JP2011191666A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材を自動的にはがす駆動機構を小さなスペースで且つ外部に露出させることなく配置する。
【解決手段】現像ローラ３１と、現像ローラ３１を保持し現像ハウジング３０と現像ハウジング３０内の現像剤を回転して搬送する供給スクリュー３３、回収スクリュー３４と前記現像ローラギア４４と両スクリュー３３、３４搬送部材の間に配置された供給スクリュー側開口５１、回収スクリュー側開口５２を閉塞し現像ハウジング３０に接着されたシール部材６０とを備え、シール部材６０は接着部６１とこの接着部６１から折り曲げて形成された余剰部６２とを備え、余剰部６２の先端は現像ハウジング３０内で回収スクリュー３４の回転軸３４ａに固定されて巻き取り可能とされ、シール部材６０はその接着面と略同一平面状で第１案内部７０及び第２案内部８０に案内され折り曲げられる。
【選択図】図９

Description

本発明は現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に係り、特に現像ローラ、内蔵された現像剤を回転して搬送する現像剤搬送部材を保持し、前記現像ローラ及び前記搬送部材の間を連通する開口を備えた現像ハウジングを備えた現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、工場出荷時に予め現像剤を現像装置内に封入し、それを画像形成装置に組み込むことが広く行われている。このような現像装置においては、一般に、現像剤を収容した現像ハウジングとそれに装着した現像ローラとの隙間から現像剤が漏出しないように、封止部材（シール部材）を配置している。
上記画像形成装置を使用するには、現像装置に配置されているシール部材を取り外す操作を行う必要がある。特許文献１には、予め現像剤を封入したケースの下面の開口をふさいだ短冊状のシール部材の端部をユーザーが引っ張って外し、現像剤を搬送部材に落下させる構造を備えた現像装置構成が記載されている。また特許文献２には、機外に配置されたハンドルを回転駆動させることによりシール部材を取り外す現像装置が記載されている。
また、特許文献３には、画像形成装置に現像装置を配置すると、画像形成装置本体に配置したモータを駆動して自動的にシール部材を巻き取り、現像装置からシール部材を取り外すことができるものが記載されている。
そして、特許文献４及び特許文献５には、シール部材を現像装置のトナー攪拌部材の駆動軸で巻き取るものが記載されている。即ち、この現像装置では、シール部材の引き抜き方向を変更して前記駆動軸の回転方向に合わせるためのシール部材の捻り部を備えている。

しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の現像装置は、ユーザーがシール部材を引き抜き忘れたままで現像装置が像形成装置本体にセットされることがあり、この場合現像装置が駆動されると現像剤がないままの動作になり、濃度センサ等の異常を引き起こしかねないという問題がある。
また、特許文献２及び特許文献３に記載の現像装置は、シール部材の巻取装置は、ハウジング外に配置された巻き取機構専用の駆動部及び巻き取り軸を備える必要があり、装置の大型化は避けがたいという問題がある。更に、このような巻取装置は、巻き取り部が近傍の駆動ギアに対して露出していることから、巻き取り時に駆動ギアへのトナー飛散は避けがたく、歯面へのトナー固着による駆動不良が発生するという問題もある。
また、特許文献４及び特許文献５に記載の現像装置は、シール部材を捻じって巻き取り方向を変える寝捻り部を配置するためのスペースが必要となり、装置の大型化を招くという問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、シール部材を自動的にはがす駆動機構を小さなスペースで且つ外部に露出させることなく配置できる現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び現像蔵置の組立方法を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１の発明は、現像ローラ及び内蔵された現像剤を回転して搬送する現像剤搬送部材を保持し、前記現像ローラ及び前記現像剤搬送部材の間を連通する開口を備えた現像ハウジングと、該現像ハウジングの開口形成部への貼付部と、該貼付部から連続形成された余剰部と、を備えて前記開口を閉塞するように前記現像剤搬送部材側の前記現像ハウジングに貼り付けられる短冊状のシール部材と、該シール部材を前記現像ハウジングへの貼り付け面と略同一平面状で折り曲げるようにガイドする案内部材と、を備え、前記シール部材の余剰部は、前記現像剤搬送部材の回転に伴って前記シール部材が前記現像ハウジング内に巻き取られるように前記現像剤搬送部材の回転軸に固定されている現像装置を特徴とする。
また、請求項２の発明は、前記現像ローラと前記現像剤搬送部材との間は２つの開口部によって連通しており、前記シール部材は前記２つの開口部を閉塞するように取り付けられている請求項１に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項３の発明は、前記２つの開口部は、折り返して配置した１枚の連続したシール部材で閉塞されている請求項２に記載の現像装置を特徴とする。

また、請求項４の発明は、前記１枚の連続したシール部材を前記現像ハウジングへの貼り付け面と略同一平面状で折り曲げるようにガイドする案内部材を備えた請求項３に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項５の発明は、前記２つの開口部は、それぞれ１枚のシール部材でシールされており、各シール部材は、互いに重なった状態で同一の回転軸に巻き取られる請求項１又は２に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項６の発明は、前記２枚のシール部材は、開口部を閉塞するため貼り付けられた部分のはがれ始める時期が異なるよう設置されている請求項５に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項７の発明は、各シール部材は、それぞれ異なる現像剤搬送部材の回転軸で巻き取られる請求項５に記載の現像装置を特徴とする。

