JP2012226253A - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】トナーシール部材を自動的に巻き取る機構を有する現像装置において、現像ローラが現像ブレードとトナーを介さずに直接摺擦し傷つくことを防止する。
【解決手段】現像ローラ１８の駆動に伴い回転駆動することで、トナーシール部材２１を巻き取り、開口部３１の長手方向における他端側からトナーシール部材を引き剥がして開封する巻き取り部材２３を備える現像装置において、トナーシール部材２１が開口部３１を複数の層で覆っており、少なくとも一つの層に貫通孔が設けられており、巻き取り部材２３によって一定量巻き取られたとき、貫通孔を介してトナー収容室１６から現像室３３にトナーが供給される連通孔が形成され、開口部３１の他端側の端部に現れる露出部５０および連通孔５１の両方からトナーの供給が行われることを特徴とする現像装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に備えられる現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

ここで画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて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、電子写真プリンター（例えば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター等）、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ある。また、プロセスカートリッジとは、帯電手段と現像手段とクリーニング手段と電子写真感光体のうち少なくとも一つを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置に対して着脱可能とするものである。

従来の電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置には、電子写真感光体及びそれ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では、トナー（現像剤）を収容するトナー収容室に設けた開口部をトナーシール部材（封止部材）で封止し、使用開始時にトナーシール部材を引き剥がすことで開口部が開封されトナーの供給が可能となる方式が広く採用されている。

特開平７−２０９９７６号公報

しかしながら、トナーシール部材をユーザーの手で引き剥がす構成を採用している場合、トナーシール部材に付着したトナーがユーザーに接触し、ユーザーの手などが汚れることがあった。そこでトナーシール部材を手で剥がさなくても良いように、使用開始時にトナーシール部材を自動的に巻き取る機構を有する現像装置が実用化されている。このような現像装置の中には、トナーシール部材の巻き取り機構が現像装置の駆動列に接続されており、トナーシール部材の巻き取りと同時に現像装置内に備えられる現像ローラー（現像剤担持体）などの部材も回転するものが知られている。この場合、トナーが供給されるまでに行われた現像ローラーの回転により、現像ローラーと現像ブレードがトナーを介さずに直接摺擦し、現像ローラーが傷付き、縦スジなどの不具合画像が出力されることがあった。

そこで、本発明の目的は、封止部材を自動的に巻き取る機構を有する現像装置において、現像剤担持体が現像剤規制部材と直接摺擦し傷つくことを抑制することによって、良好な画像形成が可能な現像装置及びプロセスカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するため、磁力により現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備える現像室と、現像剤を収容し、前記現像剤担持体へ現像剤を供給するために開口する開口部を有する現像剤収容室と、前記開口部を封止するための封止部材と、前記開口部の長手方向における一端側であって前記現像剤収容室の外部に設けられており、前記現像剤担持体の駆動に伴い回転駆動することで、前記封止部材を巻き取り、前記封止部材を前記開口部の長手方向における
他端側から引き剥がして開封する巻き取り部材と、を備える現像装置において、前記封止部材は、前記開口部を複数の層で覆っており、少なくとも一つの層に貫通孔が設けられており、前記巻き取り部材によって前記封止部材が一定量巻き取られたとき、前記貫通孔を介して前記現像剤収容室から前記現像剤担持体に現像剤が供給される連通孔が形成され、前記開口部の前記他端側の端部に現れる露出部および前記連通孔の両方から現像剤の供給が行われることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置の駆動開始から短時間で現像剤を現像剤担持体の長手方向全体に供給することができ、現像剤担持体が現像剤規制部材とトナーを介さずに直接摺擦し傷つくことを抑制することができる。

実施例１及び２に係るプロセスカートリッジの断面図である。 実施例１及び２に係る画像形成装置の断面図である。 実施例１に係る未使用の現像装置の断面図である。 実施例１に係るトナー収容室の開口部付近の概略斜視図である。 実施例１に係る巻き取り工程時のトナー収容室を上方から見た概略断面図である。 実施例２に係る未使用の現像装置の断面図である。 実施例２に係るトナー収容室の開口部付近の概略斜視図である。 実施例２に係る巻き取り工程時のトナー収容室を上方から見た概略断面図である。

（実施例１）
まず、実施例１に係る現像装置２５とプロセスカートリッジＡの構成について説明する。図１は、実施例１に係る現像装置２５を備えるプロセスカートリッジＡの断面図であり、図２は、実施例１に係る画像形成装置Ｂの断面図である。

