JP3150215B2 - 現像装置とそれを用いたプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機や電子写
真式レーザービームプリンタ等の画像形成装置に使用さ
れる現像装置、及び像担持体と現像装置とを有し、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関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すプロセスカートリッジＣに組
込まれた現像装置３は、トナーｔを収納する容器６と、
容器６内のトナーｔを撹拌する撹拌部材７と、電子写真
感光体２に平行に配設されて矢印Ｒ２方向に回転する現
像ローラ９と、現像ローラ９に内包されたマグネットロ
ーラ（マグネット部材）１０と、現像ローラ９が容器６
内から搬出して静電潜像を現像する現像領域に搬送する
トナー量を規制する弾性ブレード１１を備えている。

【０００３】現像装置３の容器６の左右両壁側には、そ
れぞれホルダ１２Ｌ、１２Ｒがビス１３によって固定さ
れている（尚、本明細書で左右方向というのは、現像ロ
ーラの長手方向のことである。）。ホルダ１２Ｌ、１２
Ｒは、中央の支持孔１５Ｌ、１５Ｒによって、マグネッ
トローラ１０を固定位置決めする。またホルダ１２Ｌ、
１２Ｒの内周側の支持面１６Ｌ、１６Ｒに嵌合された軸
受１７Ｌ、１７Ｒにより現像ローラ９を回動自在に支持
している。現像ローラ９は円筒状のスリーブ部材１９の
左右両端にフランジ部材２０Ｌ、２０Ｒを固定して形成
されており、このフランジ部材２０Ｌ、２０Ｒの軸部の
外周面を、上述の軸受１７Ｌ、１７Ｒの内周面に嵌合さ
せている。

【０００４】さらに、スリーブ部材１９の左右両端と、
軸受１７Ｌ、１７Ｒとの間には、現像ローラ９の左右方
向の不用な動きを規制するスペーサリング２１Ｌ、２１
Ｒが介装され、その少し内側の、スリーブ部材１９とケ
ース本体６との間には、フェルト等で形成されたサイド
シール部材２２Ｌ、２２Ｒが両者の隙間を閉鎖するよう
にして配設されている。このサイドシール部材２２Ｌ、
２２Ｒは、容器６内のトナーが、現像ローラ９の両端側
に漏出するのを防止するものである。

【０００５】現像ローラ９の駆動は、左側のフランジ部
材２０Ｌに固定したギヤ２３によって行う。不図示の動
力源、伝達装置を介して、このギヤ２３に回転駆動力を
伝達するものである。

【０００６】こうして回転駆動する現像ローラ９の外周
面に、ローラ９の長手方向に沿って、図４に図示するよ
うに、容器６に固定した弾性ブレード１１を弾性的に当
接させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術によ
ると、左右のホルダ１２Ｌ、１２Ｒに対して、マグネッ
トローラ１０は、精度よく取り付けることができるもの
の、同じく左右のホルダ１２Ｌ、１２Ｒ、ひいては容器
６に対して、現像ローラ９の取付精度をよくするのが困
難で、現像ローラ９の回転に微妙なガタが発生するおそ
れがあった。

【０００８】なお、容器６に対する現像ローラ９の取付
精度不良は、ホルダ１２Ｌ、１２Ｒと軸受１７Ｌ、１７
Ｒとの間の微小な隙間（組立余裕）に起因する。すなわ
ち、軸受１７Ｌ、１７Ｒの外周面と、外周面の嵌合面と
なるホルダ１２Ｌ、１２Ｒの支持面１６Ｌ、１６Ｒとの
間に、組立分解に備えて、必要最小限であるものの、適
度な隙間を設ける必要があり、この隙間が現像ローラ９
の回転時にガタとなって表わされるものである。この隙
間をなくせば組立分解作業が煩雑かつ困難になり、この
隙間を設けるときは現像ローラ９の回転精度が悪くなる
ということである。

