JP4356673B2 - 現像剤収容ケースとそれを有するプロセスカートリッジと画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、トナー等の現像剤を収容する現像剤収容ケースに関する。またその現像剤収容ケースを有するプロセスカートリッジと画像形成装置に関する。
例えばレーザプリンタは現像剤を利用して記録媒体(例えば印刷用紙)に印刷する。レーザプリンタは、現像剤を収容するケースを有する。現像剤収容ケースは、開口が形成されているケース本体を有する。ケース本体には、その開口を臨む位置において、現像ローラが回転可能に取付けられている。現像ローラは、ケース本体に収容されている現像剤を担持する。レーザプリンタは、現像ローラに接触する感光体を有する。感光体の表面には静電潜像が形成される。現像ローラと感光体の両者が回転しながら接触することによって、現像ローラが担持している現像剤が感光体の静電潜像の部分に付着する。これにより、感光体の静電潜像が可視像化する。可視像化された現像剤が感光体から記録媒体に転写することによって、記録媒体に印字又は描画がなされる。
ケース本体に収容されている現像剤が外部に漏れると、ケース本体の外部に配置されている各種装置が汚れてしまう。現像剤が漏れないように現像剤収容ケースを構成しなければならない。下記の特許文献1に開示されている技術では、現像ローラの回転軸方向の端部から現像剤が漏れないようにサイドシール部材を利用している。ケース本体には、現像ローラの回転軸方向の端部においてその回転面と対向する領域(以下では「ケース本体の対向領域」と呼ぶ)が存在する。特許文献1の技術では、サイドシール部材は、ケース本体の対向領域に取付けられているとともに現像剤担持体に接触している。これにより、現像ローラの回転軸方向の端部がシールされる。
特開2001−22179号公報
サイドシール部材は、現像剤担持体(上記の従来技術では現像ローラ)に接触している。このために、現像剤担持体の回転力がサイドシール部材に加わる。本発明者らは、現像剤担持体が回転すると、現像剤担持体の回転軸方向の内方にサイドシール部材が押され、サイドシール部材が内方に移動する事象が発生することを発見した。このような事象が発生すると、意図していない位置でサイドシール部材が現像剤担持体に接触することになる。この場合、シール効果が低下し、ケース本体から現像剤が漏れる可能性が高くなる。
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、従来よりもシール効果の高い現像剤収容ケースを提供することを目的とする。
本発明者らは、サイドシール部材の内側面(現像剤担持体の回転軸方向の内方側の側面)に接触する接触部材をケース本体に設けると、内方に押されてもサイドシール部材が内方に移動することを防止することができることを見出した。図1を参照にして、本発明の技術を説明する。図1(a)は、現像剤収容ケースの一部の断面図を示す。この現像剤収容ケースは、開口が形成されているとともに、現像剤を収容するケース本体500を有する。また、この現像剤収容ケースは、ケース本体500の開口を臨む位置でケース本体500に回転可能に取付けられているとともに、現像剤を担持する現像剤担持体502を有する。ケース本体500には、ケース側サイドシール部材504が取付けられている。ケース本体500は、現像剤担持体502の回転軸方向の端部においてその回転面と対向する領域500aを有している。ケース側サイドシール部材504は、ケース本体500の対向領域500aに取付けられているとともに現像剤担持体502に接触している。ケース本体500は、ケース側サイドシール部材504の内側面(現像剤担持体502の回転軸方向の内方側の側面)504aに接触している接触部材506を有している。接触部材506を設けることによって、ケース側サイドシール部材504が内方(図1(a)の左方向)に移動することを防止することができる。
サイドシール部材504は、シール効果を発揮する必要があるために、剛体ではない。剛体ではない材料を切断してサイドシール部材504が製造される。剛体ではない材料を真っ直ぐに精度よく切断することは容易ではない。このために、サイドシール部材504の内側面504aが傾いて形成されることがある。サイドシール部材504の内側面504aが、図1(a)の仮想線Mのように、ケース本体500の対向領域500aから現像剤担持体502に向かうにつれて外方(図1の右方向)に傾斜する場合がある。このように傾斜した内側面504aを持つサイドシール部材504に対して、図1(a)のような接触部材506を利用すると、サイドシール部材504の下部(ケース本体500の対向領域500aに近い部分)と接触部材506が大きく干渉する。このために、サイドシール部材504が外方(図1(a)の右方)に大きくずれて配置されることになる。この場合、意図していない位置でサイドシール部材が現像剤担持体に接触することになり、シール効果が低くなる可能性がある。
本発明者らは、サイドシール部材504の下部と接触部材506が干渉することを避けるために、図1(b)に示すように、接触部材506の接触面506aとケース本体500の対向領域500aの間に隙間Nを設けることを見出した。このようにすると、図1(b)の仮想線Mに示すようにサイドシール部材504の内側面504aが傾斜していても、サイドシール部材504の下部と接触部材506が大きく干渉することを防止することができる。これにより、サイドシール部材504が外方にずれて配置されることを防止することができる。
上記の特徴に加えて、本発明の現像剤収容ケースのサイドシール部材504の内側面504aは、以下の特徴を備えている。この内側面504aは、接触部材506と接触している接触領域(接触部材506の接触面506aと接触する領域)と、前記の接触領域の対向領域500a側の端部から対向領域500aまで伸びており、接触部材506と接触していない第1非接触領域と、前記の接触領域の現像剤担持体502側の端部から現像剤担持体502まで伸びており、接触部材506と接触していない第2非接触領域とを備えている。さらに、接触部材506は、現像剤担持体502と接触していない。また、接触部材506は、ケース本体500の一部として一体形成されている。
本発明によると、接触部材が設けられているために、ケース側サイドシール部材が内方にずれるのを防止することができる。しかも、接触部材の接触面とケース本体の対向領域の間に隙間が設けられているために、ケース側サイドシール部材が大きく外方にずれて配置されることを防止することができる。本発明によると、意図していない位置でケース側サイドシール部材が現像剤担持体に接触することを防止することができる。本発明の現像剤収容ケースは、シール効果が非常に高い。