また、請求項８の発明は、前記シール部材に付着したトナー及びキャリアを除去する除去部材を備える請求項１乃至７の何れか一項に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項９の発明は、前記シール部材の折り曲げ部分に、前記シール部材の引抜きを案内する案内部材を備える請求項１乃至８の何れか一項に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至８の何れか一項に記載の現像装置と、感光体と、前記感光体を回転可能に保持した感光体ハウジングとを一体に構成したプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至９の何れか一項に記載の現像装置又は請求項１０に記載のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、シール部材はその貼り付け面から折り返す余剰部を有すると共に、前記余剰部の一部は、前記ハウジング内の搬送部材の回転に伴って巻き取られるように前記搬送部材の回転軸に固定されており、短冊シールをハウジングへの貼り付け面と略同一平面状で折り曲げるようにガイドする案内部材を備えシール部材は案内部材で貼り付け面と略同一平面状で折り曲げられて巻き取られるので、シール部材をねじるためのスペースが必要なくなり、装置のコンパクト化が図ることができる。

本発明の実施の一形態を適用したプリンタの概略構成図。 画像形成装置に設けた作像部の概略断面図。 本発明の現像装置等の概略断面図。 本発明の現像装置の概略構成図。 現像装置内の現像剤の搬送経路を説明するための模式図。 供給路と回収路を兼ねた搬送路を有する現像装置の概略断面図。 現像装置の側面図。 実施形態例に係る現像装置を示す分解斜視図。 現像装置におけるシール部材の配置状態を示す斜視図。 シール部材の折り曲げ状態を示す斜視図。 スリット板を示す斜視図。 シール部材のスクリュー軸への取り付け状態を示す斜視図。 シール部材の移動を説明するための図。 第２の実施形態例に係る現像装置を示す分解斜視図。 第２の実施形態例に係る現像装置におけるシール部材の配置状態を示す斜視図。 第３の実施の形態例に係る現像装置を示す分解斜視図。 第３の実施形態例に係る現像装置におけるシール部材の配置状態を示す斜視図。 第３の実施形態例に係る現像装置におけるシール部材の配置状態を示す斜視図。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。まず、図１及び図２に基づいて、本発明の画像形成装置の全体構成について説明する。
図１は画像形成装置としてのプリンタを示す概略構成図、図２は前記画像形成装置に設けた作像部の概略断面図である。
図１に示すように、画像形成装置本体２０には、中間転写ユニット１０が備える中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋが並設されている。各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。
図２に示すように、作像部６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電部２、現像部としての現像装置３、クリーニング部４等で構成されている。なお、図２において、色の識別を表す符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）は省略している。また、図１では、図２に示す各部品のうち、現像装置３と感光体ドラム１のみ図示している。
上記作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部２、現像装置３、クリーニング部４は、画像形成装置本体２０に対して一体的に着脱可能な プロセスカートリッジとして構成されている。このような構成とすることで、作像部６のメンテナンス作業の作業性が向上する。また、感光体ドラム１、帯電部２、現像装置３、クリーニング部４を、それぞれ単独で画像形成装置本体２０に対して着脱可能に構成してもよい。この場合は、それぞれが寿命に達したときに、新品のものに交換することが可能である。

図１において、中間転写ベルト８を介して４つの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋに対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋが配設されている。各一次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間に挟み込んで、一次転写ニップを形成している。
また、中間転写ベルト８の外周面側に、二次転写手段としての二次転写ローラ７が配設されている。二次転写ローラ７に対向した位置には、二次転写バックアップローラ１７が配設されており、二次転写バックアップローラ１７と二次転写ローラ７とで中間転写ベルト８を挟み込んで、二次転写ニップを形成している。
画像形成装置本体２０の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１１や、給紙トレイ１１から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１２等が設けてある。一方、画像形成装置本体２０の上部には、用紙を排出するための一対の排紙ローラ１３と、排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４とが配設されている。
また、画像形成装置本体２０内には、下部の給紙トレイ１１から上部の排紙トレイ１４へ用紙を案内するための搬送経路Ｒが形成されている。この搬送経路Ｒにおいて、給紙ローラ１２から二次転写ローラ７に至る途中には、一対のレジストローラ１５が配設されている。また、二次転写ローラ７から排紙ローラ１３に至る途中に、用紙上の画像を定着させるための定着装置１６を配設している。定着装置１６は、内部に加熱源を有する加熱ローラ１６ａと、その加熱ローラ１６ａを加圧する加圧ローラ１６ｂを有する。加熱ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂとが互いに圧接した圧接部において定着ニップを形成している。

次に、図１及び図２を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、図２に示す作像部６の感光体ドラム１が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、感光体ドラム１の表面が帯電部２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１の表面には、図示しない露光装置からレーザ光Ｌが照射されて、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。このとき、感光体ドラム１に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム１上に形成された静電潜像に、現像装置３によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像（現像剤像）として可視像化される。
上記作像動作は、図１に示す４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋにおいてそれぞれ行われる。その後、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に形成されたトナー画像は、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋと中間転写ベルト８とが対向する一次転写ニップに達し、それぞれの一次転写ニップの位置で、各トナー画像が図の矢印の方向に走行する中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。詳しくは、各一次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋにトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加されることにより、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、トナー画像が中間転写ベルト８上へ静電的に転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像（カラー画像）を担持する。

一方、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの表面には、中間転写ベルト８に転写しきれなかったトナーが残留するが、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上の残留トナーは、図２に示すクリーニング部４に設けたクリーニングブレード４ａによって除去される。更に、図示しない除電装置によって、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上の残留電位が除去され、次の画像形成に備えられる。
その後、中間転写ベルト８上に転写されたカラー画像は、中間転写ベルト８と二次転写ローラ７とが対向する二次転写ニップに達し、この位置で搬送されてきた用紙に中間転写ベルト８上のカラー画像が転写される。このとき二次転写ローラ７には、トナー帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加されており、これによって中間転写ベルト８上のカラー画像が用紙に静電的に転写される。