【０００９】いずれにせよ、このガタのため、現像ロー
ラ９は、例えばマグネットローラ１０、弾性ブレード１
１、サイドシール部材２２Ｌ、２２Ｒ、さらには感光体
２に対する位置精度が悪くなり、これらに対する精度不
良に対応して、それぞれ順に、現像ローラ９上へのトナ
ーｔの塗布ムラ、トナーｔの層厚のムラ、トナーのｔの
漏洩、感光体２上でのトナー像のムラとなり、結局、最
終的なコピーの画像ムラや不用な箇所へのトナーｔの侵
入を招くことになる。

【００１０】そこで本発明の目的は、現像ローラを所定
の位置に精度良く配置できる、構成の簡単な現像装置、
及びそれを有するプロセスカートリッジを提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、現像剤を収容
する容器と、上記容器から現像剤を搬出し、静電潜像に
供給する現像ローラと、上記現像ローラの内部に設けら
れるマグネット部材と、上記現像ローラを回転可能に支
持する軸受部材と、上記マグネット部材を支持する支持
部を備え、上記軸受部材を保持する為のホルダ部材と、
上記ホルダ部材、及び軸受部材を、上記容器に位置決め
する位置決め部材と、上記ホルダ部材を上記容器に固定
する固定部材と、を有することを特徴とする現像装置、
及びこの現像装置を有するプロセスカートリッジであ
る。

【００１２】

【実施例】まず、図４で本発明が利用できる画像形成装
置を説明する。図４で、画像形成装置本体３０は、下記
の光学装置、転写材搬送装置、転写装置、定着装置、及
びプロセスカートリッジＣの本体３０への着脱を案内す
るガイド部材３１を有している。

【００１３】プロセスカートリッジＣは、矢印方向Ｒ₁
に回転する電子写真感光体１と、感光体１を均一に帯電
する帯電器２と、感光体１に形成された静電潜像を現像
する現像装置３と、現像画像の転写後の感光体１表面に
残留したトナーを除去するクリーニング装置４とを有し
ており、これら諸手段が枠体５に支持されている。そし
てプロセスカートリッジＣは、ガイド部材３１に沿って
摺動して、本体３０内に出し入れされる。これにより、
現像装置３内のトナーが消費され尽くした場合等には、
このプロセスカートリッジＣはオペレータにより本体３
０外に取り出され、これに代えて現像器内に予めトナー
が充填されているプロセスカートリッジＣがオペレータ
により本体３０内の画像形成動作位置に装填できる。ま
た、所望の色のトナーが収容されているプロセスカート
リッジＣを本体３０内に装填することによって、所望の
色の画像を出力することもできる。

【００１４】次に画像形成動作について説明すると、感
光体１はまず帯電器２により帯電され、次いで被記録画
像情報信号に対応して変調されたレーザービーム３４で
走査露光されて静電潜像が形成される。レーザービーム
３４は、半導体レーザー、回転多面鏡、ｆ−θレンズ等
を含む公知の光学装置３５により形成され、ミラー３６
によって感光体１方向に反射される。

【００１５】上記静電潜像は前記の如く現像装置３によ
って現像される。これによって得られたトナー像は紙等
の転写材に、転写帯電器３７の作用により転写され、次
いで転写材は分離除電器３８の作用により感光体１から
分離される。

【００１６】転写材を搬送する装置は、転写材を収納し
ているカセット３９と、カセット３９から転写材を送り
出すピッチアップローラ４０と、転写材をトナー像の移
動と同期して転写領域に搬送するレジストレーションロ
ーラ４１と、搬送ガイド４２，４３，４４を有してい
る。

【００１７】感光体１から分離された転写材はガイド４
４を介して定着装置４５に送られ、ここでトナー像が転
写材に定着される。定着後の転写材はトレイ４６上に排
出される。

【００１８】尚、図示例はレーザービームを感光体１に
露光するものであるが、画像信号で駆動される発光ダイ
オードアレイの放射光により感光体を露光してもよく、
原稿の画像をレンズを介して感光体に直接露光してもよ
い。