なお図1(a)と(b)は、あくまで、本発明の技術思想を説明するための図である。各部材の形状や位置がこの図に示すように限定されることはない。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて解釈される。
現像剤収容ケースのケース本体には、現像剤担持体が担持する現像剤の厚みを規制する層厚規制部材が固定されてもよい。層厚規制部材は、現像剤担持体の回転軸方向に伸びており、現像剤担持体の回転軸方向のほぼ全域に亘って現像剤の厚みを規制する。現像剤担持体が担持する現像剤の厚みを規制することによって、現像剤担持体から感光体に一定の厚みの現像剤を供給することができる。これにより、感光体から記録媒体に転写される現像剤の濃さ(印刷濃度)が一定になる。層厚規制部材は、現像剤担持体の回転軸方向の端部においてその回転面と対向する領域(以下では「層厚規制部材の対向領域」と呼ぶ)を有していてもよい。この場合、ケース側サイドシール部材は、ケース本体の対向領域から層厚規制部材の対向領域まで一体的に取付けられていてもよい。一方において、ケース側サイドシール部材とは別体に構成されており、層厚規制部材の対向領域に取付けられているとともに現像剤担持体に接触している規制部材側サイドシール部材を付加するようにしてもよい。この場合、ケース側サイドシール部材と規制部材側サイドシール部材は、現像剤担持体の回転方向に隙間ができないように相互に接触している。
上記したいずれかの構成を採用して、層厚規制部材の対向領域にもサイドシール部材を取付けるようにすると、現像剤担持体の回転方向の広い範囲をシールすることができる。シール効果をより高めることができる。
ケース側サイドシール部材の内側面は、現像剤担持体の回転方向の下流側に向かうにつれて内方にシフトしていてもよい。
このようにすると、ケース側サイドシール部材の内側面が上記と逆方向にシフトしている場合よりもシール効果を高めることができる。
本発明の技術思想は、次の現像剤収容ケースに具現化することもできる。この現像剤収容ケースは、ケース本体と現像剤担持体と層厚規制部材と規制部材側サイドシール部材を有する。ケース本体は、開口が形成されているとともに現像剤を収容する。現像剤担持体は、ケース本体の開口を臨む位置でケース本体に回転可能に取付けられているとともに、現像剤を担持する。層厚規制部材は、ケース本体に固定されており、現像剤担持体の回転軸方向に伸びており、現像剤担持体が担持する現像剤の厚みを規制する。規制部材側サイドシール部材は、層厚規制部材に取付けられている。層厚規制部材は、現像剤担持体の回転軸方向の端部においてその回転面と対向する領域を有している。規制部材側サイドシール部材は、層厚規制部材の対向領域に取付けられているとともに現像剤担持体に接触している。ケース本体は、ケース本体の一部として一体形成されているとともに、規制部材側サイドシール部材の現像剤担持体の回転軸方向における内方側の内側面に接触している接触部材を有している。そして、規制部材側サイドシール部材の内側面は、接触部材と接触している接触領域と、接触領域の対向領域側の端部から対向領域まで伸びており、接触部材と接触していない第1非接触領域と、接触領域の現像剤担持体側の端部から現像剤担持体まで伸びており、接触部材と接触していない第2非接触領域とを有している。また、接触部材は、現像剤担持体と接触していない
本発明は、規制部材側サイドシール部材が内方又は外方にずれて配置されるのを効果的に防止することができる。本発明によると、意図していない位置で規制部材側サイドシール部材が現像剤担持体に接触することを防止することができる。本発明の現像剤収容ケースは、シール効果が非常に高い。
非磁性一成分重合トナーはトナー漏れを起こし易いことが知られている。上記した各現像剤収容ケースは、このようなトナーを収容するケースとして効果的に機能する。
本発明に係る現像剤収容ケースは、現像剤を利用して画像を形成する画像形成装置(例えばコピー機、レーザプリンタ、ファクシミリ、複合機等)に着脱可能に装着される現像剤カートリッジであってもよい。
シール効果の高い現像剤カートリッジを実現することができる。
本発明に係る現像剤収容ケースを有するプロセスカートリッジを提供する。このプロセスカートリッジは、現像剤を利用して画像を形成する画像形成装置に着脱可能に装着される。このプロセスカートリッジは、感光体と上記した現像剤収容ケースを有する。そして、現像剤収容ケースの現像剤担持体が担持する現像剤が感光体の表面に供給される。
このプロセスカートリッジは、高いシール効果を発揮することができる。
本発明に係る現像剤収容ケースを有する画像形成装置を提供する。この画像形成装置は、感光体と上記した現像剤収容ケースを有する。現像剤収容ケースの現像剤担持体が担持する現像剤が感光体の表面に供給される。そして、感光体の表面に供給された現像剤が記録媒体に転写される。
この画像形成装置は、現像剤収容ケースのシール効果が高いために、現像剤収容ケースから現像剤が漏れて装置が汚れることを防止することができる。
ここでは、以下の実施例に記載の技術の主要な特徴をまとめておく。
(形態1)現像剤担持体は円柱形状の現像ローラである。現像ローラの回転面(側面)に現像剤が付着する。これにより、現像剤が担持される。
(形態2)層厚規制部材は、ゴム製の当接部材と、当接部材を保持する保持部材を有する。保持部材は、当接部材を保持するステンレス製板と、ステンレス製板を挟み込むとともにケース本体に固定される部材を有する。規制部材側サイドシール部材はステンレス製板に接合されている。
(形態3)現像ローラの両端部のそれぞれにケース側サイドシール部材が配置される。現像ローラの両端部のそれぞれに規制部材側サイドシール部材が配置される。
(形態4)接触部材の接触面は、ケース側サイドシール部材の「現像ローラの回転方向の中間部」よりも現像ローラの回転方向の下流側に配置されている。
(第1実施例) 図面を参照して本発明の実施例を説明する。図2は、本実施例のレーザプリンタ10の断面図である。以下では、レーザプリンタ10のことを、プリンタ10と簡単に記述することがある。本実施例では、図2の右方向をプリンタ10の前側とする。
