JP4545877B2 - 現像フレーム及びその溶着接合方法及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像ローラ端部において良好なトナーシール性を得ることのできる現像フレーム及びこれを有するプロセスカートリッジ又は画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した画像形成装置において、現像剤であるトナーを収容するトナー収容部や、トナーを用いて像担持体上の静電潜像を現像する現像部などを保持する枠体を現像フレームという。従来の現像フレームについて、特開平8-15940を例として図15及び図16を用いて説明する。
【０００３】
図15に示すプロセスカートリッジは、トナーＴを収容する現像フレーム100、潜像を担持する感光体ドラム、トナーＴを用いて感光体ドラム上の潜像を現像する現像ローラ100ｃ、感光体ドラムを一様に帯電させる帯電ローラ、感光体ドラム上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有し、また上方に使用者が把持する把持部材を有している。現像フレーム100はトナー現像枠体101とトナー現像壁部材102からなり、両部材101、102を結合して形成される空間をトナー収容部100ａとし、トナー供給開口101ａから現像室100ｂに内蔵した現像ローラ100ｃにトナーＴを供給している。
【０００４】
トナー現像枠体101及びトナー現像壁部材102を結合するに際しては、まず両部材101、102を接合し、該接合部のうちトナー壁部102ａの部分は端部101ｂ、端部102ｃを溶着する。また現像室100ｂに対応する現像壁部102ｂの部分は、両端部の非溶着部にトナー漏れ防止シール105を介在させると共に、図16に示すように、両部材101、102の位置決めをするために長手方向両端部に端部部材103、104を取り付けている。
【０００５】
更に両部材101、102を結合させるための他の従来例の構成として、両部材101、102の接合部全体、すなわち現像壁部102ｂの部分をも溶着して結合させる場合もある。これにより両部材101、102を強固に結合させることができ、捻れ力に対しても位置ずれ等が生ずることがない。この場合においては、現像壁部102ｂにおける両部材101、102の接合部に、上記トナー漏れ防止シール105は介在させない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記他の従来例の構成にあっては、現像ローラ100ｃの端部にトナー現像枠体101とトナー現像壁部材102の溶着接合部が位置することになる。かかる現像ローラ100ｃの端部には図15に示すようにトナー漏れを防止するためのシール部材106が配置されているが、溶着接合部はともすれば凹凸が生じやすいため、シール部材106が密着することが困難となり、シール性能が損なわれるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、部品、組立コストにおいて有利な上記他の従来例を更に発展させたものであり、現像ローラ端部のシール部材のトナーシール性を向上させた現像フレーム、及びその組立方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、トナー収容部から現像領域へトナーを供給するための供給開口と開放部を有する第一フレームと、前記第一フレームに溶着リブを介して溶着接合され、前記開放部を塞ぐ第二フレームと、前記現像領域に配置されて像担持体に担持された潜像を現像する現像ローラと、前記第一および第二フレームにまたがって固定され前記現像ローラ長手端部のトナー漏れを防止するシール部材と、を有する現像フレームであって、前記第一および第二フレームにおける前記シール部材を固定する面の一部は、前記溶着リブの端部によって形成され、前記第一フレームおよび第二フレームにおける前記シール部材を固定する面は、前記溶着接合により略同一平面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る現像フレーム及びその溶着接合方法及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。
【００１０】
（全体構成）
