JP2011248261A - キャップ及び現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の充填口に強固に固定され、運搬等の際に外れにくいキャップを提供する。
【解決手段】キャップ１００は、現像剤を充填するための充填口２８Ａに装着され、充填口２８Ａに装着される有底筒状のキャップ本体１１０と、キャップ本体１１０よりも剛性が高く、キャップ本体１１０に係合してキャップ本体１１０の変形を規制するロック部材１２０とを備えている。このように構成することにより、キャップ本体１１０の変形が規制され、キャップ１００が充填口２８Ａに強固に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像剤を充填するための充填口に装着されるキャップ及び該キャップを備えた現像装置に関する。

環境問題を考慮して、レーザプリンタで使用される現像剤が充填されたカートリッジは、使用後に回収され、現像剤を再充填して再利用されることがある。

そこで、従来、現像剤の再充填を容易にするために、カートリッジの充填口に取り付けられるキャップには、様々な工夫がされている。

例えば、薄肉のキャップの底部にノブを設け、このノブを引っ張ったり押し込んだりすることによって、キャップを、充填口に対して高圧嵌合状態と低圧嵌合状態へと変形させ、スムーズに開閉が行えるキャップが知られている（特許文献１参照）。また、充填口に取り付けられるキャップの取り外しを容易にするために、取り外し治具を係合する係合部を設けたキャップも知られている（特許文献２参照）。

特開平１０−１１１５９６号公報 特開２００５−１４８３４３号公報

しかしながら、前述した技術では、キャップの着脱は容易であるが、運搬や保管等の際に、キャップの変形により、誤ってキャップが外れてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、運搬等の際に外れにくいキャップを提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明に係るキャップは、現像剤を充填するための充填口に装着されるキャップであって、前記充填口に装着される有底筒状のキャップ本体と、前記キャップ本体よりも剛性が高く、前記キャップ本体に係合して前記キャップ本体の変形を規制するロック部材とを備えることを特徴とする。

このように構成されたキャップによれば、キャップ本体にロック部材が係合することで、キャップ本体の変形を規制するため、キャップが充填口に強固に固定され、誤ってキャップが外れることを防止することができる。

本発明によれば、現像剤を充填するための充填口に装着されるキャップが、キャップ本体と、キャップ本体よりも剛性が高く、キャップ本体の変形を規制するロック部材とから構成されることにより、キャップを外れにくくすることができる。

本発明の一実施形態に係るキャップを備えたレーザプリンタを示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係るキャップを示す分解斜視図である。 キャップ本体を示す正面図（ａ）と、（ａ）のＸ−Ｘ断面図（ｂ）である。 キャップを示す斜視図（ａ）と、（ａ）のＹ−Ｙ断面図（ｂ）である。 現像カートリッジの側面図である。 他の変形例における現像カートリッジのカバー体を外した状態を示す側面図（ａ）と、カバー体を取り付けた状態を示す側面図（ｂ）である。 他の変形例における現像カートリッジの側面図である。 他の変形例におけるプロセスカートリッジの斜視図である。 他の変形例におけるキャップを示す分解斜視図（ａ）と、キャップの断面図（ｂ）である。

［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、本発明のキャップを有する現像装置が装着されて用いられるレーザプリンタ１（画像形成装置）の全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することにする。

また、以下の説明においては、レーザプリンタ１の使用時におけるユーザを基準にした方向で説明することにする。すなわち、図１においては、右側を「手前側」とし、左側を「奥側」とし、紙面垂直方向のうち奥側を「右側」とし、紙面垂直方向のうち手前側を「左側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

＜レーザプリンタの全体構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、公知の構造であり、主に、給紙トレイ６、用紙押圧板７および用紙搬送機構９を備えている。そして、フィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙押圧板７によって上方に寄せられ、用紙搬送機構９によって画像形成部５に搬送される。

＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナユニット１６、プロセスカートリッジ１７、定着部１８などを備えている。

スキャナユニット１６は、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。スキャナユニット１６では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１７は、本体ケーシング２の手前側のフロントカバー２Ａを適宜開放することで、本体ケーシング２に対して着脱可能となっている。このプロセスカートリッジ１７は、現像装置の一例としての現像カートリッジ２８とドラムユニット５１とで主に構成されている。