プリンタ10はケーシング12を有する。ケーシング12は、複数の板状の部材によって構成されている。図2には、ケーシング12の一部を構成する部材として、後側カバー部材14と前側カバー部材16等が示されている。前側カバー部材16は、軸18を中心として矢印R1又はR2方向に揺動可能である。前側カバー部材16が矢印R1方向に揺動すると、ケーシング12が開かれる。この状態では、後述のプロセスカートリッジ40を交換することができる。前側カバー部材16が矢印R2方向に揺動すると、ケーシング12が閉じられる。
プリンタ10は、給紙装置20とプロセスカートリッジ40と露光装置70とトナー定着装置90等を有する。これらの各装置20,40,70,90は、ケーシング12の内部に配置されている。以下では、各装置20,40,70,90について順に説明する。
給紙装置20は、給紙トレイ22と4つのローラ28,30,32,34等を備える。給紙トレイ22には、図示省略の印刷用紙が積層される。給紙トレイ22は、積層された印刷用紙が載置される底板24を有する。底板24に載置されている最上位の印刷用紙は給紙ローラ28に接触する。給紙トレイ22がケーシング12内に収納されている状態では、図示省略の機構によって、底板24の前端部(図2の右側の端部)が上方に付勢されている。このために、印刷用紙の数が少なくなると、底板24は前端部のみが持ち上げられる。この構成によると、最上位の印刷用紙を給紙ローラ28に常に接触させることができる。
給紙ローラ28は、図示省略の駆動源に接続されている。給紙ローラ28は、反時計回りに回転可能である。給紙ローラ28が回転すると、給紙トレイ22に収容されている最上位の印刷用紙が右方向に送られる(矢印D1)。右方向に送られた印刷用紙は分離ローラ30に接触する。この分離ローラ30は、駆動源に接続されていない。分離ローラ30は、印刷用紙と接触することによって反時計回りに従動する。分離ローラ30は、複数枚の印刷用紙が送られてきたときに、それらのうちの一枚のみが下流側に送られるように印刷用紙を分離する。分離ローラ30を通過した印刷用紙は、ピンチローラ32と紙粉除去ローラ34の間に送られる。
ピンチローラ32と紙粉除去ローラ34は、駆動源に接続されていない。ピンチローラ32は、図示省略の付勢手段によって、紙粉除去ローラ34側に付勢されている。ピンチローラ32と紙粉除去ローラ34の間の印刷用紙は、ピンチローラ32によって紙粉除去ローラ34に押付けられる。紙粉除去ローラ34は、その表面に特殊な加工が施されており、接触した印刷用紙の紙粉を除去することができる。紙粉が除去された印刷用紙は、レール36に沿って、2つのレジストローラ38,38の間に送られる。
下側のレジストローラ38は、図示省略の駆動源に接続されている。下側のレジストローラ38が反時計回りに回転することによって、印刷用紙を矢印D2方向に送ることができる。上側のレジストローラ38は、下側のレジストローラ38によって送られる印刷用紙と接触することによって従動し、時計回りに回転する。
レジストローラ38によって印刷用紙が矢印D2方向に送られると、印刷用紙に印字又は描画が印刷される。具体的には、プロセスカートリッジ40と露光装置70と定着装置90によって印刷が行われる。
プロセスカートリッジ40は、ケーシング12に対して着脱可能に装着されている。前側カバー16を開けると(矢印R1)、プロセスカートリッジ40をケーシング12から取り外すことが可能になる。古いプロセスカートリッジ40を新しいものに交換することができる。
プロセスカートリッジ40の詳しい構成は後で説明する。ここでは簡単に構成を説明しておく。プロセスカートリッジ40はケーシング42を有する。ケーシング42の上面には貫通孔42aが形成されている。ケーシング42の内部の右側には、トナー室45が形成されている。このトナー室45にトナーが収容されている。ケーシング42の内部の左側には、3つのローラ48,50,52と感光体ドラム54が配置されている。これらのローラ48,50,52とドラム54はそれぞれが図示省略の駆動源に接続されている。最も右方に位置するローラ48を供給ローラと呼ぶ。供給ローラ48の左側には現像ローラ50が配置されている。現像ローラ50の左側には感光体ドラム54が配置されている。感光体ドラム54の下側には転写ローラ52が配置されている。レジストローラ38によって矢印D2方向に送られた印刷用紙は、感光体ドラム54と転写ローラ52の間に入り込む。感光体ドラム54は時計回りに回転するとともに、転写ローラ52は反時計回りに回転する。感光体ドラム54と転写ローラ52が回転することによって、印刷用紙はさらに左方向に送られる(矢印D2)。左方向に送られる過程で、印刷用紙には、感光体ドラム54に付着したトナーが転写される。
露光装置70は、プロセスカートリッジ40の上方に配置されている。露光装置70は、ケーシング12に固定されている。露光装置70はケーシング72を有する。ケーシング72の下面には、貫通孔72aが形成されている。ケーシング72内には、ポリゴンミラー74と反射鏡76とレンズ78と反射鏡80等を備えている。露光装置70は図示省略の光源を有している。光源からは印刷データの内容に基づいてレーザ光線が発光される。光源から供給されたレーザ光線は、ポリゴンミラー74で偏向して反射鏡76に向かう。レーザ光線は反射鏡76で反射してレンズ78を通過する。レンズ78を通過したレーザ光線は反射鏡80でさらに反射する。反射鏡80で反射したレーザ光線は、貫通孔72aからケーシング72外に出て下方に向かう。ケーシング72を飛び出したレーザ光線は、プロセスカートリッジ40のケーシング42の貫通孔42aを通って感光体ドラム54に到達する。これにより感光体ドラム54が所定のパターンで露光される。図2の矢印Lには、レーザ光線の上記した軌跡が示されている。
続いて、トナー定着装置90の構成について説明する。トナー定着装置90は、プロセスカートリッジ40の後方(図2の左側)に配置されている。トナー定着装置90は、フレーム92と加熱ローラ94と加圧ローラ96を備えている。フレーム92は、加熱ローラ94と加圧ローラ96を回転可能に支持している。
加熱ローラ94は、金属管94aと、その内部に配置されているハロゲンランプ94bを有している。ハロゲンランプ94bが金属管94aを加熱する。加熱ローラ94は図示省略の駆動源に接続されている。この駆動源が作用すると、加熱ローラ96は時計回りに回転する。加圧ローラ96は、図示省略の機構によって加熱ローラ94側に付勢している。加圧ローラ96は駆動源に接続されていない。加圧ローラ96は、加熱ローラ94が時計回りに回転すると、従動して反時計回りに回転する。
プロセスカートリッジ40を通過した印刷用紙は、加熱ローラ94と加圧ローラ96の間に入り込む。加熱ローラ94が時計回りに回転すると、加熱ローラ94と加圧ローラ96の間の印刷用紙が左方向に送られる。高温に加熱された加熱ローラ94によって印刷用紙が加熱される。これにより、印刷用紙に転写されたトナーが熱によって定着する。トナー定着装置90を通過した印刷用紙は左上方向に送られる(矢印D3)。