図１に示すように、プロセスカートリッジＡは、現像装置２５と、電子写真感光体である感光体ドラム１１と、帯電ローラ１２と、クリーナーユニット２４とを備えている。また、プロセスカートリッジＡは、図２に示すように画像形成装置Ｂに対して、着脱自在となるように構成されたものである。

実施例１に係る現像装置２５は、現像フレーム１７を備えており、現像フレーム１７内には、現像室３３と現像剤収容室としてのトナー収容室１６とを備えている。主に現像動作が行われる現像室３３には、磁力によりトナーを担持する現像剤担持体である現像ローラ１８と、現像ローラ１８上のトナーの層厚を規制する現像剤規制部材としての現像ブレード１９とが備えられている。また、トナー収容室１６内には、トナー収容室１６より開口部３１を通じて現像室３３側へトナーを搬送し、かつ、トナーを撹拌するための撹拌搬送部材２７が設けられている。また、クリーナーユニット２４には、クリーニング手段であるクリーニングブレード１４が設けられている。

次に、実施例１に係る画像形成装置Ｂの構成について説明する。図２に示すように、プロセスカートリッジＡは画像形成装置Ｂに装着されて画像形成に用いられる。画像形成は以下のように行われる。まず、シートＳが搬送ローラ７によって、画像形成装置Ｂ下部に装着されたシートカセット６から感光体ドラム１１の転写位置まで搬送される。そして、感光体ドラム１１は帯電ローラ１２によって帯電された後、露光装置８によって画像情報に応じて選択的な露光が行なわれ、静電潜像が形成される。また、露光装置８による露光
は、シートＳの搬送と同期して行なわれる。また、トナー収容室１６内のトナーは、撹拌搬送部材２７によって現像室３３側に搬送され現像ローラ１８に付着する。そして、現像ローラ１８上のトナーは現像ブレード１９によって層厚を規制されることで薄層化される。そして、現像ローラ１８に現像バイアスが印加されることによって、潜像に応じてトナーが現像ローラ１８から感光体ドラム１１へ供給される。そして、転写位置において、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、転写ローラ９に転写バイアスが印加されることによって、搬送されるシートＳ上に転写される。そして、シートＳは定着装置１０へ搬送されて画像定着され、排紙ローラ１によって画像形成装置Ｂ上部の排出部３に排出される。

次に、実施例１に係る封止部材としてのトナーシール部材２１の構成について図３乃至図５を参照して説明する。図３は、実施例１に係る未使用の現像装置２５の断面図であり、図４は、実施例１に係るトナー収容室１６の開口部３１付近の概略斜視図である。ここで、図４（ａ）は、未使用時の図であり、図４（ｂ）と図４（ｃ）は、図４（ａ）からトナーシール部材２１の一部を取り除いた図であり、図４（ｄ）は、トナーシール部材２１の全部を取り除いた図である。図５は、実施例１に係る巻き取り工程時の現像装置２５のトナー収容室１６を上方から見たときの概略断面図である。図５から分かるように開口部３１は、トナーシール部材の複数の層によって覆われている。

帯状のトナーシール部材２１の一端（自由端）は、開口部３１を封止するように開口部３１の長手方向の一端側において接着されている。そして、トナーシール部材２１は開口部３１の長手方向の他端側において折り返し点Ｍで折り返されており、トナーシール部材２１の他端（固定端）は巻き取り部材２３に固定されている。開口部３１の長手方向の一端側であって、現像装置２５の外部に設置されている巻き取り部材２３は、現像装置２５に設けられた現像駆動ギア（不図示）に接続されており、現像ローラ１８の駆動に伴って回転駆動する。

トナーシール部材２１の折り返された状態におけるトナー収容室側（現像剤収容室側）の層は、開口部３１を覆うように第一熱溶着部４７において現像フレーム１７に熱溶着されている。また、図４（ａ）のように、現像室側の層であって開口部３１の長手方向の他端側には第一貫通孔３７が設けられており、トナー収容室１６側の層であって開口部３１の長手方向の一端側には第二貫通孔３５が設けられている。

実施例１では、トナーシール部材２１と現像フレーム１７との貼り付け手段として熱溶着を用いたが、この限りではなく、超音波溶着や接着、疑似接着等を用いてもよい。また、トナーシール部材２１には、ポリプロピレンにシーラント層をラミネートしたフィルムを用い、シーラント層には、エチレン＝酢酸ビニル共重合体を用いた。