現像カートリッジ２８は、ドラムユニット５１を介して本体ケーシング２に対して着脱自在、或いは本体ケーシング２に固定されたドラムユニット５１に対して着脱自在に装着されている。現像カートリッジ２８は、主に、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーホッパ３４を備えている。

この現像カートリッジ２８では、トナーホッパ３４内の現像剤の一例としてのトナーが、アジテータ３４Ａで攪拌された後、供給ローラ３３により現像ローラ３１に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に進入し、さらに摩擦帯電されつつ、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。なお、現像カートリッジ２８の詳細については、後で詳述することとする。

ドラムユニット５１は、公知の感光ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９および転写ローラ３０を主に備えている。そして、このドラムユニット５１内において、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナユニット１６からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持されているトナーが、感光ドラム２７の表面上に形成される静電潜像に供給されて、感光ドラム２７の表面上にトナー像が形成される。その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０の間で用紙３が搬送されることで、感光ドラム２７の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。

定着部１８は、公知の構造であり、加熱ローラ４１と、押圧ローラ４２とを備えている。そして、定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させている。なお、定着部１８で熱定着された用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に送り出される。

＜キャップの構成＞
次に、本発明の特徴部分となるキャップ１００の詳細構造について説明する。
図２に示すように、現像カートリッジ２８の側壁には、トナーを充填するための充填口２８Ａが形成されている。この充填口２８Ａには、トナー充填後、キャップ１００が装着される。キャップ１００は、充填口２８Ａを密封するキャップ本体１１０と、キャップ本体１１０に嵌合するロック部材１２０とから構成される。

キャップ本体１１０は、ポリプロピレンなどの可撓性のある樹脂から形成され、図３（ａ）及び（ｂ）に示すような、円筒状の側壁部１１１と、側壁部１１１の一端側を塞ぐ底部１１６とからなる有底円筒状の構造を有している。

側壁部１１１の外周面には、図３（ｂ）に示すように、周方向に沿って複数のリブ１１２が形成されており、リブ１１２の外径は、現像カートリッジ２８に設けられる充填口２８Ａの内径よりも大きくなるように設定されている。これにより、側壁部１１１がリブ１１２において充填口２８Ａの内周面に密着するため、側壁部１１１と充填口２８Ａの隙間からトナーが漏れるのを防ぐ。

また、側壁部１１１は、開口縁部に第１の鍔部１１５が設けられている。この第１の鍔部１１５は、充填口２８Ａの内径よりも大きい外径を有している。これにより、第１の鍔部１１５が充填口２８Ａ周辺の現像カートリッジ２８の側壁に引っかかり、キャップ１００が充填口２８Ａから現像カートリッジ２８の内部へ入り込むことを防ぐ。

側壁部１１１の内側には、図３（ａ）に示すように、四つの内壁部１１３と、二つの円弧状部１１４（接続部）が設けられている。

内壁部１１３は、底部１１６から立設し、かつ側壁部１１１の周方向に等間隔になるように、側壁部１１１の内周面から内側に向かって延びており、放射状をなしている。

二つの円弧状部１１４は、底部１１６の中心を中心点とした円弧の形をしており、互いに向かい合って底部１１６に立設している。この二つの円弧状部１１４は、一方は、隣接する二つの内壁部１１３の端部同士を接続し、もう一方は、残りの二つの内壁部１１３の端部同士を接続している。

また、図３（ｂ）に示すように、各円弧状部１１４の底部１１６側には、後述するロック部材１２０の係止爪１２４が係合する穴１１４Ａが設けられている。

図２に示すように、ロック部材１２０は、キャップ本体１１０よりも剛性の高い、例えば、ポリスチレンやＡＢＳ樹脂などから形成され、円筒部１２１と、第２の鍔部１２５と、ボス部１２６とを主に有している。