フレーム92の左端のすぐ下側には、搬送ローラ97が配置されている。搬送ローラ97は、ケーシング12に回転可能に支持されている。搬送ローラ97は、図示省略の駆動源に接続されている。搬送ローラ97は反時計回りに回転する。搬送ローラ97は、トナー定着装置90を経て送られてくる印刷用紙をさらに左上方に送る。搬送ローラ97によって左上方に送られた印刷用紙は、レール98に沿って右方向に送られる。
レール98の右側には2つの排紙ローラ100,100が配置されている。下側の排紙ローラ100は、図示省略の駆動源に接続されている。下側の排紙ローラ100は、時計回りに回転する。上側の排紙ローラ100は、駆動源に接続されていない。下側の排紙ローラ100が時計回りに回転すると、上側の排紙ローラ100が従動して反時計回りに回転する。
搬送ローラ96によって送られてきた印刷用紙は、2つの排紙ローラ100,100の間に入り込む。下側の排紙ローラ100が時計回りに回転すると、2つの排紙ローラ100,100の間の印刷用紙は右方向に送られる。印刷用紙は、ケーシング12の外部に送り出される。ケーシング12の上面には排紙トレイ110が形成されている。ケーシング12の外部に送り出された印刷用紙は、排紙トレイ110の上に排紙される。
プリンタ10の構成を簡単に説明した。ケーシング12内を印刷用紙がどのように搬送されるのかについて説明した。次に、図3を参照にして、プロセスカートリッジ40の詳しい構造を説明する。図3は、プロセスカートリッジ40の拡大断面図を示す。
プロセスカートリッジ40は、2つのカートリッジ43,44によって構成されている。右側に配置されているカートリッジ43を現像剤カートリッジと呼び、左側に配置されているカートリッジ44を感光体カートリッジと呼ぶ。現像剤カートリッジ43と感光体カートリッジ44は分離可能に接続されている。図4には、現像剤カートリッジ43が分離された後の感光体カートリッジ44の断面図が示されている。このプロセスカートリッジ40によると、現像剤カートリッジ43のみを交換することができるとともに、感光体カートリッジ44のみを交換することもできる。プロセスカートリッジ40の全体を交換することもできる。
以下では、2つのカートリッジ43,44の構成を説明する。まず、感光体カートリッジ44の構成を説明する。感光体カートリッジ44はケーシング44aを有する。このケーシング44aの上面に、レーザ光線が通過する貫通孔42aが形成されている。ケーシング44aの下面には、印刷用紙が入ってくる送入孔44bが形成されている。また、ケーシング44aの左側面には、印刷用紙が出ていく送出孔44cが形成されている。印刷用紙は、送入孔44bから感光体カートリッジ44内に入り、感光体ドラム54と転写ローラ52の間を通過し、送出孔44cから出て行く。
感光体カートリッジ44のケーシング44a内には、感光体ドラム54と転写ローラ52と帯電器66が配置されている。
感光体ドラム54は、現像ローラ50の左側で現像ローラ50に接触している。感光体ドラム54は、感光体ドラム本体54aと感光体ドラム軸54bを有している。感光体ドラム本体54aは、円筒形状を有している。感光体ドラム本体54aは、正帯電性の感光体である。感光体ドラム本体54aの表面は、ポリカーボネート等によって構成されている。感光体ドラム軸54bは金属製である。感光体ドラム軸54bは、感光体カートリッジ44のケーシング44aに固定されている。感光体ドラム本体54aは、感光体ドラム軸54bに回転可能に取付けられている。感光体ドラム本体54aは、図示省略の駆動源に接続されている。感光体ドラム本体54aは時計回りに回転する。
転写ローラ52は、感光体ドラム54の下側で感光体ドラム54に接触している。転写ローラ52は、転写ローラ本体52aと転写ローラ軸52bを備えている。転写ローラ本体52aは導電性のゴム材料製である。転写ローラ軸52bは金属製である。転写ローラ軸52bは、感光体カートリッジ44のケーシング44aに回転可能に取付けられている。転写ローラ軸52bは、図示省略の駆動源に接続されている。転写ローラ52は、反時計回りに回転する。転写ローラ軸52bは、図示省略の電圧供給回路に接続されている。転写時(感光体ドラム54に付着したトナーを印刷用紙に転写させる時)には、この電圧供給回路から転写ローラ52にバイアスが印加される。
帯電器66は、感光体ドラム54の上方に配置されている。帯電器66と感光体ドラム54の間には隙間が設けられている。帯電器66はスコロトンタイプである。帯電器66は、放電ワイヤ66aとグリッド66bを有する。放電ワイヤ66aは、図3の紙面垂直方向に伸びるワイヤである。放電ワイヤ66aには高電圧が付与される。グリッド66bは、放電ワイヤ66aと感光体ドラム54の間に配置されている。グリッド66bにはバイアス電圧が印加される。これにより、放電ワイヤ66aの放電量を調整する。放電ワイヤ66aに高電圧を印加してコロナ放電させるとともに、グリッド66bにバイアス電圧を印加する。これにより、感光体ドラム54の表面(感光体ドラム本体54a)が正に帯電する。
続いて、現像剤カートリッジ43の構成を説明する。現像剤カートリッジ43はケース本体43aを有する。このケース本体43a内にはトナー室45が形成されている。トナー室45には、トナーが収容されている。本実施例では、正帯電性の非磁性1成分系のトナーを利用する。例えば、スチレン系単量体やアクリル系単量体を懸濁重合によって共重合させることによって得られた重合トナーを利用する。アクリル系単量体としては、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレート等を採用することができる。この重合トナーは、略球形を有し、流動性に優れている。重合トナーには、着色剤やワックスが配合されている。また、流動性を向上させるために、シリカ等の外添剤が添加されている。トナー室45にはアジテータ46が収容されている。アジテータ46は、軸46aを回転中心として回転可能にケース本体43aに取付けられている。アジテータ46が時計回りに回転すると、トナー室45内のトナーが攪拌される。これにより、トナーが供給ローラ48に供給される。
ケース本体43aの左面には開口43bが形成されている。開口43bは、図3の紙面垂直方向に伸びている。開口43bの右側には、供給ローラ48が配置されている。開口43bの左側には、現像ローラ50が配置されている。