【００１９】また上記プロセスカートリッジＣは帯電器
２、クリーニング装置４を備えているが、そのいずれか
一方、又は両方をカートリッジ１０から削除して、本体
３０に組付けてもよい。

【００２０】さて、図４に示すように、現像装置３は、
トナー（現像剤）ｔを収納する容器６を備えている。容
器６は、ほぼ箱状に形成され、その内部にトナーｔを撹
拌する撹拌部材７を回転自在に支持するとともに、その
下方の開口部には、矢印Ｒ２方向に回転自在な現像ロー
ラ９と、マグネットローラ（マグネット部材）１０とを
配設している。

【００２１】図１に示すように、マグネットローラ１０
は、容器６の左右両側壁に固定されたホルダ１２Ｌ、１
２Ｒによって支持されている。ホルダ１２Ｌ、１２Ｒ
は、ビス１３によって、ケース本体６に固定されてい
る。ホルダ１２Ｌ、１２Ｒに設けられたビス１３の貫通
穴は、次の位置決め手段によるホルダ１２Ｌ、１２Ｒ、
及び軸受１７Ｌ、１７Ｒの容器６に対する位置決めを許
容するように、ビス１３のネジ部よりもわずかに大径と
なっている。

【００２２】さて、ホルダ１２Ｌ、１２Ｒには、容器６
の側壁に穿設したピン６ａに対応する位置にピン孔１２
ａが形成されており、これらのピン穴６ａ、ピン孔１２
ａには、後述の軸受１７Ｌ、１７Ｒに形成されたピン孔
１７ａを貫通する共通のピン部材（位置決め部材）Ｐが
嵌合されている。ホルダ１２Ｌ、１２Ｒは、このピン部
材Ｐによって、容器６に対する正確な位置決めがなされ
ている。

【００２３】マグネットローラ１０は、支持孔１５Ｌ、
１５Ｒによって固定、位置決めされている。マグネット
ローラ１０は、円柱状の中央部１０ａに外周面に沿って
磁極が形成されており、中央部１０ａの左右両端に、中
央部１０ａと同心の軸部１０ｂを突設し、さらに軸部１
０ｂから突出するボス部１０ｃを支持孔１５Ｌ、１５Ｒ
に嵌合させることで、その全体がホルダ１２Ｌ、１２Ｒ
によって位置決めされている。

【００２４】マグネットローラ１０の、ほぼその全体を
覆う現像ローラ９は、円筒状の非磁性スリーブ部材１９
と、スリーブ部材１９の左右両端に固定したフランジ部
材２０Ｌ、２０Ｒによって構成されている。スリーブ部
材１９は、その内周面の直径が、マグネットローラ１０
の中央部１０ａの外周面の直径よりも少し大きく設定さ
れ、すなわち、両者の間に、微少な均一の隙間が形成さ
れるように設定され、また、両端のフランジ部材２０
Ｌ、２０Ｒの小径軸部外周面には、ＰＢＴ樹脂等で成型
されたすべり軸受１７Ｌ、１７Ｒが嵌合されている。

【００２５】軸受１７Ｌ、１７Ｒは、それに設けたピン
孔１７ａを前述の容器６とホルダ１２Ｌ、１２Ｒとに嵌
合されたピン部材Ｐの中間部が貫通することによって、
容器６に対して位置決めされている。つまり、軸受１７
Ｌ、１７Ｒのケース本体６に対する位置精度は、ホルダ
１２Ｌ、１２Ｒと同様に、ピン部材Ｐを介して、確保さ
れている。なお、軸受１７Ｌ、１７Ｒの外周面とホルダ
１２Ｌ、１２Ｒの内周面との間には、適宜な微小な大き
さの組立余裕スペースＳを設け、現像スリーブ９等の組
立分解時の作業性の向上を図っている。つまり、スペー
スＳを設けることにより、ホルダ１２Ｌ、１２Ｒの中
に、軸受１７Ｌ、１７Ｒを容易に嵌入し、また逆に容易
に抜き取ることができる。