円筒部１２１の外径は、図４（ｂ）に示すように、ロック部材１２０がキャップ本体１１０に係合したときに、円筒部１２１の外周面がキャップ本体１１０の二つの円弧状部１１４の内周面に当接するように設定されている。また、円筒部１２１の一端（第２の鍔部１２５とは反対側の端部）には、円弧状部１１４の穴１１４Ａに係合する二つの係止爪１２４（係止部）が円筒部１２１の径方向で対向するように設けられている。

第２の鍔部１２５は、円筒部１２１の係止爪１２４が設けられている端部とは逆側の端部に設けられており、その外周面１２５Ａは、ロック部材１２０がキャップ本体１１０に係合したときに、キャップ本体１１０の第１の鍔部１１５の内周面１１５Ａと近接する。

ボス部１２６は、第２の鍔部１２５から外側、すなわち、キャップ１００の装着方向とは逆側に向かって突出している円筒状の部材である。

以上のような構造を有するロック部材１２０は、図４（ａ）に示すように、キャップ本体１１０に嵌入されている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、ロック部材１２０の円筒部１２１が、キャップ本体１１０の二つの円弧状部１１４の間に嵌合し、係止爪１２４が、円弧状部１１４の穴１１４Ａに係合している。

次に、キャップ１００が装着される現像カートリッジ２８の詳細構造について説明する。
図５に示すように、現像カートリッジ２８は、前記した現像ローラ３１等を備える他、カートリッジ本体６０を備えており、カートリッジ本体６０には、ギヤ列６１と、回転体駆動ギヤ８０と、回転体９０（ギヤ）とが設けられている。

ギヤ列６１は、外部から入力される駆動力を前記した現像ローラ３１、供給ローラ３３およびアジテータ３４Ａに伝達させる機構である。具体的に、ギヤ列６１は、外部から駆動力が伝達される入力ギヤ６２と、この入力ギヤ６２に直接噛み合う現像ローラ駆動ギヤ６３および供給ローラ駆動ギヤ６４と、入力ギヤ６２に中間ギヤ６５を介して噛み合うアジテータ駆動ギヤ６６とを備えて構成されている。ここで、現像ローラ駆動ギヤ６３、供給ローラ駆動ギヤ６４およびアジテータ駆動ギヤ６６は、それぞれ図１に示した現像ローラ３１、供給ローラ３３およびアジテータ３４Ａを駆動させるギヤであり、現像ローラ３１、供給ローラ３３およびアジテータ３４Ａの各軸の端部に一体に設けられている。

この現像カートリッジ２８の側壁に装着されるキャップ１００のボス部１２６には、回転体９０が取り付けられ、回転体９０の支軸となる。

以上のような構成のキャップ１００の作用及び効果について説明する。
キャップ本体１１０に、キャップ本体１１０よりも剛性の高いロック部材１２０が嵌合することにより、キャップ本体１１０の内側への変形を規制することができる。

具体的には、キャップ本体１１０の二つの円弧状部１１４の間に、ロック部材１２０（円筒部１２１）が嵌合することにより、円弧状部１１４の内側への変形（撓み）が規制される。そしてこのとき、内壁部１１３が、側壁部１１１と円弧状部１１４の間でつっぱりとして機能するため、側壁部１１１が内側に撓めなくなるので、キャップ１００が充填口２８Ａから外れにくくなる。

また、ロック部材１２０に係止爪１２４を設け、この係止爪１２４をキャップ本体１１０の穴１１４Ａに係合させることにより、ロック部材１２０がキャップ本体１１０から誤って外れてしまうことを防ぐことができる。

さらに、第２の鍔部１２５を設けることにより、工具などが当たることによって、誤って係止爪１２４が穴１１４Ａから外れてしまうことを防いでいる。

また、ロック部材１２０に外側に突出したボス部１２６を設けることにより、現像カートリッジ２８の側壁に新たに支軸を設けなくとも、キャップ１００を回転体９０の支軸として利用することができる。

前記実施形態では、キャップ本体１１０に、内壁部１１３が四つ設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、内壁部１１３が三つまたは五つ以上設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、キャップ本体１１０に、内壁部１１３の端部同士を接続する円弧状部１１４が設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。円弧状部１１４を設けなくてもよいし、内壁部１１３を端部以外の部分同士で接続してもよい。