供給ローラ48は、供給ローラ本体48aと供給ローラ軸48bを備えている。供給ローラ本体48aは、導電性の発泡材料によって形成されている。供給ローラ軸48bは金属製である。供給ローラ48は、現像剤カートリッジ43のケース本体43aに回転可能に支持されている。供給ローラ48は、図示省略の駆動源に接続されている。供給ローラ48は、時計回りに回転する。
現像ローラ50は、供給ローラ48の左側で供給ローラ48に強く接触している。現像ローラ50は、現像ローラ本体50aと現像ローラ軸50bを備えている。現像ローラ本体50aは、導電性のゴム材料製である。このゴム材料としては、カーボン微粒子等を含む導電性のウレタンゴム又はシリコンゴムを採用することができる。このウレタンゴム又はシリコンゴムの表面は、フッ素が含まれているウレタンゴム又はシリコンゴムによって被覆されている。現像ローラ軸50bは金属製である。現像ローラ軸50bには、図示省略の電圧供給回路が接続されている。現像時(トナーを感光体ドラム54に付着させる時)には、この電圧供給回路から現像ローラ50にバイアスが印加される。現像ローラ50は、開口43bを臨む位置でケース本体43aに回転可能に支持されている。現像ローラ50は、図示省略の駆動源に接続されている。現像ローラ50は反時計回りに回転する。
ケース本体43aには、層厚規制部材47が固定されている。層厚規制部材47は、開口43bの左側に配置されている。層厚規制部材47は、図3の紙面垂直方向に伸びており、現像ローラ50に接触する。これにより、現像ローラ50の表面に形成される現像剤層の厚みを規制(調整)する。
図5には、図3のV方向に見た場合の現像剤カートリッジ43の正面図を簡単に示す。図5では、現像ローラ50を破線で示している。現像ローラ50は、ケース本体43aの開口43bを臨む位置で左右方向に伸びている。層厚規制部材47は、ケース本体43aの上部に固定されている。層厚規制部材47は左右方向に伸びている。
ケース本体43aの左右の両端部には、現像ローラ50の回転面に対向する領域140,140が存在する。ケース本体43aの対向領域140,140のそれぞれには、ケース側サイドシール部材150,150が取付けられている。また、層厚規制部材47の左右の両端部にも、現像ローラ50の回転面に対向する領域142,142が存在する。層厚規制部材47の対向領域142,142のそれぞれには、規制部材側サイドシール部材152,152が取付けられている。
ケース本体43aの対向領域140と層厚規制部材47の対向領域142は上下に並んでいる。ケース本体43aの対向領域140が現像ローラ50の回転方向の上流側に形成されており、層厚規制部材47の対向領域142が現像ローラ50の回転方向の下流側に形成されている。
図6には、現像剤カートリッジ43の右端部(図5の右端部)の付近の斜視図を示す。現像剤カートリッジ43の右端部の構成について詳しく説明する。現像剤カートリッジ43の左端部は、現像剤カートリッジ43の右端部を左右反転したものになるために、それについての詳しい説明を省略する。なお図6では、層厚規制部材47の構成がよくかわるように、後述するフレーム部材160aの一部を切り欠いて示している。
図6では、現像ローラ50を図示省略している。ケース本体43aの右端部には、現像ローラ50を回転可能に支持するための孔部143aが設けられている。現像ローラ軸50b(図3参照)は、孔部143aを越えて外方(図6の右方)に伸びる。
ケース本体43aの下部には、前側フレーム143bが形成されている。この前側フレーム143bに、軸方向シール部材156が接合されている。軸方向シール部材156は、軸方向シール部156aと回転方向シール部156bを有している。軸方向シール部156aは、フィルム状の薄いものであり、ポリエチレンテレフタレート(PET)によって構成されている。軸方向シール部156aは、現像ローラ50の回転軸方向に伸びている。図5を見ると、軸方向シール部156aが回転軸方向(左右方向)に伸びている様子がよくわかる。また軸方向シール部156aは、図6中の矢印Sで示す範囲の縦幅を有している。前側フレーム143bは、符号143cより後側(左上方向)にいくと、下方(図6の紙面垂直奥方向、図5の下方向)に折れ曲がっている。軸方向シール部156aは、前側フレーム143bの部分143cを越えて後側に伸びている。即ち、軸方向シール部156aには、前側フレーム143bに接着されないで浮いている部分が存在する。回転方向シール部156bは、現像ローラ50の回転軸方向に短く、現像ローラ50の回転方向に長い。回転方向シール部156bは、軸方向シール部156aと前側フレーム143bの間に配置されている。回転方向シール部156bは、前側フレーム143bに接合されている。回転方向シール部156bの外側面(図6の右側面)は、軸方向シール部156aの外側面を越えて外方(図6の右方)に突出している。回転方向シール部156bの外側面がケース側サイドシール部材150の内側面に接触している。現像ローラ50の回転面は、軸方向シール部156aに接触している。また、現像ローラ50の回転面は、軸方向シール部156aから突出している部分の回転方向シール部156bにも接触している。軸方向シール部156aと回転方向シール部156bに現像ローラ50が接触することによって、現像ローラ50の下部とケース本体43aの間がシールされる。
ケース側サイドシール部材150と規制部材側サイドシール部材152のそれぞれは円弧状に構成されている。この様子は、図7によく示されている。
図7には、ケース側サイドシール部材150と規制部材側サイドシール部材152のみの斜視図を示している。ケース側サイドシール部材150は2層構造を有している。ケース側サイドシール部材150の下層150aは、ケース本体43aの対向領域140(図5参照)に接合されている。この下層150aはスポンジによって構成されている。ケース側サイドシール部材150の上層150bは、下層150aに接合されている。この上層150bは、フェルトによって構成されている。上層150bが現像ローラ50の回転面に接触する。
規制部材側サイドシール部材152も2層構造を有している。規制部材側サイドシール部材152の下層152aは、層厚規制部材47の対向領域142(図5参照)に接合されている。この下層152aはスポンジによって構成されている。規制部材側サイドシール部材152の上層152bは、下層152aに接合されている。この上層152bは、フェルトによって構成されている。上層152bが現像ローラ50の回転面に接触する。