上記二次転写ニップの位置に搬送された用紙は、給紙トレイ１１から搬送されたものである。詳しくは、給紙ローラ１２が回転駆動することによって、給紙トレイ１１に収容された用紙Ｐが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１５によって一旦停止される。そして、中間転写ベルト８上のトナー画像にタイミングを合わせてレジストローラ１５の回転を再開し、用紙を二次転写ニップへ搬送する。このようにして、用紙に所望のカラー画像が転写される。また、カラー画像を転写した後の中間転写ベルト８の表面は、図示しないクリーニング装置によってクリーニングされ、残留トナーが除去される。
その後、二次転写ニップの位置でカラー画像が転写された用紙は、定着装置１６に搬送される。そして、加熱ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂによって用紙が加熱及び加圧されてカラー画像が定着される。その後、画像が定着された用紙は排紙ローラ１３によって排紙トレイ１４へと排出される。
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋの何れか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

次に図３及び図４を参照して、本発明に係る現像装置の基本的構成について説明する。
図３は現像装置を備えた上記作像部の概略断面図、図４は現像装置の概略構成図である。なお、図３において、図２に示す帯電部２やクリーニング部４は図示省略している。
図３に示すように、現像装置３は、内部に現像剤Ｇを収容する現像ハウジング３０と、感光体ドラム１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ３１と、現像ローラ３１上の現像剤量を規制する規制部材としてのドクターブレード３２と、現像剤Ｇを現像ローラ３１に供給する現像剤供給手段としての供給スクリュー３３と、現像剤Ｇを回収する現像剤回収手段としての回収スクリュー３４と、現像ローラ３１からの現像剤の飛散を防止する入口シール３５、及び入口シール３５を保持する入口シールホルダ３６等を備えている。
現像ハウジング３０は、感光体ドラム１との対向位置に開口部３０ａを有し、その開口部３０ａから現像ローラ３１の一部が外部に露出して配設されている。また、開口部３０ａの図の下縁には、現像ハウジング３０の内側から順に、ドクターブレード３２、入口シールホルダ３６、入口シール３５が取り付けられている。ドクターブレード３２の先端部は現像ローラ３１の表面に対して微小の隙間（ドクターギャップ）を介して配設されている。また、ドクターブレード３２と、開口部３０ａの下縁との間には、弾性体で構成されたシール部材４９が配設されている。入口シール３５の先端部は、感光体ドラム１の表面に当接している。これにより、現像ローラ３１と感光体ドラム１とが対向する現像領域の感光体ドラム１の表面移動方向上流側における、現像ハウジング３０の開口縁部と感光体ドラム１の表面との隙間が、入口シール３５によって閉塞されている。

本実施形態では、現像ハウジング３０は、図３及び図４中のＤ−Ｄ線に相当する部分で２つの部分、即ち現像ローラ側ハウジング３０Ａと、スクリュー側ハウジング３０Ｂとに分割形成され、ねじ５６、５７で組立固定されて構成される（図８参照）。
そして、現像ローラ側ハウジング３０Ａには、現像ローラ３１が収納され、スクリュー側ハウジング３０Ｂには供給スクリュー３３及び回収スクリュー３４が収納され、両ハウジング３０Ａ、３０Ｂを組み立てた状態で、現像ローラ３１は、供給スクリュー３３及び回収スクリュー３４に臨むよう配置される。
スクリュー側ハウジング３０Ｂには供給スクリュー３３及び回収スクリュー３４に対応して２つの開口部、供給スクリュー側開口５１と回収スクリュー側開口５２が形成され、前記供給スクリュー３３及び回収スクリュー３４が現像ローラ側ハウジング３０Ａとスクリュー側ハウジング３０Ｂとの間には隙間部が形成され、この隙間部にはスクリュー側ハウジング３０Ｂの２つの開口を閉塞するシール部材６０が取り外し可能に配置される。
また、現像ハウジング３０内には、供給スクリュー３３を収容した供給路３７と、回収スクリュー３４を収容した回収路３８が形成されている。供給路３７と回収路３８との間には、現像ハウジング３０の内壁を現像ローラ３１の表面近傍まで伸ばして形成された回収ガイド３９が配設されている。また、現像装置３は、現像剤中のトナーの濃度を検知するトナー濃度検知センサ４０（図４参照）を備えている。

本実施形態では、現像ハウジング３０内に収容される現像剤として、ポリエステル樹脂を主成分とするトナーと磁性微粒子であるキャリアとからなる２成分現像剤を用いている。また、キャリアは、その体積平均粒径が２０μｍ〜６０μｍであるものを用いている。これにより、現像剤中のキャリア表面積が比較的大きくなるために、補給トナーを現像剤中に分散しやすくなる。また、小粒径なキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、現像剤の汲上げ量を低減することができて、現像装置内で循環する現像剤量を低減することができる。特に、ドクターブレード３２を通過する現像剤量が少なくなることから、現像剤にかかるストレスが小さくなり現像剤の長寿命化に寄与する。また、キャリアの低容量化が可能になるために、現像装置を小型化することが可能である。更に、現像領域における磁気ブラシがより緻密になるために、高画質化や画質の安定性が達成されるメリットもある。一方、キャリア粒径を小さくしすぎると、キャリア表面積が増えるために、トナーにかかるストレスが大きくなり、現像剤の劣化、流動性の悪化を促進してしまう。それにより、トナー補給時の分散性が悪くなる。なお、キャリアの体積平均粒径の測定は、「マイクロトラック粒度分析計（ＳＲＡタイプ）」（日機装社製）を使用して、０．７［μｍ］以上、１２５［μｍ］以下のレンジ設定で行うことができる。