前記実施形態では、キャップ本体１１０に穴１１４Ａを設け、ロック部材１２０には係止爪１２４を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、穴１１４Ａや係止爪１２４を設けず、ロック部材１２０をキャップ本体１１０に圧入してもよい。

前記実施形態では、キャップ１００のボス部１２６は、現像カートリッジ２８に設けられる回転体９０等のギヤの支軸として利用されるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、中間ギヤ６５や回転体駆動ギヤ８０の支軸として利用してもよい。

また、キャップ１００は、キャップ１００のボス部１２６にネジ穴を設け、ネジ固定用ボスとして利用することもできる。

具体的には、図６（ａ）に示すように、現像カートリッジ２８は、側壁に、ネジ穴が設けられた三つのネジ固定用ボス１４０と、ネジ穴が設けられたボス部１２６を有している。この現像カートリッジ２８の側壁に、ギヤ列６１を覆うカバー部材７０を取り付け、図６（ｂ）に示すように、ネジ固定用ボス１４０とキャップ１００のボス部１２６に、ネジ１４１を止めることにより、カバー部材７０を現像カートリッジ２８の側壁に固定することができる。

また、図７に示すように、キャップ１００のボス部１２６は、回転体１５１に一方への回転付勢力を与えるためのねじりコイルバネ１５０のコイル部に入る支軸として利用することもできる。

さらに、ボス部１２６は、プロセスカートリッジ１７に設けられる押圧部材１６０の被押圧部として利用することもできる。

例えば、画像形成時には、現像ローラ３１の表面に担持されたトナーを感光ドラム２７の表面に形成された静電潜像に供給してトナー像を形成するため、現像ローラ３１を感光ドラム２７の表面に押圧させる必要がある。そこで、図８に示すように、プロセスカートリッジ１７に設けられている押圧部材１６０がボス部１２６を押圧することで、現像ローラ３１を感光ドラム２７に押圧することができる。なお、図示は省略するが、現像カートリッジ２８の右側の側壁には、ボスが設けられており、押圧部材１６０によって押圧される。これにより、左右方向において、現像ローラ３１を感光ドラム２７に均一に押圧できる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は主にキャップの構造を変更したものであるため、その点について詳細に説明し、第１実施形態と同様の構成要素については同一符号を付してその説明を省略することとする。

図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、キャップ１００は、キャップ本体１１０と、ロック部材１２０とを備えた構造を有している。

図９（ａ）に示すように、キャップ本体１１０は、円筒状の側壁部１１１と、側壁部１１１の一端部を塞ぐ底部１１６とからなる有底円筒状をなしており、底部１１６には、円筒状の筒状壁部１１７が立設している。また、筒状壁部１１７の底部側の端部には、穴１１７Ａが形成されている。

ロック部材１２０は、キャップ本体１１０よりも剛性の高い樹脂等で形成されており、第１の円筒部１２２の一端部を塞いだ構造を有している。そして、第１の円筒部１２２の内部には、端部に係止爪１２４を有する第２の円筒部１２３が設けられている。

図９（ｂ）に示すように、キャップ本体１１０にロック部材１２０が係合した状態では、第１の円筒部１２２の外周面は、キャップ本体１１０の側壁部１１１の内周面に隣接し、第２の円筒部１２３の内周面は、キャップ本体１１０の筒状壁部１１７の外周面に当接する。さらに、係止爪１２４は、筒状壁部１１７の穴１１７Ａに係止される。

また、キャップ本体１１０とロック部材１２０は、キャップ本体１１０の開口縁部と、ロック部材１２０の底部１２８外面が面一となっている。

以上のような構成のキャップ１００の作用及び効果について説明する。
側壁部１１１と筒状壁部１１７の間に、キャップ本体１１０よりも剛性の高いロック部材１２０が嵌合するため、キャップ本体１１０（側壁部１１１）の内側への変形を規制することができる。これにより、キャップ１００が外れにくくなる。