ケース側サイドシール部材150の下層150aと規制部材側サイドシール部材152の下層152aを弾性変形可能なスポンジで構成することによって、それぞれの上層150b,152bを現像ローラ50に強く押し当てることができる。これにより、高いシール効果を得ることができる。
図7を見るとよくわかるように、規制部材側サイドシール部材152の一部がケース側サイドシール部材150の上面にオーバーラップしている。また、現像ローラ50の回転軸方向(図7の左右方向)において、ケース側サイドシール部材150の内側面(図7の左側面)150cは、規制部材側サイドシール部材152の内側面152cよりも内方に位置している。
図8は、図6のVIII−VIII線断面図を示す。図8を参照にして、層厚規制部材47の構成を詳しく説明する。なお図8では、現像ローラ50を破線で示している。破線の矢印は、現像ローラ50の回転方向を示している。
層厚規制部材47は、保持部材160を有する。保持部材160は、現像ローラ50に当接する当接部材162を保持するものである。当接部材162は、図8の断面図では見えないが、図6に示されている。当接部材162は、現像ローラ50の回転軸方向に伸びており、現像ローラ50の回転軸方向のほぼ全域に亘って当接する。当接部材162はゴム製である。保持部材160は、2つのフレーム部材160a,160bとステンレス板160cから構成される。前側(図8の左側)のフレーム部材160aは、略L字形状を有している。前側のフレーム部材160aと後側のフレーム部材160bの間にステンレス板160cが挟まれている。2つのフレーム部材160a,160bとステンレス板160cのそれぞれは、現像ローラ50の回転軸方向(図8の紙面垂直方向)に伸びている。図6に示すように、当接部材162は、ステンレス板160cに接合されている。当接部材162は、ステンレス板160cの左右の端部(図5の左右端部)には接合されていない。その端部には、規制部材側サイドシール部材152が接合されている。規制部材側サイドシール部材152は、ステンレス板160cを越えて下方に伸びている。この下方に伸びている部分がケース側サイドシール部材150にオーバーラップしている。ケース側サイドシール部材150と規制部材側サイドシール部材152は、オーバーラップしている部分で接合されている。
ケース本体43aと後側のフレーム部材160bの間には、スポンジ部材164が配置されている。このスポンジ部材164は、現像ローラ50の回転軸方向に伸びている。スポンジ部材164は、ケース本体43aとフレーム部材160bの間をシールする。スポンジ部材164とステンレス板160cの間にもスポンジ部材166が配置されている。このスポンジ部材166も、現像ローラ50の回転軸方向に伸びており、シールとして機能する。
ケース本体43aの下部には、供給ローラ軸48bの周りを埋める弾性部材(例えばスポンジ)168が配置されている。ケース側サイドシール部材150は、このスポンジ168にも接合されている。
図6に示されるように、ケース本体43aは、ケース側サイドシール部材150の内側面150c(図6や図7の左側面)に接触する接触部材170を有している。接触部材170は、射出成形型等によってケース本体43aの一部として成形される。接触部材170は、ケース本体43aの内面43dから内方に伸びている部分170aと、部分170aから90度折れ曲がって形成されている部分170bと、部分170bから90度折れ曲がって外方に伸びている部分170cを有する。この部分170cが、ケース側サイドシール部材150の内側面150cに接触している。接触部材170のケース側サイドシール部材150との接触面170d(図9や図10に示されている)は、ケース側サイドシール部材150の中間部(現像ローラ50の回転方向の中間部)より下流側に配置されている。
図9には、ケース側サイドシール部材150の内側面150cの正面図を簡単に示す。図9では、現像ローラ50のみを断面図で示している。図9の塗りつぶした部分170dは、ケース側サイドシール部材150に対する接触部材170の接触面を示している。図9を見るとよくわかるように、接触部材170の接触面170dは、ケース側サイドシール部材150の内側面150cの中央部のみに接触している。即ち、接触部材170の接触面170dとケース本体43aの対向領域140との間には隙間N1が設けられている。隙間N1は、0.2mm以上に設定することが好ましい。また、接触部材170の接触面170dと現像ローラ50の間には隙間N2が設けられている。隙間N2は、0.2mm以上に設定することが好ましい。接触部材170の接触面170dは、ケース側サイドシール部材150の上層150bと下層150aに跨って接触している。
図10は、図9のX−X線断面図を示す。図10を見ても、ケース側サイドシール部材150に対して接触部材170がどのように接触しているのかがよく理解することができる。
プロセスカートリッジ40の構成について詳細に説明した。続いて、再び図3を参照して、上記した構成を有するプロセスカートリッジ40の作用について説明する。
トナー室45のトナーは供給ローラ48に付着する。供給ローラ48に付着しているトナーは、供給ローラ48と現像ローラ50の間の摩擦によって正に帯電する。正に帯電しているトナーが現像ローラ50の表面を覆う。現像ローラ50の表面のトナー層には、層厚規制部材47の当接部材162(図6参照)が当接する。これにより、トナー層が一定の厚みに調整される。
一方において、感光体ドラム本体54aの表面は、帯電器66によって正に帯電している。正に帯電している感光体ドラム本体54aの表面は、露光装置70(図2参照)から発光されたレーザ光線を受光する。これにより、感光体ドラム本体54aの表面の所定部分が露光される。感光体ドラム本体54aの露光部分は電位が下がる。どの部分が露光されるのかは、印刷内容によって変わる。印刷内容に基づいた静電潜像が感光体ドラム本体54aに形成される。
現像ローラ50を被覆しているトナーは、感光体ドラム本体54aの露光部分に付着する。このとき、感光体ドラム本体54aの非露光部分にはトナーが付着しない。これにより、感光体ドラム本体54aに形成されている静電潜像が可視像化する。現像ローラ50のトナー層の厚みが層厚規制部材47によって一定に維持されているために、感光体ドラム本体54aには常に同じ厚みの可視像が現像される。
感光体ドラム本体54aに担持されている可視像は、感光体ドラム54と転写ローラ52の間の印刷用紙に転写される。このとき、転写ローラ52にはバイアスが印加される。感光体ドラム54と転写ローラ52の間の電位差によってトナーが印刷用紙に転写する。感光体ドラム本体54aには常に同じ厚みの可視像が現像されるために、印刷用紙には常に同じ濃さでトナーが転写される。これにより、印刷濃度が一定に維持される。