図４に示すように、現像ローラ３１は、内部に固定して配設されたマグネット３１ａと、そのマグネット３１ａの周囲を回転するスリーブ３１ｂ等で構成される。マグネット３１ａには、Ｐ１極〜Ｐ５極の５つの磁極が形成されている。図４において、現像ローラ３１に付した放射状の線分は、Ｐ１極〜Ｐ５極のそれぞれの磁気力がピークになる位置を示すものである。５つの磁極が形成されたマグネット３１ａの周囲をスリーブ３１ｂが回転することで、その回転に伴い現像剤Ｇが現像ローラ３１（スリーブ３１ｂ）上を移動することになる。
詳しくは、現像ローラ３１のＰ４極からＰ５極に至る領域では、双方の磁極が磁性体としてのキャリアに作用して、供給路３７内に収容された現像剤Ｇが現像ローラ３１上に担持される。現像ローラ３１上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード３２の位置で掻き取られて、供給路３７内に戻される。
一方、ドクターブレード３２を通過した現像ローラ３１上の現像剤Ｇは、Ｐ１極の位置で穂立ちして、現像剤Ｇ中のトナーが感光体ドラム１上の潜像に付着する。Ｐ１極を通過してＰ２極に至る領域では、現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ３１上に担持される。更に、Ｐ３極からＰ４極に至る領域では、同極性である双方の磁極により形成される反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ３１上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ３１から離脱される。離脱後の現像剤Ｇは、回収ガイド３９によって回収路３８内に回収される。

図５は、現像装置内の現像剤の搬送経路を説明するための模式図である。
この場合、現像剤は、図の上側に示す回収スクリュー３４によって図の左側から右側へ搬送され、図の下側に示す供給スクリュー３３によって図の右側から左側へ搬送されるようになっている。また、現像ハウジング３０の供給路３７と回収路３８は、それらの両端部側で互いに連通しており、図の右端部側の連通部４１では、回収路３８から供給路３７へ現像剤が搬送され、図の左端部側の連通部４２では、供給路３７から回収路３８へ現像剤が搬送される。なお、供給スクリュー３３と回収スクリュー３４の、それぞれの各連通部４１、４２に配設された端部には、パドルや、中央部の羽根とは逆巻の羽根が設けてあり、各スクリュー３３、３４の軸方向に対して垂直方向の搬送能力を持たせている。
また、図５に示すように、供給スクリュー３３によって、その軸方向に現像剤を攪拌搬送しつつ、現像ローラ３１に現像剤を供給するようになっている。このため、供給路３７内の現像剤Ｇの堆積量は、図の破線で示すように、供給スクリュー３３の搬送方向の上流側から下流側に向かって減少する。ここで、供給スクリュー３３の外径、ピッチ、回転数から得られる現像剤搬送量をＷｍとし、現像ローラ３１上の現像剤搬送量をＷｓとすると、Ｗｍ＞Ｗｓの関係になる場合に、現像剤が現像ローラ３１上に一様に供給されるようになる。一方、Ｗｍ＞Ｗｓの関係が維持できなければ、供給スクリュー３３の搬送方向の下流側で現像剤が不足し、現像ローラ３１上への現像剤の一様な供給ができなくなる。
現像ローラ３１へ供給された現像剤は、図示しない感光体ドラムとの対向位置でトナーが消費された後、回収路３８へ回収される。回収路３８内では、消費されたトナー量に応じて図示しないトナー補給部からトナーが補給される。また、トナー濃度検知センサ４０（図４参照）によって回収路３８内の現像剤のトナー濃度が磁気的に検知され、その検知情報に基づいてトナー濃度調整が行われる。

本発明に係る現像装置の構成が、もし図６に示すようなものであって、供給路と回収路を兼ねた搬送路８００を有するものとすると、現像装置では、現像剤が前記搬送路８００の搬送スクリュー７００によって軸方向に搬送される間に、現像剤は現像ローラ９００に繰り返し供給されトナーが消費されるので、現像剤中のトナー量は搬送方向の下流側に向かうにつれて少なくなる。このため、搬送方向の上流側と下流側（現像ローラの長手方向の両端）においてトナー濃度に差異が生じやすいといった問題が生じる。
これに対し、本実施形態の現像装置は、現像ローラ上でトナーを消費した現像剤は、そのままの状態で現像ローラへ繰り返し供給されずに一旦回収され、トナーが補給される。このため、本実施形態の現像装置は、供給路内における現像剤中のトナー濃度を一定に維持することができ、現像ローラの長手方向に渡ってトナー濃度を均一にすることができる点で優れている。