また、側壁部１１１の開口縁部と、ロック部材１２０とが面一であるので、現像装置に、キャップ１００を跨いで、テープ等を貼るための平面を構成することができる。

前記実施形態では、ロック部材１２０の第２の円筒部１２３の内周面が、キャップ本体１１０の筒状壁部１１７の内周面に当接していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第２の円筒部１２３の外周面が、キャップ本体１１０の筒状壁部１１７の内周面に当接してもよい。

前記実施形態では、側壁部１１１の開口縁部と、ロック部材１２０とが面一となるよう設定されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ロック部材１２０が、側壁部１１１の開口縁部から突出していてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、キャップ本体１１０は、有底円筒状をなしていたが、本発明はこれに限定されず、充填口２８Ａの周面に密着することができれば、例えば、多角形の底面を有する有底筒状をなしていてもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

１ レーザプリンタ
２８ 現像カートリッジ
２８Ａ 充填口
１００ キャップ
１１０ キャップ本体
１１１ 側壁部
１１２ リブ
１１３ 内壁部
１１４ 円弧状部
１１４Ａ 穴
１１５ 第１の鍔部
１１６ 底部
１１７ 筒状壁部
１１７Ａ 穴
１２０ ロック部材
１２１ 円筒部
１２２ 第１の円筒部
１２３ 第２の円筒部
１２４ 係止爪
１２５ 第２の鍔部
１２６ ボス部

Claims (15)

1. 現像剤を充填するための充填口に装着されるキャップであって、
   前記充填口に装着される有底筒状のキャップ本体と、
   前記キャップ本体よりも剛性が高く、前記キャップ本体に係合して前記キャップ本体の変形を規制するロック部材とを備えることを特徴とするキャップ。
2. 前記キャップ本体は、前記充填口と密着する側壁部と、前記側壁部の内周面から内側へ向かって延びる三つ以上の放射状の内壁部と、隣接する内壁部同士を接続し、前記キャップ本体の底部に立設する接続部とを備え、
   前記ロック部材の周面は、前記接続部と当接し、前記接続部の内方への変形を規制することを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
3. 前記接続部は、隣接する前記内壁部の組のうち、少なくとも１組を除く他の組の前記内壁部同士を接続することを特徴とする請求項２に記載のキャップ。
4. 前記キャップ本体は、前記充填口と密着する側壁部の内側に設けられる筒状壁部を有し、
   前記ロック部材は、前記側壁部と前記筒状壁部の間に嵌合することを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
5. 前記ロック部材は、前記接続部に係合する係止部を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のキャップ。
6. 前記ロック部材は、前記筒状壁部に係合する係止部を備えていることを特徴とする請求項４に記載のキャップ。
7. 前記キャップ本体には、前記側壁部の開口縁部に第１の鍔部が設けられていることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のキャップ。
8. 前記ロック部材は、前記第１の鍔部の内周面に近接する外周面を有する第２の鍔部を備えていることを特徴とする請求項７に記載のキャップ。
9. 前記側壁部の外周には、周方向に沿ってリブが設けられていることを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載のキャップ。
10. 前記ロック部材は、外側に向けて突出するボス部を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のキャップ。
11. 前記ロック部材は、前記キャップ本体から突出することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のキャップ。
12. 前記ロック部材は、前記キャップ本体の開口縁部と面一であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のキャップ。
13. 外部から入力された駆動力を伝達するためのギヤ列を備えた現像装置であって、
    請求項１０に記載のキャップを備え、
    前記ボス部は、ギヤの支軸あるいはねじりコイルバネの支軸であることを特徴とする現像装置。
14. 外部から入力された駆動力を伝達するためのギヤ列と、当該ギヤ列を覆うカバー部材とを備えた現像装置であって、
    請求項１０に記載のキャップを備え、
    前記ボス部は、前記カバー部材を固定するためのネジが入る穴が設けられたネジ固定用ボスであることを特徴とする現像装置。
15. 画像形成装置に装着されたときに押圧部材に押圧される現像装置であって、
    請求項１０に記載のキャップを備え、
    前記ボス部は、前記押圧部材に押圧される被押圧部であることを特徴とする現像装置。

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