上記した各プロセスを経ることによって、所望の画像(印字や描画)が印刷用紙に印刷される。
本実施例のプリンタ10について詳細に説明した。上記したプリンタ10では、ケース側サイドシール部材150の内側面150cに接触する接触部材170(図6等参照)を設けている。このために、現像ローラ50が回転しても、ケース側サイドシール部材150が内方(図10の左方)にずれることを防止することができる。しかも、図10に示されるように、接触部材170の接触面170dとケース本体43aの対向領域140との間に隙間N1が設けられている。このために、ケース側サイドシール部材150が仮想線M1のように傾斜して形成された場合でも、ケース側サイドシール部材150の下部と接触部材170の接触面170dがあまり干渉しない。隙間N1が設けられていないと、ケース側サイドシール部材150と接触部材170の接触面170dが大きく干渉する。この場合、ケース側サイドシール部材150が、図10に示す位置よりもかなり右側に配置されることになる。ケース側サイドシール部材150を意図した位置に配置することができない。本実施例では、ケース側サイドシール部材150の下部と接触部材170の接触面170dがあまり干渉しないために、ケース側サイドシール部材150を意図した位置に配置することができる。
接触部材170の接触面170dと現像ローラ50の間には隙間N2が設けられている。このために、ケース側サイドシール部材150が仮想線M2のように傾斜して形成された場合でも、ケース側サイドシール部材150の上部と接触部材170の接触面170dがあまり干渉しない。このために、ケース側サイドシール部材150を意図した位置に配置することができる。接触部材170と現像ローラ50の間に隙間N2が設けられていると、接触部材170と現像ローラ50が接触しない。このために、現像ローラ50が回転することによって接触部材170が変形してしまうことを防止することができる。
本実施例によると、ケース側サイドシール部材150が内方にずれることを防止することができるとともに、ケース側サイドシール部材150を意図した位置に配置することができる。このために、本実施例の現像剤カートリッジ43は高いシール効果を発揮する。本実施例の現像剤カートリッジ43を利用すれば、トナー漏れによってプリンタ10の内部が汚れることを効果的に防止することができる。
(第2実施例) 図11は、第2実施例の現像剤カートリッジ243の一部の斜視図を示す。ここでは、第1実施例と異なる部分のみを説明する。図11に示されるように、それぞれのケース側サイドシール部材150は、現像ローラ50(図示省略)の回転方向の下流側に向かうにつれてその内側面150cが内方にシフトしている。
ケース側サイドシール部材150の内側面150cが、現像ローラ50の回転方向の下流側に向かうにつれて外方(本実施例の場合と逆方向)にシフトしていると、次の事象が起こることがわかっている。軸方向シール部材156(図6参照)に付着しているトナーが、ケース側サイドシール部材150の内側面150cに沿って下流側に移動する。このために、軸方向シール部材156に付着しているトナーは、下流側において外方寄りに存在し易くなる。外方寄りに存在しているトナーが現像ローラ50に付着することがある。外端部にトナーが付着した状態で現像ローラ50が一回転すると、そのトナーがケース側サイドシール部材150の上流端とケース本体43aの間に入り込むことがある。ケース側サイドシール部材150とケース本体43aの間に入り込んだトナーは、ケース本体43aから外部に漏れやすい。
一方において、本実施例のようにケース側サイドシール部材150の内側面150cが内方にシフトしていると、軸方向シール部材156に付着しているトナーが下流側において内方寄りに存在することになる。このために、上記した場合より内方側において現像ローラ50にトナーが付着する。即ち、ケース側サイドシール部材150の上流端の内端よりも内方側において現像ローラ50にトナーが付着する。このために、現像ローラ50が一回転しても、ケース側サイドシール部材150とケース本体43aの間にトナーが入り込まない。本実施例によると、逆方向にシフトしている場合と比べてシール効果を高めることができる。
(第3実施例) 図12は、第3実施例の現像剤カートリッジ343の一部の斜視図を示す。ここでは、第1実施例と異なる部分のみを説明する。
第1実施例では、ケース側サイドシール部材と規制部材側サイドシール部材が別体で構成されていた。本実施例では、ケース側サイドシール部材350のみを利用する。ケース側サイドシール部材350は、ケース側弾性部材350aと規制部材側弾性部材350bとフェルト部材350cを有する。ケース側弾性部材350aは、ケース本体43aに接合されている。規制部材側弾性部材350bは、層厚規制部材47に接合されている。フェルト部材350cは、ケース側弾性部材350aと規制部材側弾性部材350bの両者に跨って接合されている。本実施例では、一体的に構成されているケース側サイドシール部材350が、ケース本体43aから層厚規制部材47まで伸びて配置されている。
接触部材170は、ケース側弾性部材350aに接触している。本実施例の構成を採用しても、ケース側サイドシール部材350が内方にずれることを防止することができるとともに、ケース側サイドシール部材350を意図した位置に配置することができる。本実施例の現像剤カートリッジ343は高いシール効果を発揮する。
(第4実施例) 図13は、第4実施例の現像剤カートリッジ443の一部の斜視図を示す。ここでは、第1実施例と異なる部分のみを説明する。
本実施例の規制部材側サイドシール部材452は、第1実施例よりも下方に長くなっている。ステンレス板160cは、規制部材側サイドシール部材452の全域が接合されるように、第1実施例よりも下方に長くなっている。規制部材側サイドシール部材452に接触部材170が接触している。本実施例では、接触部材170の接触面170d(図9等参照)とステンレス板160cの間に隙間が設けられている。
本実施例の構成を採用すると、規制部材側サイドシール部材452が内方にずれることを防止することができるとともに、規制部材側サイドシール部材452を意図した位置に配置することができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