まず、図１乃至図４を用いて、電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジの全体構成を説明する。尚、図１は画像形成装置の全体構成を示す説明図であり、図２及び図３はプロセスカートリッジの構成説明図、図４はプロセスカートリッジを装置本体へ装着する状態を説明する図である。この電子写真画像形成装置Ａは、図１に示すように、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体に画像を形成するものである。
【００１１】
後述する像担持体であるドラム形状の電子写真感光体（以下、感光体ドラム７と称す）にトナー像を形成すると、このトナー像の形成と同期して給送トレイ３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ３ｂ及び搬送ローラ３ｃ等からなる搬送手段３で搬送する。前記感光体ドラム７に形成したトナー像は、転写手段としての転写ローラ４にトナー像と逆極性の電圧を印加することによって記録媒体２に転写し、トナー像の転写を受けた記録媒体２をガイド３ｄで定着手段５へと搬送する。この定着手段５は駆動ローラ５ａ及びヒータを内蔵する定着ローラ５ｂからなり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排出ローラ３ｅ、３ｆで反転搬送して排出トレイ６へと排出する。
【００１２】
（プロセスカートリッジ）
プロセスカートリッジＢは、図１乃至図３に示すように、トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13からなる現像フレームＣと、クリーニング枠体14とを結合して構成するカートリッジ枠体内に感光体ドラム７、帯電ローラ８等を収納してカートリッジ化している。即ち、トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13を溶着してトナー室10ａ及び現像室10ｂを構成し、この現像室10ｂに現像ローラ10ｃ及び現像ブレード10ｄを取り付けている。またクリーニング枠体14には感光体ドラム７、帯電ローラ８、及びクリーニング手段11を構成する各部材を取り付けている。またクリーニング枠体14の上面には、把手部材26を該枠体14と一体的に設けている。
【００１３】
画像形成の際には、まず像担持体としての感光層を有する感光体ドラム７を回転し、その表面を帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加によって一様に帯電する。そして光学系１からの画像情報に応じたレーザービーム光を露光開口部９を介して感光体ドラム７へ照射して潜像を形成する。なお、光学系１はレーザーダイオード１ａ、ポリゴンミラー１ｂ、レンズ１ｃ、反射ミラー１ｄを有している。
【００１４】
感光体ドラム７上の潜像はトナーを用いて現像手段10によって現像し、前記トナー像を形成する。現像手段10は、図２に示すようにトナー室10ａ内のトナーを現像室10ｂへ供給し、現像室10ｂに取り付けた現像ローラ10ｃを回転させると共に、現像ブレード10ｄによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を固定磁石を内蔵した現像ローラ10ｃの表面に形成し、そのトナーを感光体ドラム７の現像領域へ供給する。現像ブレード10ｄは現像ローラ10ｃの周面に付着するトナーの量を規制するものであって、トナー現像枠体12に設けられた現像ブレード取り付け部10d1に支持されている。そして、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム７へ転移させることによって、トナー像を形成して可視像化する。
【００１５】
感光体ドラム７上に形成されたトナー像を転写ローラ４によって記録媒体２に転写した後に、クリーニング手段11によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段11は、弾性クリーニングブレード11ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め11ｂへ蓄積する。
【００１６】
このプロセスカートリッジＢには光学系１からレーザービーム光を感光体ドラム７へ照射するための露光開口部９、及び感光体ドラム７を記録媒体２に対向させるための転写開口部15が設けられている。前記転写開口部15は、感光体ドラム７に形成されたトナー像を記録媒体２に転写するためのものである。そしてプロセスカートリッジＢ外面には、両開口部９、１５を開閉可能なシャッタ部材16を取り付けている。
【００１７】