実施例１では、図４（ａ）のように、トナーシール部材２１にコの字状の切り込みが設けられ、折り返し点Ｎで折り曲げられることで、折り返し部３６が形成される。図４（ｃ）のように、折り返し部３６は、第二貫通孔３５（図中、点線部）を封止している。そして、巻き取り部材２３が矢印Ｘ方向に回転すると、矢印Ｙ方向にトナーシール部材２１が引かれることで開口部３１の長手方向の他端側からトナーシール部材２１が引き剥がされ、開口部３１が開封されるようになっている。折り返し部３６は、トナーシール部材２１自身に第二熱溶着部４８で熱溶着されている。

次に、トナーシール部材の巻き取り工程時のトナーシール部材２１の動きと、トナーの供給に関して、詳しく説明する。ここで、図５のトナー収容室１６を上方から見たときの概略断面図における点線は、トナーシール部材２１内に設けられた第一貫通孔３７と第二貫通孔３５を表している。まず、巻き取り工程開始前は、図５（ａ）のように、開口部３
１は、トナーシール部材２１によって封止されている。

そして、巻き取り工程が始まると、巻き取り部材２３は矢印Ｘ方向に回転し、トナーシール部材２１が矢印Ｙ方向に引っ張られる。すると、トナーシール部材２１の折り返し点Ｍが矢印Ｙ方向に移動し始め、開口部３１の他端側からトナーシール部材２１が引き剥がされて開封を開始する。また、開口部３１の長手方向中央付近では、折り返し部３６の折り返し点Ｎも矢印Ｙ方向に移動し始め、折り返し部３６で封止された第二貫通孔３５の開封を開始する。すると、図５（ｂ）のように、開口部３１の他端側の端部が露出し、露出部５０よりトナーがトナー収容室１６から現像室３３側へ供給される。また、トナーシール部材２１が一定量巻き取られたとき、開口部３１の長手方向中央付近では、第一貫通孔３７と第二貫通孔３５で構成される連通孔５１が現れて、連通孔５１を介してトナーが供給される。すなわち、開口部３１の他端側の端部に現れる露出部５０および連通孔５１の両方から現像剤の供給が行われることとなる。

その後、図５（ｃ）のように、露出部５０の範囲が広くなりトナーが供給される。また、折り返し部３６が全て剥がされ、第二貫通孔３５と第一貫通孔３７で構成される連通孔５１よりトナーが供給され、開口部３１の長手方向の一端側の端部にもトナーが供給される。そして、折り返し点Ｍが未使用時に第二貫通孔３５が存在した位置に到達した時点で、長手方向全域においてトナーが現像室３３に供給されたことになる。

その後もトナーシール部材２１の巻き取りは続き、図５（ｄ）のように、露出部（Ａ）５０と、第一貫通孔３７からトナーが供給される。その後、図５（ｅ）のように、トナーシール部材２１の巻き取りが完了し、開口部３１が全て露出する。

実施例１では、未使用のプロセスカートリッジＡが画像形成装置Ｂに装着された時にのみ、トナーシール部材２１を巻き取るためのトナーシール部材巻き取り工程が実行される。巻き取り工程では、画像形成装置Ｂに設けられた現像駆動モータ（不図示）が駆動を始める。それによって、現像駆動ギアに駆動が伝わり、プロセスカートリッジＡの巻き取り部材２３が矢印Ｘ方向に回転し、そして、トナーシール部材２１が矢印Ｙ方向に巻き取られる。そして、所定の時間後には、トナーシール部材２１がすべて巻き取られ、開口部３１がすべて開口する。

以上、実施例１によると、画像形成装置の駆動開始から短時間で、トナー収容室１６の設けられた開口部３１の他端側のみでなく長手方向において全体に渡ってより均等にトナーを現像ローラ１８へ供給することができる。それによって、現像ローラ１８や現像ブレード１９が直接摺察することによる傷つきを防止でき、縦スジなどの不具合画像の発生を防止することが可能となる。

なお、第一貫通孔３７が巻き取り部材２３によって巻き取られるときに移動する速度は、折り返し部３６の折り返し点Ｎが移動するときの速度の２倍になる。そのため、連通孔５１を開口部３１の長手方向の一端側の端部まで形成するためには、折り返し部３６の長手方向の長さに対して、第一貫通孔３７の長手方向の長さは２倍になることが好ましい。これによって、長手方向における開口部３１の一端側の端部まで、早く供給されることとなる。

