像剤を内部に収納し、少なくとも長手方向一端に溝部を有する現像容器と、前記供給ローラの軸を通すための穴部を有し、前記溝部に圧入されるシール部材と、前記現像容器及び前記シール部材に渡る取り付け面に取り付けられて、前記現像容器及び前記シール部材と前記現像ローラとの間をシールする端部シール部材と、を有し、前記シール部材と前記現像容器は、前記取り付け面に段差が生じない位置で互いに係合する係合部を有することを特徴とする。

本発明によれば、低コストで、トナーシールを確実に行うことができる。

[第一実施形態]
本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面図である。図２はプロセスカートリッジ７の縦断面図である。

（電子写真画像形成装置の全体構成）
まず、電子写真画像形成装置の一例である多色画像形成装置の全体構成について、概略説明する。図１に示すように、多色画像形成装置１００（以下、「装置本体」という）は、給送部１６、定着部２０を有している。

給送部１６において、給送カセット１７に収納された記録媒体Ｓは、給送ローラ１８（半月ローラ）によって１枚ずつ分離給送される。その後、記録媒体Ｓは、レジストローラ対１９によって、後述する転写ベルト１１の回転と感光体ドラム１との同期をとって、転写ベルト１１へと給送される。

装置本体１００は、垂直方向に並設された電子写真感光体である４個の感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。

感光体ドラム１ａ〜１ｄは、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、スキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、静電転写装置６０、クリーニングユニット８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）等が配設されている。

帯電ローラ２は、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段である。スキャナユニット３は、画像情報に基づいてレーザービームを照射し、感光体ドラム１に静電潜像を形成する露光手段である。現像装置４は、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する。静電転写装置６０は、感光体ドラム１のトナー像を記録媒体Ｓに転写させる。ユニット８は、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去する。

感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、ユニット８は、それぞれ一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ７を構成している。

図２に示すように、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像容器３０を有する。現像装置４は、感光体ドラム１の回転軸とほぼ平行に配置される回転軸を有する現像ローラ５を、現像容器３０に回転自在に支持している。現像装置４は、現像容器３０に収容されたトナーを現像ローラ５により感光体ドラム１に供給する。

図１に示すように、装置本体１００には、すべての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向し、且つ接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設されている。転写ベルト１１はフィルム状部材で構成される。転写ベルト１１は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図１の矢印方向（時計回り）に回転する。転写ベルト１１は、図１中左側の外周面に記録媒体Ｓを静電吸着して感光体ドラム１に記録媒体Ｓを接触させるべく循環移動する。

転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が転写ベルト１１を介して記録媒体Ｓに印加される。そして、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の記録媒体Ｓに感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。

これにより、上述した転写ベルト１１が循環移動して記録媒体Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間に、記録媒体Ｓに感光体ドラム１上のトナー像が転写される。

トナー像が転写された記録媒体Ｓは、定着部２０において、加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２１ｂによって熱及び圧力を与えられつつ搬送され、トナー像を定着される。

トナー像を定着された記録媒体Ｓは、排出ローラ対２３によって、排出部２４から画像面を下にした状態で装置本体１００外に排出される。

（プロセスカートリッジ７）
次に、プロセスカートリッジ７について詳細に説明する。

図２に示すように、現像装置４は、現像容器３０、現像剤担持体としての現像ローラ５、現像ブレード３１、現像剤供給ローラ（以下「供給ローラ」という）３２、攪拌部材５５を有している。現像容器３０は、トナーを収容する。現像ブレード３１は、現像ローラ５上の現像剤量を規制する。攪拌部材５５は、トナーを攪拌する。

現像装置４では、現像容器３０から攪拌部材５５によって供給ローラ３２へトナーが送られ、供給ローラ３２によって現像ローラ５へトナーが供給される。そして、現像ローラ５の外周に圧接された現像ブレード３１によって、現像ローラ５上のトナー層厚を規制する。そして、図示時計回り方向に回転する現像ローラ５の外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与する。なお、攪拌部材５５は、現像容器３０に回転駆動されるように設けた軸に、弾性シート状の攪拌羽根５６を取り付けたものであり、反時計回り方向に回転する。