以下、図７を参照して、本実施形態の現像装置の動力伝達系について説明する。
図７は、現像装置の側面図である。
図７に示すように、現像ハウジング３０の一方の側面に複数の動力伝達ギアが設けてある。具体的には、これら動力伝達ギアは、二段の歯列が形成された二段ギア４３、現像ローラの回転軸に設けた現像ローラギア４４、供給スクリューの回転軸に設けた供給スクリューギア４５、回収スクリューの回転軸に設けた回収スクリューギア４６、２つのアイドラギア４７、４８によって構成されている。
二段ギア４３は、はす歯形に形成された第１歯列４３ａと、平歯形に形成された第２歯列４３ｂを有する。また、二段ギア４３の中央部には、画像形成装置本体側に設けた駆動力伝達用の継手が嵌合可能な凹部４３ｃが形成されている。はす歯形の第１歯列４３ａには、同じはす歯形の歯列を有する現像ローラギア４４が噛合しており、平歯形の第２歯列４３ｂには、同じ平歯形の歯列を有する回収スクリューギア４６が噛合している。また、回収スクリューギア４６には、２つのアイドラギア４７、４８を介して供給スクリューギア４５が連結されている。
現像装置３を画像形成装置本体に設置して、二段ギア４３の凹部４３ｃを画像形成装置本体側の継手に接続することにより、駆動装置からの駆動力が継手を介して二段ギア４３に伝達可能となる。二段ギア４３に駆動力が伝達され回転すると、その回転力は現像ローラギア４４と回収スクリューギア４６とに伝達され、現像ローラと回収スクリューとが回転する。更に、回収スクリューギア４６の回転力が２つのアイドラギア４７、４８を介して供給スクリューギア４５に伝達され、供給スクリューが回転する。このように、本実施形態の現像装置では、駆動装置からの駆動力を、現像ローラ、供給スクリュー、回収スクリューに伝達してこれらを回転させることができるように構成されている。

次に現像ハウジング３０におけるシール部材６０の取り付け取り外しの状態を図８乃至１２に基づいて説明する。図８は現像ハウジングの分解斜視図、図９はシール部材の取り付け状態を示すスクリュー側ハウジングの斜視図、図１０はシール部材の折曲状態を示す斜視図、図１１は蓋部材を示す斜視図、図１２はシール部材のスクリュー軸への取り付け状態を示す斜視図である。
本例に係る現像装置は、シール部材６０の自動巻取機構を備えるものであり、シール部材６０をその貼付面と略同一平面状で折り曲げて巻き取るものである。
本例に係る現像装置３の現像ハウジング３０は、上述したように、現像ローラ側ハウジング３０Ａとスクリュー側ハウジング３０Ｂとに分割して構成されており、ねじ５６、５７で組み立てられる。本例では、スクリュー側ハウジング３０Ｂには、現像剤Ｇが充填されている他、供給スクリュー３３に対応して供給スクリュー側開口５１が、回収スクリュー３４に対応して回収スクリュー側開口５２が開設されている。シール部材６０は１枚の連続した長尺の短冊状（リボン状）の合成樹脂薄材で構成されており、折り曲げられて両開口５１、５２の縁部にホットメルト接着剤で貼り付けられて両開口５１、５２を閉塞している。そして、画像形成装置の使用時にシール部材６０を自動的にはがし、画像形成装置の使用を可能なものとしている。なお、前記ホットメルト接着剤での貼り付け強度は人力や軽い機械力で引きはがし可能な程度のものとしている。

シール部材６０は、合成樹脂製の薄材で形成されており同一幅寸法の短冊状に形成されている。
シール部材６０は、図９に示すように、接着部６１と、余剰部６２とから構成されている。そして、接着部６１は、その一旦から前記回収スクリュー側開口５２の周縁に貼り付けられる回収スクリュー側貼付部６１Ａ、この回収スクリュー側貼付部６１Ａから同一平面内で９０度に２回折り返されて１８０度転回する折返部６１Ｂ、この折返部６１Ｂから延設され前記供給スクリュー側開口５１の周縁に貼り付けられ供給スクリュー側貼付部６１Ｃを構成する。
余剰部６２は前記供給スクリュー側貼付部６１Ｃから折り返され、前記供給スクリュー側貼付部６１Ｃ上に配置される供給スクリュー側余剰部６２Ａ、この供給スクリュー側余剰部６２Ａから同一平面内で９０度に２回折り返されて１８０度転回する折返部６２Ｂ、この折返部６２Ｂから延設され、前記回収スクリュー側貼付部６１Ａ上に配置される供給スクリュー側余剰部６２Ｃ、この供給スクリュー側余剰部６２Ｃから９０度折り曲げられ、回収スクリュー３４の回転軸３４ａに対して直角な方向をシール部材６０に転じる転向部６２Ｄ、この転向部６２Ｄから延設される固定部６２Ｅを構成する。

ここで、前記接着部６１の折返部６２Ｂ及び余剰部６２の折返部６２Ｂは、図１０に示すように、重ねられた状態で前記スクリュー側ハウジング３０Ｂに配置された第１案内部７０で案内される。この第１案内部７０は、２本の転向ローラ７１、７２をスクリュー側ハウジング３０Ｂの両開口５１、５２に隣接して設けられた断面Ｃ字状の係合突起７３、７４、７５、７６に回動可能に保持して構成したものである。前記係合突起７３、７４、７５、７６は、転向ローラ７１、７２が９０度を挟む位置に配置するよう設置され、シール部材６０が略同一の平面内で１８０度転向させる。前記係合突起７３、７４、７５、７６は、断面Ｃ字状に形成され、転向ローラ７１、７２を回転可能且つ回転により外れないように保持する。
また、余剰部６２の転向部６２Ｄは、第２案内部８０で９０度転向される。この第２案内部８０は、図１１に示すように、板状のスリット部材８１に形成した２つの係合突起８２、８３に転向ローラ８４を回動可能に保持して構成したものである。また、このスリット部材８１には前記シール部材６０が通過するスリット部８５が形成され、このスリット部８５にはシール部材６０に付着したトナー及びキャリアを除去する除去部材としてのスポンジ部材８６が配置されている。なお、前記係合突起８２、８３は、前記係合突起７３、７４、７５、７６と同様の構成を備え、転向ローラ８４を回転可能且つ回転により外れないように保持する。
前記スポンジ部材８６は、シール部材６０を巻き取る際に、シール部材６０の片面に付着しているトナーやキャリア等の現像剤を除去する。現像剤が駆動部へ入り込むと、駆動に必要なトルクの上昇を引き起こす場合がある。本例ではこのような事態を防止している。なお、本例ではシール部材を回収スクリュー３４の回転軸３４ａに巻き取るため、プリセットシールの巻き取りと同時に現像剤の汲み上げ＆回収も行われており、巻き取る途中のシール部材６０上に現像剤が落ちていく構成となっているが、前記スポンジ部材８６を配置しているので、現像剤が駆動部へ入り込む事態や、現像剤が外部へ漏れ出してユーザーの着衣などを汚す事態を防止できる。