なお、実施例１において、第二貫通孔３５を設ける代わりに、折り返されたトナーシール部材２１の一端（自由端）を、第二貫通孔３５があった場合におけるその貫通孔の他端側の端部の位置に熱溶着させる構成をとっても良い。

（実施例２）
以下、実施例２に係る特徴的な部分について説明し、実施例１と説明が重複する部分に関しては説明を省略する。まず、未使用の現像装置２５に係るトナーシール部材２１の構成に関して説明する。図６は、実施例２に係る未使用の現像装置２５の断面図であり、図７は、実施例２に係るトナー収容室１６の開口部３１付近の概略斜視図である。ここで、図７（ａ）は、未使用時の図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）より後述する第一封止部材である第一トナーシール部材４０と第二封止部材である第二トナーシール部材４１を部分的に取り除いた図である。また、図７（ｃ）は、第一トナーシール部材４０と第二トナーシール部材４１の全部を取り除いた図である。図８は、実施例２に係る第一トナーシール部材４０と第二トナーシール部材４１の巻き取り工程時におけるトナー収容室１６を上方から見たときの概略断面図である。また、図８のトナー収容室１６を上方から見たときの概略断面図の点線は第一トナーシール部材４０に設けられた第一貫通孔３７を表している。

実施例２において、図６や図７（ｂ）のように未使用の現像装置２５では、図７（ｃ）で示される開口部３１は第一トナーシール部材４０と第二トナーシール部材４１によって封止されている。ここで、第一トナーシール部材４０によって封止されている領域を第一領域４４とし、第二トナーシール部材４１によって封止されている領域を第二領域４５とする。帯状の第一トナーシール部材４０の一端（自由端）は、開口部３１を封止するように開口部３１の長手方向の中央部よりやや一端側において接着されている。そして、第一トナーシール部材４０は開口部３１の長手方向の他端側において折り返し点Ｍで折り返されており、第一トナーシール部材４０の他端（固定端）は巻き取り部材２３に固定されている。ここで、第一トナーシール部材４０は、第二トナーシール部材４１や現像フレーム１７と熱溶着されている。また、図７（ａ）のように、第一トナーシール部材４０には、折り返された状態における現像室３３側の層の長手方向における他端側に第一貫通孔３７がある。

帯状の第二トナーシール部材４１の一端（自由端）は、第二領域４５を封止するように開口部３１の長手方向の一端側において接着されている。第二トナーシール部材４１は、第一トナーシール部材４０や現像フレーム１７と熱溶着されている。そして、第二トナーシール部材４１は第二領域４５の長手方向の他端側において折り返し点Ｎで折り返されており、第二トナーシール部材４１の他端（固定端）は巻き取り部材２３に固定されている。このように、現像装置の未使用時において、第二領域４５は、第二トナーシール部材４１で封止されているので、第一トナーシール部材４０のトナー収容室１６側の層によって第二領域４５を封止する必要がない。そのため、第一トナーシール部材４０の巻き取り方向のシール長が短くなり、巻き取り時間が短縮される。

そして、第一トナーシール部材４０と第二トナーシール部材４１は巻き取り部材２３が回転すると、同時に巻き取られるようになっている。また、実施例２でも実施例１と同様に、未使用のプロセスカートリッジＡが画像形成装置Ｂに装着されると、トナーシール部材の巻き取り工程が行われる。

次に、実施例２に係るトナーシール部材２１の開封とトナーの供給に関して説明する。ここで、図８（ａ）より順番に、第一トナーシール部材４０と第二トナーシール部材４１が巻き取り部材２３に巻き取られる様子を示している。

まず、巻き取り工程開始前は、図８（ａ）のように、開口部３１は、第一トナーシール部材４０と第二トナーシール部材４１によって、封止されている。そして、巻き取り工程が始まると、巻き取り部材２３は矢印Ｘ方向に回転し、第一トナーシール部材４０が矢印Ｙ方向に引っ張られる。そして、第一トナーシール部材４０の折り返し点Ｍが矢印Ｙ方向に移動し始め、第一領域４４の開封を開始する。同時に、第二トナーシール部材４１も矢
印Ｙ方向に引っ張られ、第二トナーシール部材４１の折り返し点Ｎが矢印Ｙ方向に移動し始め、第二領域４５の開封を開始する。

すると、図８（ｂ）のように、開口部３１の長手方向の他端側の端部に露出部５３が現れて、露出部５３よりトナーが供給される。また、第一貫通孔３７が矢印Ｙ方向に移動することで、第二領域４５と第一貫通孔３７で構成される連通孔５４が現れて、連通孔５４よりトナーが供給される。すなわち、開口部３１の他端側の端部に現れる露出部５３および連通孔５４の両方から現像剤の供給が行われることとなる。