シャッタ部材16は感光体ドラム７の表面の損傷、ごみの付着、及び、感光体の光による劣化等を防止するものであって、露光開口部９を開閉する第１シャッタ部16ａと、転写開口部15を開閉する第２シャッタ部16ｂとを一体的に構成してなる。このシャッタ部材16は長手方向の両端部に回動支軸16ｃを有し、この回動支軸16ｃから斜め下方へ傾斜するように第１シャッタ部16ａが設けられている。また、前記回動支軸16ｃから前記第１シャッタ部16ａと逆方向へ、クリーニング枠体14の形状に沿って湾曲したアーム部16ｄが形成され、両アーム部16ｄを連結するように第２シャッタ部16ｂが設けられている。
【００１８】
一方、クリーニング枠体14の上部には回動支軸16ｃを支持するための軸受部14ａを設けており、シャッタ部材16をクリーニング枠体14に対し回動可能に取り付けている。このとき一方の回動支軸16ｃには捩じりコイルバネ23を取り付け、これによりシャッタ部材16を開口９、15を閉じる方向へ常に付勢している。
【００１９】
そして画像形成装置Ａは、図４に示すように、装置本体17に対して開閉カバー18が軸19を中心にして回動可能に取り付けてある。そして、前記開閉カバー18を開けると装置本体内部にはプロセスカートリッジＢをガイドするための図示しないガイド部材が設けられており、操作者が該ガイド部材に沿ってプロセスカートリッジＢを着脱することができる。
【００２０】
（現像フレーム構成）
次に図５乃至図７を参照して現像フレームＣの構成について説明する。尚、図５は現像手段の断面説明図であり、図６はトナー現像枠体及びトナー現像壁部材を分離した説明図、図７はトナー現像枠体とトナー現像壁部材を結合する組み立て説明図である。
【００２１】
現像フレームＣは、図５及び図６に示すように、トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13とを結合してトナー室10ａ及び現像室10ｂを構成している。
【００２２】
トナー現像枠体12は、前記トナー室10ａ及び現像室10ｂを構成する本体となるものであり、トナー供給開口12a1を有するシール取付部12ａを境界として上方にトナー室10ａを形成するトナー室部12ｂを有し、シール取付部12ａの下方に現像室10ｂを形成する現像室部12ｃを有する。そして、前記トナー室部12ｂ及び現像室部12ｃの同一面壁部12b1、12c1を開放して構成している。尚、前記トナー室部12ｂ部分は開放側が幅広くなるように形成しており、且つ長手方向一方側面には図示しないトナー充填開口が設けられている。
【００２３】
トナー現像壁部材13はトナー現像枠体12の開放壁部に結合するものであり、前記トナー現像枠体12のトナー室10ａ部分の開放面に結合するトナー壁部13ａと、前記現像室10ｂ部分の開放面に結合する現像壁部13ｂとを一体的に構成している。そして前記トナー壁部13ａと現像壁部13ｂとの境界において、現像壁部13ｂに対してトナー壁部13ａが凹むような凹部13a1を形成している。これらトナー現像枠体12及びトナー現像壁部材13は、共に樹脂の射出成形によって形成する。
【００２４】
これらを組み立てるには前記トナー現像枠体12の開放壁部分にトナー現像壁部材13を接合する共に、該接合部分を溶着して結合する。尚、本実施例では前記トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13とを結合するときに、図７に示すように、両部材12、13の長手方向両端に端部部材21を取り付け、両者を正確に位置決めするようにしている。
【００２５】
そのため、トナー現像枠体12の長手方向両端側面には位置決め用のボス穴12d1、12d2が設けてあり、同様にトナー現像壁部材13の長手方向両端側面にも位置決め用のボス穴13ｃを設けている。そして端部部材21には前記ボス穴12d1、12d2、13ｃに嵌入し得る位置決め手段としてのボス21ａを設けている。なお端部部材21は、トナー現像枠体12に現像ローラ10ｃを取り付ける位置決め、及びトナー現像壁部材13を溶着したトナー現像枠体12に対してクリーニング枠体14を結合するときの位置決めとしても機能している。
【００２６】
トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13とを結合したとき、トナー現像枠体12の有するトナー室10ａを構成する壁部10a1がトナー供給開口12a1方向へ向かって傾斜していることにより、トナー室10ａ内のトナーを無駄なく現像室10ｂへ供給することができる。またトナー現像壁部材13のトナー壁部13ａに凹部13a1を形成していることにより、トナー供給開口12a1に向かって傾斜している傾斜面13a2を有している。この傾斜面13a2の下端13a3は前記トナー供給開口12a1の縁部と略一致するよう設定されており、トナー室10ａ内のトナーを無駄なく現像室10ｂへ供給し得るよう構成されている。