本例では、シール部材６０の固定部６２Ｅを回収スクリュー３４の回転軸３４ａに固定して巻き取る。シール部材６０の回収スクリュー３４への取り付け状態について説明する。
図１２はシール部材のスクリュー軸への取り付け状態を示す斜視図である。
この例では、回転軸３４ａにシール部材６０の固定用のクリップ部５４を形成している。このクリップ部５４は弾性のある素材で形成され、前記固定部６２Ｅを弾性的に挟み込むものである。そして、このクリップ部５４でシール部材６０の固定部６２Ｅを挟んだ後、回収スクリュー３４を回動駆動させることによりシール部材６０を回転軸３４ａに巻き込んでシール部材６０を固定する。
シール部材６０のスクリュー側ハウジング３０Ｂへの取り付けは以下の手順による。まず、供給スクリュー３３及び回収スクリュー３４をスクリュー側ハウジング３０Ｂに供給スクリューギア４５、回収スクリューギア４６等と共に組み付けておく。次にシール部材６０をスクリュー側ハウジング３０Ｂにホットメルト接着材で接着する。そして、シール部材６０を図９、図１０に示すように折り畳む。このときスリット部材８１はまだスクリュー側ハウジング３０Ｂに固定しない。次に自由な状態となっている固定部６２Ｅを前記クリップ部５４に挟み込み、スリット部材８１を取り付け、回収スクリューギア４６を手で回してシール部材６０のたるみを巻き取る。このとき、スクリュー側ハウジング３０Ｂのみの組立作業になるので、現像ローラ側ハウジング３０Ａ側の駆動部材を回転させる必要がなく、回収スクリューギア４６を回転させるために必要な力は小さくてすむ。
また、本例では、図９に示すように、回収スクリュー側開口５２の配置領域と、シール部材６０の巻き取り領域との間に、隔壁５４を設けており、巻き取ったシール部材が回収スクリュー３４の配置領域に侵入しないようにしている。

従って本例に係る画像形成装置によれば、画像形成装置の使用前に回収スクリュー３４を駆動して回転軸３４ａにシール部材６０を巻き取る。回転軸３４ａを回転駆動させると、シール部材６０は第２案内部８０、第１案内部７０を介して牽引され、供給スクリュー側貼付部６１Ｃ、供給スクリュー側余剰部６２Ａの順に剥がされていき、接着部６１の取り外しが終わると回転軸３４ａに巻き取られて収納される。本例によれば、シール部材６０の自動巻取りを回収スクリュー３４の回転軸３４ａで行わせるので、画像形成装置内にセット後の最初の駆動でシール部材６０をスクリュー側ハウジング３０Ｂからはがすことができ、この処理に際して、巻き取り専用の駆動部品を装置外に設ける必要がなく、装置のコンパクト化を達成できる。また、シール部材６０の折返しがシール部材６０の接着面と略同一の面内で行われるので、折返しのためのスペースが小さくて済み、装置の小型化が図れる。
なお、前記第１案内部７０の転向ローラ７１、７２、第２案内部８０の転向ローラ８４は回動可能なものとして説明したが、転向ローラを回動しないように配置して、シール部材６０が摺動してその方向が転向されるようにできる他、転向ローラに代えてシール部材６０が摺動する摺動部材を配置することができる。

前述のように、本例では、前記回収攪拌スクリュー側の開口部に封入シールの一端を貼り付け、４５度の折り返しを２回行って汲み上げスクリュー側の開口部に封入シールを貼り付ける。汲み上げ側の開口部に貼り付けた後、１８０度折り返して、２つの開口部への貼り付けと重なるように封入シールをたたんでいく。更に封入シールの端部は巻き取り軸の近くで９０度折り返され、巻き取り軸に巻き取られる構成となっている。
通常、このようにローラを４５度の角度に配置してシール部材のようなベルト状部材の搬送方向を変える構成は使用されず、前記特許文献５に示したように、ベルト状部材をねじる構成が使われる。ローラを使用する構成ではベルト状部材がローラの長手方向に寄ってしまい、ベルト状部材に余分な力がかかって変形する場合や、変形までいかない場合でも余分な力がかかるために寿命が短くなるという欠点があるためである。これに対して、本例ではベルト状部材を数十センチ巻き取るだけであるため、寿命を気にする必要はなく、変形もわずかですむため、問題とはならない。
シール部材が寄ってしまうのは、以下の理由による。ここで、ローラが回転する場合とローラが固定されておりシール部材が摺動する場合とではシール部材のよりが生じるメカニズムが異なる。