その後、図８（ｃ）のように、第二トナーシール部材４１の巻き取りは終了し、連通孔５４より、開口部３１の長手方向における一端側にもトナーが供給される。また、露出部５３からのトナーの供給は継続される。

そして、折り返し点Ｍが未使用時に第トナーシール部材４１に覆われていた位置に到達した時点で、ほぼ長手方向全域に渡って現像室３３にトナーが供給されたことになる。その後も第一トナーシール部材４０の巻き取りは続き、最終的には、図８（ｄ）のように、第一トナーシール部材４０と第二トナーシール部材４１が全て巻き取られる。そして、開口部３１が全て露出し、そこからトナーが供給される。

以上、実施例２によると、画像形成装置の駆動開始から短時間で、トナー収容室１６の設けられた開口部３１の他端側のみでなく長手方向において全体に渡ってより均等にトナーを現像ローラ１８へ供給することができる。それによって、現像ローラ１８や現像ブレード１９が直接摺察することによる傷つきを防止でき、縦スジなどの不具合画像の発生を防止することが可能となる。

なお、第一貫通孔３７が巻き取り部材２３によって巻き取られるときに移動する速度は、第二トナーシール部材４１の折り返し点Ｎが移動するときの速度の２倍になる。そのため、連通孔５４を開口部３１の一端側の端部まで形成するためには、第二トナーシール部材の長手方向の長さに対して、第一貫通孔３７の長手方向の長さは２倍になることが好ましい。これによって、トナーが、開口部３１の長手方向における一端側の端部まで早く供給されることとなる。

なお、実施例２において、第二領域４５を設ける代わりに、第一トナーシール部材４０の一端（自由端）を開口部３１の一端側の端部に接着し、第一トナーシール部材４０に、実施例１でいうところの第二貫通孔３５を設ける構成をとっても良い。

１６…トナー収容室、１８…現像ローラ、１９…現像ブレード、２１…トナーシール部材、２３…巻き取り部材、３１…開口部、３３…現像室、３５…第二貫通孔、３７…第一貫通孔、５０…露出部、５１…連通孔

Claims (4)

1. 磁力により現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備える現像室と、
   現像剤を収容し、前記現像剤担持体へ現像剤を供給するために開口する開口部を有する現像剤収容室と、
   前記開口部を封止するための封止部材と、
   前記開口部の長手方向における一端側であって前記現像剤収容室の外部に設けられており、前記現像剤担持体の駆動に伴い回転駆動することで、前記封止部材を巻き取り、前記封止部材を前記開口部の長手方向における他端側から引き剥がして開封する巻き取り部材と、
   を備える現像装置において、
   前記封止部材は、前記開口部を複数の層で覆っており、少なくとも一つの層に貫通孔が設けられており、
   前記巻き取り部材によって前記封止部材が一定量巻き取られたとき、前記貫通孔を介して前記現像剤収容室から前記現像剤担持体に現像剤が供給される連通孔が形成され、前記開口部の前記他端側の端部に現れる露出部および前記連通孔の両方から現像剤の供給が行われることを特徴とする現像装置。
2. 前記封止部材は、前記他端側において折り返された状態で前記開口部を覆っており、かつ、折り返された状態における前記現像室側の層の前記他端側に第一貫通孔が設けられ、前記現像剤収容室側の層の前記一端側に第二貫通孔が設けられており、
   前記封止部材が前記巻き取り部材によって一定量巻き取られることで、前記第一貫通孔が前記一端側に移動することによって、前記第一貫通孔と前記第二貫通孔とが重なり合い、前記連通孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記封止部材は、第一封止部材及び第二封止部材の二つの部材からなり、
   前記第一封止部材は、前記他端側において折り返された状態で前記開口部を覆っており、かつ、折り返された状態における前記現像室側の層の前記他端側に前記貫通孔が設けられており、
   前記第一封止部材の自由端は、前記貫通孔より前記一端側で接着されており、
   前記第二封止部材は、折り返された状態で少なくとも前記開口部における前記第一封止部材の前記自由端より前記一端側の部分を覆っており、
   前記第一封止部材及び前記第二封止部材が前記巻き取り部材によって同時に一定量巻き取られることで、前記貫通孔及び前記第二封止部材が前記自由端よりも前記一端側に移動することによって、前記連通孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 請求項1乃至３のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカート
   リッジ。

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