ユニット８には、感光体ドラム１が回転軸を中心に回転自在に取り付けられている。ユニット８には、クリーニングブレード６及び帯電ローラ２も設けられている。ユニット８の容器内には、除去されたトナーをトナー貯留部５９へ搬送する搬送部材２９が設けられる。

感光体ドラム１の表面には、転写後にも転写残トナーとして廃トナーが付着している。ユニット８には、感光体ドラム１の回転方向（反時計方向）に対して上流側にはシート部材５７が両面テープ等によって取り付けられている。このシート部材５７は、厚さ３０μｍ〜１００μｍのポリエチレンテレフタレートシートであり、感光体ドラム１に対して順方向に当接している。

また、感光体ドラム１の回転方向（反時計方向）に対して下流側にはクリーニングブレード６が設けられている。クリーニングブレード６は感光体ドラム１に対してカウンタ方向に当接している。これにより、廃トナーはシート部材５７を潜り抜け、クリーニングブレード６で掻き落とされてユニット８内に蓄えられる。そして、感光体ドラム１の表面は再びトナーが付着していない状態になり、次の画像形成プロセスが可能になる。

図３はクリーニングユニット８と現像装置４の結合図である。図３に示すように、ユニット８と現像装置４の結合は、結合ピン５８ａ、５８ｂをユニット８にはめ込むと同時に、現像装置４の揺動中心穴６１ａ、６１ｂに通すことで、現像装置４をユニット８に対して揺動可能に支持する。こうしてプロセスカートリッジ７を構成する。

（現像装置のトナーシール構成）
現像装置４のトナーシール構成について、シール部材を現像容器３０に取り付けて行く順序に沿って述べる。

図４は供給ローラ３２が組み込まれた状態における現像容器３０の斜視図である。図４に示すように、供給ローラ３２の組み込みにおいて、まず、現像容器３０の穴部３０ｂに一方の軸端３２ｂを通す。そして、他方の軸端３２ａを現像容器３０の長手方向端部に設けられた溝部３０ａに組み込む。図５は溝部３０ａへゴム製のブッシュ部材４０が圧入された状態を示す図である。図５に示すように、ブッシュ部材４０の組み込み方向は、供給ローラ３２の軸方向（矢印Ｄ方向）である。

図６はブッシュ部材４０の斜視図である。図６に示すように、ブッシュ部材４０は、中央に供給ローラ３２の軸端３２ａを通す穴部４０ｂを有する馬蹄形状となっている。ブッシュ部材４０は、ゴム等の弾性体で形成されている。ブッシュ部材４０の上面は、現像ローラ５に対して同心円状の凹面形状の取り付け面である貼り付け面４０ｃとなっている。貼り付け面４０ｃには、現像容器３０及びブッシュ部材４０と現像ローラ５との間をシールする端部シール部材である端部シール３７が貼り付けられる。

貼り付け面４０ｃを上から見ると凸形状の凹面となっている。ブッシュ部材４０の上面の貼り付け面４０ｃ（現像ローラ５側）には、両側を切り欠いて凹形状の係合部４０ｄが設けられている。

ブッシュ部材４０の外周は、溝部３０ａに圧入される円形状の圧入部４０ａとなっている。圧入部４０ａは、溝部３０ａと相似形状であり、溝部３０ａより僅かに大きく張り出した張出部４０ａ１を有している。このブッシュ部材４０を溝部３０ａに圧入すると、張出部４０ａ１が溝部３０ａに圧入され、張出部４０ａ１と溝部３０ａの間の隙間を無くし、シールすることができる。

図７、図８、図９はブッシュ部材４０の支持構成の説明図である。図７〜図９に示すように、現像容器３０は、ブッシュ部材４０の係合部４０ｄと係合する凸形状の係合部３０ｄを有している。係合部３０ｄの下面と、係合部４０ｄの底面は、互いに当接する当接面３０ｄ１、４０ｄ１となっている。そして、当接面３０ｄ１、４０ｄ１が当接することによって、ブッシュ部材４０を溝部３０ａへ圧入した際に生じる、ブッシュ部材４０が溝部３０ａから飛び出す方向の力に抗して、ブッシュ部材４０を溝部３０ａに対して正確に位置決めする。