図１３はシール部材の移動を説明するための図である。図１３（ａ）に示すように、シール部材２１０を所定角度に設置したローラ２２０で方向を変換して巻き取る場合を考える。ローラ２２０付近のシール部材２１０にかかる力は、図１３（ｂ）に示すようになる。ここで、巻き取りの駆動力（ローラ２２０よりも巻取軸側の張力）をＡ、ローラ２２０がシール部材２１０に与える力をＣ、シール部材２２０がはがれるのに必要な力（ローラ２２０よりもシール部材２１０接着部分側の張力）をＢとする。このとき、もしローラ２２０とシール部材２１０の間の摩擦力がゼロであれば、Ａ＝Ｂとなり、ＡとＢの合力が力Ｃとつりあうため、シール部材２１０を移動させる力は作用しない。
しかし、ローラ２２０が回転しない場合、ローラ２２０とシール部材２１０の間には摩擦力が働くため、Ｂの大きさよりもＡの大きさのほうが大きくなる。つまり、シール部材２２０をはがすのに必要な力よりも、ローラ２２０がシール部材２２０に与える摩擦力分大きな力でシールを巻き取らねばならない。このため、図１３（ｂ）に示すように、ＡとＢの合力がＣの方向とずれることになる。この結果、Ｄ方向（図１３（ａ）参照）の力が生じて、シール部材２２０がＤ方向に寄ることになる。
一方、ローラ２２０が回転する場合には、図１３（ｃ）に示すようになる。当初、ローラ２２０に太線で示すようにシール部材２２０の端部２１０Ａが掛けられているとする。ここで、ローラ２２０が少しだけ図の矢印Ｅ方向に回転とする。すると、シール部材２２０の端部２１０Ａの点Ｃは、ローラ２２０の回転に従って点Ｂに移動する。このような移動により、ローラ２２０の回転によりシール部材２２０の端部２１０Ａは細線で示したシール部材２２０の端部２１０Ｂに移動するように力が働くことになる。従って、ローラ２２０が回転する場合には、図中の左斜め上方向への寄り力が生じることになる。

次に本発明の第２の実施形態について説明する。
図１４は第２の実施形態例に係る現像装置を示す分解斜視図、図１５は第２の実施形態例に係る現像装置におけるシール部材の配置状態を示す斜視図である。
本例に係る現像装置は、供給スクリュー側開口５１と回収スクリュー側開口５２とを異なる２枚のシール部材９１、９２で密閉し、これらシール部材９１、９２を同時に回収スクリュー３４の回転軸３４ａに巻き取るものである。
シール部材９１は、前記供給スクリュー側開口５１の周縁に貼り付けられる供給スクリュー側貼付部９１Ａ、この供給スクリュー側貼付部９１Ａから１８０度折り返される折返部９１Ｂ、折返部９１Ｂから延設され前記供給スクリュー側貼付部９１Ａの上側に配置される延設部９１Ｃ、延設部９１Ｃから９０度折り曲げられ回収スクリュー３４の回転軸３４ａに対して直角な方向にシール部材９１を転じる転向部９１Ｄ、この転向部９１Ｄから延設される固定部９１Ｅと、を構成する。本例では、折返部９１Ｂ〜固定部９１Ｅがシール部材９１の余剰部を構成する。

また、シール部材９２は、前記回収スクリュー側開口５２の周縁に貼り付けられる回収スクリュー側貼付部９２Ａ、この回収スクリュー側貼付部９２Ａから１８０度折り返される折返部９２Ｂ、折返部９２Ｂから延設され前記回収スクリュー側貼付部９２Ａの上側に配置される延設部９２Ｃ、延設部９２Ｃから９０度折り曲げられ回収スクリュー３４の回転軸３４ａに対して直角な方向にシール部材９２を転じる転向部９２Ｄ、この転向部９２Ｄから延設される固定部９２Ｅと、を構成する。本例では、折返部９２Ｂ〜固定部９２Ｅがシール部材９１の余剰部を構成する。
そして、前記シール部材９１の転向部９１Ｄは案内部１０１で、シール部材９２の転向部９２Ｄは案内部１０２で案内される。案内部１０１は、スクリュー側ハウジング３０Ｂの供給スクリュー側開口５１に隣接する領域に配置された転向ローラ１０３が配置されて構成される。この転向ローラ１０３は、前記第１の実施形態例と同様に略Ｃ字形状の係合突起に係合され、延設部９１Ｃの延設方向に対して４５度の角度をなして回動可能に配置される。そして、案内部１０２は、前記第１の実施形態の第２案内部８０と同様に、回収スクリュー側開口５２に隣接する回収スクリュー３４の回転軸３４ａに臨んで配置されるスリット部材１０６に転向ローラ１０４を回転自在に配置して構成される。また、案内部１０２にはスリット部１０５が形成され、このスリット部１０５にはスポンジ部材が配置される。

そして、シール部材９１、９２の固定部９１Ｅ、９２Ｅは前記第１の例と同様に、回転軸３４ａに固定され、回収スクリュー３４の駆動により引っ張られ、両貼付部９１Ａ、９２Ａが両開口５１、５２から引き剥がされる。本例に係る現像装置は、２枚重ねたシール部材９１、９２を３４ａで一度に巻き取るようにしたので、短時間でシール部材を巻き取ることができる。
また、図１４に示すように、シール部材９１、９２の糊付け位置をシール部材９１と、シール部材９２とで延設方向に異なる位置、即ちシール部材９１については位置Ｈ、シール部材９２については位置Ｉからとしてその位置が異なるようにすれば、回転軸３４ａが回転を開始し、両シール部材９１、９２を巻き取り始めるとき、シール部材のはがし始めのタイミングがずれ、駆動に必要な最大トルク値を抑えることができる。