現像剤収容ケースの一部断面図を示す。本発明の技術思想を説明するための図を示す。 実施例のレーザプリンタの断面図を示す。 プロセスカートリッジの拡大断面図を示す。 感光体カートリッジの断面図を示す。 図3のV方向に見た場合の現像剤カートリッジの正面図を示す。 現像剤カートリッジの端部の斜視図を示す。 サイドシール部材の斜視図を示す。 図5のVIII−VIII線断面図を示す。 ケース側サイドシール部材の内側面を正面から見た図を示す。 図9のX−X線断面図を示す。 第2実施例の現像剤カートリッジの正面図を示す。 第3実施例の現像剤カートリッジの一部の斜視図を示す。 第4実施例の現像剤カートリッジの一部の斜視図を示す。
符号の説明
10:レーザプリンタ
20:給紙装置
40:プロセスカートリッジ
45:トナー室
47:層厚規制部材
48:供給ローラ
50:現像ローラ
52:転写ローラ
54:感光体ドラム
66:帯電器
70:露光装置
90:定着装置
150:ケース側サイドシール部材
152:規制部材側サイドシール部材
170:接触部材

Claims (9)

  1. 現像剤を収容する現像剤収容ケースであり、
    開口が形成されているとともに、現像剤を収容するケース本体と、
    ケース本体の開口を臨む位置でケース本体に回転可能に取付けられているとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
    ケース本体に取付けられているケース側サイドシール部材を備え、
    ケース本体は、現像剤担持体の回転軸方向の端部においてその回転面と対向する領域を有しており、
    ケース側サイドシール部材は、ケース本体の前記対向領域に取付けられているとともに現像剤担持体に接触しており、
    ケース本体は、ケース本体の一部として一体成形されているとともに、ケース側サイドシール部材の現像剤担持体の回転軸方向における内方側の内側面に接触している接触部材を有しており、
    ケース側サイドシール部材の前記内側面は、
    接触部材と接触している接触領域と、
    前記接触領域の前記対向領域側の端部から前記対向領域まで伸びており、接触部材と接触していない第1非接触領域と、
    前記接触領域の現像剤担持体側の端部から現像剤担持体まで伸びており、接触部材と接触していない第2非接触領域と
    を有しており、
    接触部材は、現像剤担持体と接触していない
    ことを特徴とする現像剤収容ケース。
  2. ケース本体に固定されており、現像剤担持体の回転軸方向に伸びており、現像剤担持体が担持する現像剤の厚みを規制する層厚規制部材をさらに備え、
    その層厚規制部材は、現像剤担持体の回転軸方向の端部においてその回転面と対向する領域を有しており、
    ケース側サイドシール部材は、ケース本体の前記対向領域から層厚規制部材の前記対向領域まで一体的に取付けられていることを特徴とする請求項1の現像剤収容ケース。
  3. ケース本体に固定されており、現像剤担持体の回転軸方向に伸びており、現像剤担持体が担持する現像剤の厚みを規制する層厚規制部材をさらに備え、
    その層厚規制部材は、現像剤担持体の回転軸方向の端部においてその回転面と対向する領域を有しており、
    ケース側サイドシール部材とは別体に構成されており、層厚規制部材の前記対向領域に取付けられているとともに現像剤担持体に接触している規制部材側サイドシール部材が設けられており、
    ケース側サイドシール部材と規制部材側サイドシール部材は、現像剤担持体の回転方向に隙間ができないように相互に接触していることを特徴とする請求項1の現像剤収容ケース
  4. ケース側サイドシール部材の内側面は、現像剤担持体の回転方向の下流側に向かうにつれて内方にシフトしていることを特徴とする請求項1から3のいずれかの現像剤収容ケース。
  5. 現像剤を収容する現像剤収容ケースであり、
    開口が形成されているとともに、現像剤を収容するケース本体と、
    ケース本体の開口を臨む位置でケース本体に回転可能に取付けられているとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
    ケース本体に固定されており、現像剤担持体の回転軸方向に伸びており、現像剤担持体が担持する現像剤の厚みを規制する層厚規制部材と、
    層厚規制部材に取付けられている規制部材側サイドシール部材を備え、
    層厚規制部材は、現像剤担持体の回転軸方向の端部においてその回転面と対向する領域を有しており、
    規制部材側サイドシール部材は、層厚規制部材の前記対向領域に取付けられているとともに現像剤担持体に接触しており、
    ケース本体は、ケース本体の一部として一体成形されているとともに、規制部材側サイドシール部材の現像剤担持体の回転軸方向における内方側の内側面に接触している接触部材を有しており、
    規制部材側サイドシール部材の前記内側面は、
    接触部材と接触している接触領域と、
    前記接触領域の前記対向領域側の端部から前記対向領域まで伸びており、接触部材と接触していない第1非接触領域と、
    前記接触領域の現像剤担持体側の端部から現像剤担持体まで伸びており、接触部材と接触していない第2非接触領域と
    を有しており、
    接触部材は、現像剤担持体と接触していない
    ことを特徴とする現像剤収容ケース。
  6. 収容する現像剤が非磁性一成分重合トナーであることを特徴とする請求項1から5のいずれかの現像剤収容ケース。
  7. 現像剤を利用して画像を形成する画像形成装置に着脱可能に装着される現像剤カートリッジであることを特徴とする請求項1から6のいずれかの現像剤収容ケース。
  8. 現像剤を利用して画像を形成する画像形成装置に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジであり、
    感光体と、請求項1から6のいずれかの現像剤収容ケースを備え、
    現像剤収容ケースの現像剤担持体が担持する現像剤が感光体の表面に供給されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  9. 現像剤を利用して画像を形成する画像形成装置であり、
    感光体と、請求項1から6のいずれかの現像剤収容ケースを備え、
    現像剤収容ケースの現像剤担持体が担持する現像剤が感光体の表面に供給され、
    感光体の表面に供給された現像剤が記録媒体に転写されることを特徴とする画像形成装置。
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