係合部４０ｄは、穴部４０ｂより貼り付け面４０ｃ側に位置している。こうすることによって、ゴム製の弾性体であることから確実な位置決めがしにくいブッシュ部材４０の、貼り付け面４０ｃ付近の位置決めを確実なものとすることができる。

また、現像容器３０の上面は、現像ローラ５に対して同心円状の凹面形状の貼り付け面３０ｃとなっている。貼り付け面３０ｃには、端部シール３７が貼り付けられる。

図１０は現像容器と端部シールの側面図である。上述のごとく、ブッシュ部材４０を溝部３０ａに対して正確に位置決めする。すなわち、図１０に示すように、係合部３０ｄ、４０ｄでブッシュ部材４０と現像容器３０が係合することで、貼り付け面３０ｃ、４０ｃに段差が生じない位置で互いに係合する。

このように、貼り付け面３０ｃ、４０ｃの境界にできる段差が無くなり、貼り付け面３０ｃ、４０ｃ上に端部シール３７を貼り付けた際の、トナーが通過する空間を無くすことができる。従って、部品（現像容器３０、ブッシュ部材４０、端部シール３７、現像ローラ５）を高精度に作り込むことなく、低コストで、トナーシールを確実に行うことができる。

図１１、図１２は端部シール及び、その他のシール部材が現像容器に取り付けられた状態を示す図である。図１１、図１２に示すように、端部シール３７は貼り付け面３０ｃ、４０ｃに貼り付けられる。端部シール３７は、回転する現像ローラ５との摺動条件を良くして、磨耗を抑えるために、表層が植毛部材等で構成される。

ブレード下シール部材４５は、ウレタン等の弾性発泡部材であり、現像ブレード３１の組み込みによって潰されることで、現像容器３０と現像ブレード３１間の隙間を埋めてシールする。吹き出し防止シート４６はＰＥＴ製の可撓性シート部材からなり、現像ローラ５と現像容器３０の間の隙間を埋めてシールする。

ブッシュシール部材４７は、材質をフェルト部材等からなり、溝部３０ａと同形状の外形となっている。図１３は現像容器３０とブッシュシール部材４７の上面図である。図１３に示すように、ブッシュシール部材４７は、その穴部４７ａに供給ローラ３２の軸端３２ａを通し、後述する軸受け部材４８によってブッシュ部材４０に突き当てられることによって、ブッシュ部材４０と軸受け部材４８の隙間を埋めてシールする。

図１４は現像容器３０に現像ローラ５を組み込んだ状態を示す図である。図１４に示すように、現像容器３０には、現像容器３０に対して現像ローラ５と供給ローラ３２の位置決めをする軸受け部材４８が取り付けられる。

[他の実施形態]
本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の他の実施形態について、図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１５、図１６、図１７は本実施形態にかかるブッシュ部材４０の支持構成の説明図である。図１５〜図１７に示すように、本実施形態の現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置は、上記第一実施形態のブッシュ部材４０の係合部４０ｄに変えて穴部４０ｅ１を設けている。また、本実施形態の現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置は、上記第一実施形態の現像容器３０の係合部３０ｄに変えて凸部３０ｅ１を設けている。

穴部４０ｅ１と凸部３０ｅ１は、供給ローラ３２の軸方向（矢印Ｄ方向）のブッシュ部材４０と現像容器３０の当接する当接面４０ｅ、３０ｅに設けられている。ブッシュ部材４０と現像容器３０は、穴部４０ｅ１に凸部３０ｅ１を嵌合することで位置決めされる。

これにより、ブッシュ部材４０の位置決めを、ブッシュ部材４０の溝部３０ａからの飛び出し方向に加えて、潜り込み方向（飛び出し方向の逆方向）の両方向に対して行うことができる。