【００２７】
そして前記トナー供給開口12a1にシール部材27を接着或いは溶着等することによって取り外し可能に取り付けており、使用に際して使用者によって取り除かれるよう構成されている。これによりプロセスカートリッジＢの使用前は開口12a1を封鎖し、トナー室10ａ内のトナーがプロセスカートリッジ使用前に漏れることがない。この状態で現像室10ｂに現像ローラ10ｃ及び現像ブレード10ｄを取り付けた後に、トナー室10ａにトナーＴを充填して現像手段10を構成する。
【００２８】
前記のように一体化されたトナー現像枠体12及びトナー現像壁部材13に、感光体ドラム７やクリーニング手段11等を組み付けたクリーニング枠体14を結合することによってプロセスカートリッジＢを組み立てる。
【００２９】
このとき、図５に示すように、トナー室10ａは現像室10ｂの上方に位置し、且つトナー室10ａの一部が現像室10ｂよりも感光体ドラム７側へ突出するようにトナー現像枠体12の形状を構成している。
【００３０】
なお、トナー現像枠体12及びトナー現像壁部材13は、共にプラスチック製、例えばハイインパクトスチロール等で、夫々一体成形されている。これにより、プロセスカートリッジＢを大型化することなくトナー室10ａの容量を大きくすることができ、多くのトナーを収納することが可能となる。そしてトナー室10ａの容量を大きくしても、トナー現像枠体12のトナー室10ａ部分は開放側が幅広になるように形成してあることから、樹脂などの射出成形によってトナー現像枠体12を成形することができる。
【００３１】
（現像フレームの溶着接合方法）
次に現像フレームの溶着接合方法について、図８乃至図13を用いて詳細に説明する。図８は第二フレームの接合前詳細図、図９は溶着リブの断面図、図10は第一フレームと第二フレームの接合前断面図、図11は第一フレームと第二フレームの接合後詳細斜視図、図12は第一フレームと第二フレームの接合後断面図、図13はシール部材及び現像ローラを組み立てた状態を説明する図である。
【００３２】
図８に示すように、トナー現像壁部材13の現像ローラ10ｃ両端部付近においては、トナー現像枠体12との接合部分に溶着リブ30を形成している。溶着リブ30は図９のＭ−Ｍ断面図に示すように断面略三角形状に形成しており、後述するシール部材35を取り付ける面31まで連続し（図８参照）、溶着リブ30の端面と面31との境界に稜線31ａを有している。またトナー現像枠体12にも、上記面31と同様にシール部材35を取り付ける面32を形成している。
【００３３】
トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13の溶着は、超音波振動を付与する溶着ホーン33と、溶着ホーン33を圧接する際の受け台34とによって行う。両部材12、13を溶着する際には、まず前述の端部部材21のボス21ａとボス穴12d1、12d2、13ｃとの嵌合によって位置決めされる。トナー現像枠体12及びトナー現像壁部材13は、図10に示すように、受け台34に面31、32がまたがるように保持される。そして溶着ホーン33によって超音波振動を付与しながら圧接すると、溶着リブ30が溶けてトナー現像枠体12とトナー現像壁部材13が溶着接合される。
【００３４】
このとき面31の稜線31ａも溶融し、受け台34が面31、32の両方に圧接することとなり、図11及びそのＮ−Ｎ断面図である図12に示すように、トナー現像枠体12の端部12ｄと一体化して同一平面を形成する。
【００３５】
トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13が一体化されると、図13に示すように、現像ローラ10ｃ端部のトナー漏れを防止するシール部材35が面31、32に渡って両面テープ等で張り付けられる。そしてトナー現像壁部材13に現像ローラ10ｃ下方のトナーの吹き出しを防ぐシート部材13ｄが取り付けられた後に、現像ローラ10ｃが組み込まれる。
【００３６】
以上説明した通り、本実施形態によれば、トナー収容部（トナー室10ａ）から現像領域（現像室10ｂ）へトナーを供給するための供給開口（トナー供給開口12a1）と開放部（壁部12b1、12c1）を有する第一フレーム（トナー現像枠体12）と、前記第一フレームの開放部を塞ぐ第二フレーム（トナー現像壁部材13）と、像担持体（感光体ドラム７）に担持された潜像を現像する現像ローラ10ｃと、少なくとも前記第一および第二フレームにまたがって固定され前記現像ローラ端部のトナー漏れを防止するシール部材35とを有する現像フレームＣであって、前記第一フレームと第二フレームを溶着により接合し、前記第一および第二フレームの接合部分であって、前記シール部材35を固定する面31、32を、溶着により略同一平面に形成している。