次に本発明の第３の実施形態について説明する。
図１６は第３の実施の形態例に係る現像装置を示す分解斜視図、図１７及び図１８は第３の実施形態例に係る現像装置におけるシール部材の配置状態を示す斜視図である。
本例は、供給スクリュー側開口５１と回収スクリュー側開口５２とを異なる２枚のシール部材１１１、１１２で密封し、シール部材１１１を供給スクリュー３３の回転軸３３ａに、シール部材１１２を回収スクリュー３４の回転軸３４ａで巻き取るものである。
本例では、シール部材１１１は、前記供給スクリュー側開口５１の周縁に貼り付けられる供給スクリュー側貼付部１１１Ａ、この供給スクリュー側貼付部１１１Ａから１８０度折り返される折返部１１１Ｂ、折返部１１１Ｂから延設され前記供給スクリュー側貼付部１１１Ａの上側に配置される延設部１１１Ｃ、延設部１１１Ｃから９０度折り曲げられ回収スクリュー３４の回転軸３４ａに対して直角な方向にシール部材１１１を転じる転向部１１１Ｄ、この転向部１１１Ｄから延設される固定部１１１Ｅと、を構成する。本例では、折返部１１１Ｂ〜固定部１１１Ｅがシール部材１１１の余剰部を構成する。

同様に、シール部材１１２は、前記回収スクリュー側開口５２の周縁に貼り付けられる供給スクリュー側貼付部１１２Ａ、この供給スクリュー側貼付部１１２Ａから１８０度折り返される折返部１１２Ｂ、折返部１１２Ｂから延設され前記供給スクリュー側貼付部１１２Ａの上側に延設される延設部１１２Ｃ、延設部１１２Ｃから９０度折り曲げられ供給スクリュー３３の回転軸３３ａに対して直角な方向にシール部材１１２を転じる転向部１１２Ｄ、この転向部１１２Ｄから延設される固定部１１２Ｅと、を構成する。本例では、折返部１１２Ｂ〜固定部１１２Ｅがシール部材１１２の余剰部を構成する。
そして、本例では前記シール部材１１１の転向部１１１Ｄは、図１８に示すように、案内部１２１で、シール部材１１２の転向部１１２Ｄは、図１９に示すように、案内部１２２で案内される。案内部１２１、１２２は、スリット部１２５、１２７を備える板状のスリット部材１２３、１２５に回動可能な転向ローラ１２４、１２６を所定角度位置に配置して構成される。本例によれば、２枚のシール部材１１１、１１２をそれぞれ別の回転軸３３ａ、３４ａで同時に巻き取ることができるので、２つの開口５１、５２を同時に開放することができ、セットアップ時間を短縮することができる。

３１ 現像ローラ、３０ 現像ハウジング、３０Ａ 現像ローラ側ハウジング、３０Ｂ スクリュー側ハウジング、３３ 供給スクリュー（搬送部材）、３４ 回収スクリュー（搬送部材）、３４ａ 回転軸、６０ シール部材、７０ 第１案内部、８０ 第２案内部

特許第３５０７３７２号 特開２００３−２１５８９５公報 特開２０００−２３５３０１公報 特開２００５−１０２８６公報 特開２００１−１８８４１５公報

Claims (11)

1. 現像ローラ及び内蔵された現像剤を回転して搬送する現像剤搬送部材を保持し、前記現像ローラ及び前記現像剤搬送部材の間を連通する開口を備えた現像ハウジングと、
   該現像ハウジングの開口形成部への貼付部と、該貼付部から連続形成された余剰部と、を備えて前記開口を閉塞するように前記現像剤搬送部材側の前記現像ハウジングに貼り付けられる短冊状のシール部材と、
   該シール部材を前記現像ハウジングへの貼り付け面と略同一平面状で折り曲げるようにガイドする案内部材と、を備え、
   前記シール部材の余剰部は、前記現像剤搬送部材の回転に伴って前記シール部材が前記現像ハウジング内に巻き取られるように前記現像剤搬送部材の回転軸に固定されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像ローラと前記現像剤搬送部材との間は２つの開口部によって連通しており、前記シール部材は前記２つの開口部を閉塞するように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記２つの開口部は、折り返して配置した１枚の連続したシール部材で閉塞されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記１枚の連続したシール部材を前記現像ハウジングへの貼り付け面と略同一平面状で折り曲げるようにガイドする案内部材を備えたことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記２つの開口部は、それぞれ１枚のシール部材でシールされており、各シール部材は、互いに重なった状態で同一の回転軸に巻き取られることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
6. 前記２枚のシール部材は、開口部を閉塞するため貼り付けられた部分のはがれ始める時期が異なるよう設置されていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 各シール部材は、それぞれ異なる現像剤搬送部材の回転軸で巻き取られることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
8. 前記シール部材に付着したトナー及びキャリアを除去する除去部材を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の現像装置。
9. 前記シール部材の折り曲げ部分に、前記シール部材の引抜きを案内する案内部材を備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の現像装置。
10. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の現像装置と、感光体と、前記感光体を回転可能に保持した感光体ハウジングとを一体に構成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の現像装置又は請求項１０に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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