【００２６】なお、ホルダ１２Ｌ、１２Ｒ毎のピン部材
Ｐの嵌合本数は、必要に応じて、２以上の任意の本数に
設定すれば足る。

【００２７】いずれにせよ、ピン部材Ｐによってホルダ
１２Ｌ、１２Ｒ、軸受１７Ｌ、１７Ｒの位置決めをした
後、ホルダ１２Ｌ、１２Ｒをビス１３により容器６の側
壁に固定する。

【００２８】さらに、現像ローラ９のスリーブ部材１９
の左右の端部には、現像ローラ９全体の左右方向（軸方
向）の不用な動きを規制するスペーサリング２１Ｌ、２
１Ｒが装着され、各スペーサリング２１Ｌ、２１Ｒから
少し中央よりには、スリーブ部材１９の外周面に摺接す
るフェルト、モルトプレン等のサイドシール部材２２
Ｌ、２２Ｒが容器６に固定されて配置されている。この
サイドシール部材２２Ｌ、２２Ｒは、容器６内のトナー
が現像ローラ端部に漏出して軸受やスペーサリング内に
侵入することを防止するものである。

【００２９】現像ローラ９の回転駆動は、左側のフラン
ジ部材２０Ｌに固定したギヤ２３を介して行う。ギヤ２
３は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体３０に
装填すると不図示の伝達機構を介して、駆動源に連結さ
れて、この駆動源を起動させることによって、回転駆動
される。これにより、左右の軸受１７Ｌ、１７Ｒによっ
て回転自在に支持された現像ローラ９は、回転駆動され
る。

【００３０】以上をまとめると、左右のホルダ１２Ｌ、
１２Ｒと、左右の軸受１７Ｌ、１７Ｒとは、ピン部材Ｐ
によって容器６に対する位置決めがなされており、それ
ぞれ容器６に対する位置精度が高い。そして、マグネッ
トローラ１０と、現像ローラ９とは、それぞれホルダ１
２Ｌ、１２ｒ及び軸受１７Ｌ、１７Ｒによって位置決め
されている。さらに、サイドシール部材２２Ｌ、２２
Ｒ、弾性ブレード１１はケース本体６に直接固定されて
いる。したがって、こここに挙げた部材の相互の位置関
係は精度のよいものになっている。

【００３１】このことに基づき、現像ローラ９の回転
が、マグネットローラ１０、サイドシール部材２２Ｌ、
２２Ｒ、弾性ブレード１１に対して正確なものとなり、
マグネットローラ１０が現像ローラ９の表面に引きつけ
るトナーｔの量が均一となる、トナーｔがサイドシール
部材２２Ｌ、２２Ｒと現像ローラ９との間から漏出する
ことを防止する、弾性ブレード１１が現像スリーブ９の
表面のトナーｔの層厚を均一にする、等の効果がある。

【００３２】このような現像装置３を、図４に図示する
ように、プロセスカートリッジＣに装着するときには、
プロセスカートリッジＣに対して、容器６を精度よく取
り付けさえすれば、現像ローラ９をはじめとする現像装
置３側の部材と、感光体１をはじめとする現像装置３以
外のプロセスカートリッジＣ側の各部材との相対位置精
度を高くすることができる。これにより、現像装置３か
ら感光体１上に供給されるトナーｔが好適なものとな
り、最終的なコピーに画像ムラが発生したりトナーｔが
不用な箇所へ侵入したりすることを有効に防止すること
ができる。

【００３３】図１の例ではピン部材Ｐをホルダや容器と
は別個の部材としたが、図２ではホルダと、図３では容
器と一体成型されている。

【００３４】即ち、図２では位置決め用のピン部材Ｐ₁
は、ホルダ１２Ｌ、１２Ｒとモールド一体成型されてい
る。ホルダ、ピン部材の材質としては、例えば、ガラス
繊維を混入したＡＢＳ樹脂等が使用できる。