【００３７】
上述の如くトナー現像枠体12の面31、トナー現像壁部材13の面32が同一平面で且つ溶け合って形成されているため、シール部材35と両面テープとの隙間をなくすることができ、良好なトナーシール性を得ることができる。
【００３８】
［他の実施形態］
次に図14を用いて、本発明に係る現像フレーム及びその溶着接合方法及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置の他の実施形態について説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
上記第一実施形態においてはトナー現像壁部材13のトナー現像枠体12との接合部分である溶着リブ30を略三角形状に形成し、面31が稜線31ａを有するよう構成して説明したが、二つの枠体の先端部が溶け合う幅37は、シール部材35の張り付け幅として適当な幅が得られるように設定すればよい。そこで本実施形態においては、図14に示すように、トナー現像壁部材13の溶着リブ36を略中心の所定幅しか設けていない。
【００４０】
またこれにより溶着リブ36と面32との稜線31ｂも稜線31ａより短く形成されているが、トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13の溶け合うきっかけとして稜線の一部又は全部が機能し、面31の一部が溶着リブとして機能すれば、溶着後二つの枠体が同一平面をなすことができ、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また第一実施形態に係る溶着接合方法において面31、32を受け台34によって支持するよう構成して示したが、トナー現像壁部材13を受け台34によって支持すると共に、面31、32に溶着ホーン33を圧接するよう構成することでも同様に接合可能である。
【００４２】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係る現像フレーム及びその溶着接合方法においては、トナー収容部から現像領域へトナーを供給するための供給開口と開放部を有する第一フレームと、第一フレームの開放部を塞ぐ第二フレームと、の接合部分であって、現像ローラ端部のトナー漏れを防止するシール部材を固定する面を溶着により略同一平面に形成したことにより、現像ローラ端部のシール部材のトナーシール性を向上させた現像フレーム、及びその組立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】プロセスカートリッジの構成説明図である。
【図３】プロセスカートリッジの構成説明図である。
【図４】プロセスカートリッジを装置本体へ装着する状態を説明する図である。
【図５】現像手段の断面説明図である。
【図６】トナー現像枠体及びトナー現像壁部材を分離した説明図である。
【図７】トナー現像枠体とトナー現像壁部材を結合する組み立て説明図である。
【図８】第二フレームの接合前詳細図である。
【図９】溶着リブの断面図である。
【図１０】第一フレームと第二フレームの接合前断面図である。
【図１１】第一フレームと第二フレームの接合後詳細斜視図である。
【図１２】第一フレームと第二フレームの接合後断面図である。
【図１３】シール部材及び現像ローラを組み立てた状態を説明する図である。
【図１４】他の実施形態に係る第二フレームの接合前詳細図である。
【図１５】従来例に係るプロセスカートリッジを説明する図である。
【図１６】従来例に係る現像フレームの構成を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ …電子写真画像形成装置
Ｂ …プロセスカートリッジ
Ｃ …現像フレーム
Ｔ …トナー
１ …光学系
１ａ …レーザーダイオード
１ｂ …ポリゴンミラー
１ｃ …レンズ
１ｄ …反射ミラー
２ …記録媒体
３ …搬送手段
３ａ …給送トレイ
３ｂ …ピックアップローラ
３ｃ …搬送ローラ
３ｄ …ガイド
３ｅ …排出ローラ
３ｆ …排出ローラ
４ …転写ローラ
５ …定着手段
５ａ …駆動ローラ
５ｂ …定着ローラ
６ …排出トレイ
７ …感光体ドラム
８ …帯電ローラ
９ …露光開口部
10 …現像手段
10ａ …トナー室
10a1 …壁部