ブッシュ部材４０を潜り込み方向に対しても位置決めが必要な場合としては、例えば、現像ローラ５と端部シール３７間のシール性を向上させるために、現像ローラ５と端部シール３７の当接圧を上げる必要がある場合が考えられる。このとき、ブッシュ部材４０は強い当接圧によって潰れ過ぎてしまうため、貼り付け面３０ｃ、４０ｃとの間に段差が生じる。しかし、ブッシュ部材４０を飛び出し方向と潜り込み方向の両方に対して位置決めすることで、当接圧の強弱にかかわらず、段差を無くし、この部分のシール性を確実なものにすることができる。

第一実施形態にかかる電子写真画像形成装置本体の縦断面図である。 プロセスカートリッジの縦断面図である。 クリーニングユニットと現像装置の結合図である。 現像容器と現像剤供給ローラの斜視図である。 現像容器とブッシュ部材の斜視図である。 ブッシュ部材の斜視図である。 現像容器の側面図である。 現像容器とブッシュ部材の斜視図である。 現像容器とブッシュ部材の上面図である。 現像容器と端部シールの側面図である。 現像容器とシール部材の斜視図である。 現像容器とシール部材と現像ブレードの斜視図である。 現像容器とブッシュシール部材の上面図である。 現像容器と現像ローラの斜視図である。 他の実施形態にかかるブッシュ部材の斜視図である。 他の実施形態にかかる現像容器とブッシュ部材の斜視図である。 他の実施形態にかかる現像容器とブッシュ部材の上面図である。 従来のブッシュ部材と現像ローラの側面図である。

符号の説明

Ｓ…記録媒体、１…感光体ドラム、２…帯電ローラ、３…スキャナユニット、４…現像装置、５…現像ローラ、６…クリーニングブレード、７…プロセスカートリッジ、８…クリーニングユニット、９…ポリゴンミラー、１０…結像レンズ、１１…転写ベルト、１３…駆動ローラ、１４…従動ローラ、１５…テンションローラ、１６…給送部、１７…給送カセット、１８…給送ローラ、１９…レジストローラ対、２０…定着部、２１ａ…加熱ローラ、２１ｂ…加圧ローラ、２２…静電吸着ローラ、２３…排出ローラ対、２４…排出部、２９…搬送部材、３０…現像容器、３０ａ…溝部、３０ｂ…穴部、３０ｃ…貼り付け面、３０ｄ…係合部、３０ｄ１…当接面、３０ｅ…当接面、３０ｅ１…凸部、３１…現像ブレード、３２…供給ローラ、３２ａ…軸端、３２ｂ…軸端、３７…端部シール、４０…ブッシュ部材、４０ａ…圧入部、４０ａ１…張出部、４０ｂ…穴部、４０ｃ…貼り付け面、４０ｄ…係合部、４０ｄ１…当接面、４０ｅ…当接面、４０ｅ１…穴部、４１…段差、４２…空間、４５…ブレード下シール部材、４６…吹き出し防止シート、４７…ブッシュシール部材、４７ａ…穴部、４８…軸受け部材、５５…攪拌部材、５６…攪拌羽根、５７…シート部材、５８…結合ピン、５９…トナー貯留部、６１…揺動中心穴、１００…装置本体

Claims (5)

1. 電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像装置において、
   前記静電潜像を現像するための現像ローラと、
   前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、
   現像剤を内部に収納し、少なくとも長手方向一端に溝部を有する現像容器と、
   前記供給ローラの軸を通すための穴部を有し、前記溝部に圧入されるシール部材と、
   前記現像容器及び前記シール部材に渡る取り付け面に取り付けられて、前記現像容器及び前記シール部材と前記現像ローラとの間をシールする端部シール部材と、を有し、
   前記シール部材と前記現像容器は、前記取り付け面に段差が生じない位置で互いに係合する係合部を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記係合部は、前記シール部材の取り付け面に設けられた凹形状と、前記現像ローラに設けられた前記凹形状に係合する凸形状とによって構成されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記係合部は、前記供給ローラの軸方向の前記シール部材と前記現像容器の当接する当接面に設けられ、前記シール部材に設けられた穴部と、前記現像容器に設けられた前記穴部と嵌合する凸部とによって構成されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 電子写真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、
   電子写真感光体と、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項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。
5. 請求項４に記載のプロセスカートリッジを取り外し可能に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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