【００３５】ホルダ１２Ｌ、１２Ｒの夫々から突出した
ピン部材Ｐ₁は、軸受１７Ｌ、１７Ｒに設けられた孔１
７ａに嵌合され、更に容器６の側壁に設けられた位置決
め用の穴６ａに嵌入されている。

【００３６】このようにしてホルダ、軸受を容器に対し
て位置決めし、そしてこれにより現像ローラ、マグネッ
トローラを所定の位置に精度よく支持するものである。

【００３７】図３では、位置決め用のピン部材Ｐ₂は、
容器２とモールド一体成型されている。容器、ピン部材
の材質としては、例えばハイインパクトスチロール樹脂
等が使用できる。

【００３８】容器６の側壁から突出したピン部材Ｐ
₂は、軸受１７Ｌ、１７Ｒに設けられた孔１７ａに嵌合
され、更にホルダ１２Ｌ、１２Ｒに設けられた穴１２ａ
に嵌入されている。

【００３９】このようにして前記と同様な効果を得るこ
とができる。

【００４０】尚、図２、図３の現像装置も、図４に示し
たプロセスカートリッジに組込むことができる。

【００４１】尚、以上の例では、現像ローラが現像領域
に搬送する現像剤層厚を、現像ローラに弾性的に当接し
た弾性ブレードにより規制しているが、現像ローラに対
して間隙を介して対向したブレードで規制してもよい。

【００４２】また、以上の例では現像剤として一成分磁
性現像剤を使用したが、二成分現像剤を使用する現像装
置にも本発明は適用できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、ホルダと軸受を位置決
め部材で容器に対して位置決めして、ホルダを容器に固
定部材で固定してあるので、軸受に支持される現像ロー
ラの位置精度が高くでき、像担持体への現像剤の供給を
ムラなく行えて、良好な画質の現像画像を形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の現像ローラ付近の縦断
面図。

【図２】他の実施例における現像装置の現像ローラ付近
の縦断面図。

【図３】さらに別の実施例における現像装置の現像ロー
ラ付近の縦断面図。

【図４】現像装置を有するプロセスカートリッジと、そ
れを装填した画像形成装置の縦断面図。

【図５】従来の現像装置の現像スリーブ付近の縦断面
図。

【符号の説明】

Ｃプロセスカートリッジ １ 電子写真感光体（感光体） ３ 現像装置 ６ 容器 ９ 現像スリーブ １０ マグネット部材（マグネットローラ） １２Ｌ、１２Ｒ ホルダ １７Ｌ、１７Ｒ 軸受 Ｐ 位置決め部材（ピン部材） ｔ 現像剤（トナー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−353884（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−365069（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−85279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−71837（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/09

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収容する容器と、 上記容器から現像剤を搬出し、静電潜像に供給する現像
   ローラと、 上記現像ローラの内部に設けられるマグネット部材と、 上記現像ローラを回転可能に支持する軸受部材と、 上記マグネット部材を支持する支持部を備え、上記軸受
   部材を保持する為のホルダ部材と、 上記ホルダ部材、及び軸受部材を、上記容器に位置決め
   する位置決め部材と、 上記ホルダ部材を上記容器に固定する固定部材と、 を有することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記位置決め部材はピン状部材であり、
   前記ホルダ部材、軸受部材、容器は、夫々このピン状部
   材が係合する係合部を有していることを特徴とする請求
   項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記位置決め部材は、前記ホルダ部材と
   一体成型されたピン状部材であり、前記軸受部材、容器
   は、夫々このピン状部材が係合する係合部を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記位置決め部材は、前記容器と一体成
   型されたピン状部材であり、前記ホルダ部材、軸受部材
   は、夫々このピン状部材が係合する係合部を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 【請求項５】 前記静電潜像が形成される像担持体、及
   び請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を有し、
   画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とするプ
   ロセスカートリッジ。