10ｂ …現像室
10ｃ …現像ローラ
10ｄ …現像ブレード
10d1 …現像ブレード取り付け部
11 …クリーニング手段
11ａ …弾性クリーニングブレード
11ｂ …廃トナー溜め
12 …トナー現像枠体
12ａ …シール取付部
12a1 …トナー供給開口
12ｂ …トナー室部
12b1 …壁部
12ｃ …現像室部
12c1 …壁部
12ｄ …端部
12d1 …ボス穴
12d2 …ボス穴
13 …トナー現像壁部材
13ａ …トナー壁部
13a1 …凹部
13a2 …傾斜面
13ｂ …現像壁部
13ｃ …ボス穴
13ｄ …シート部材
14 …クリーニング枠体
14ａ …軸受部
15 …転写開口部
16 …シャッタ部材
16ａ …第１シャッタ部
16ｂ …第２シャッタ部
16ｃ …回動支軸
16ｄ …アーム部
17 …装置本体
18 …開閉カバー
19 …軸
21 …端部部材
21ａ …ボス
23 …コイルバネ
26 …把手部材
27 …シール部材
30 …溶着リブ
31 …面
31ａ …稜線
31ｂ …稜線
32 …面
33 …溶着ホーン
34 …受け台
35 …シール部材
36 …溶着リブ
37 …幅
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像ローラ端部において良好なトナーシール性を得ることのできる現像フレーム及びこれを有するプロセスカートリッジ又は画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した画像形成装置において、現像剤であるトナーを収容するトナー収容部や、トナーを用いて像担持体上の静電潜像を現像する現像部などを保持する枠体を現像フレームという。従来の現像フレームについて、特開平8-15940を例として図15及び図16を用いて説明する。
【０００３】
図15に示すプロセスカートリッジは、トナーＴを収容する現像フレーム100、潜像を担持する感光体ドラム、トナーＴを用いて感光体ドラム上の潜像を現像する現像ローラ100ｃ、感光体ドラムを一様に帯電させる帯電ローラ、感光体ドラム上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有し、また上方に使用者が把持する把持部材を有している。現像フレーム100はトナー現像枠体101とトナー現像壁部材102からなり、両部材101、102を結合して形成される空間をトナー収容部100ａとし、トナー供給開口101ａから現像室100ｂに内蔵した現像ローラ100ｃにトナーＴを供給している。
【０００４】
トナー現像枠体101及びトナー現像壁部材102を結合するに際しては、まず両部材101、102を接合し、該接合部のうちトナー壁部102ａの部分は端部101ｂ、端部102ｃを溶着する。また現像室100ｂに対応する現像壁部102ｂの部分は、両端部の非溶着部にトナー漏れ防止シール105を介在させると共に、図16に示すように、両部材101、102の位置決めをするために長手方向両端部に端部部材103、104を取り付けている。
【０００５】
更に両部材101、102を結合させるための他の従来例の構成として、両部材101、102の接合部全体、すなわち現像壁部102ｂの部分をも溶着して結合させる場合もある。これにより両部材101、102を強固に結合させることができ、捻れ力に対しても位置ずれ等が生ずることがない。この場合においては、現像壁部102ｂにおける両部材101、102の接合部に、上記トナー漏れ防止シール105は介在させない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記他の従来例の構成にあっては、現像ローラ100ｃの端部にトナー現像枠体101とトナー現像壁部材102の溶着接合部が位置することになる。かかる現像ローラ100ｃの端部には図15に示すようにトナー漏れを防止するためのシール部材106が配置されているが、溶着接合部はともすれば凹凸が生じやすいため、シール部材106が密着することが困難となり、シール性能が損なわれるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、部品、組立コストにおいて有利な上記他の従来例を更に発展させたものであり、現像ローラ端部のシール部材のトナーシール性を向上させた現像フレーム、及びその組立方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、トナー収容部から現像領域へトナーを供給するための供給開口と開放部を有する第一フレームと、前記第一フレームに溶着リブを介して溶着接合され、前記開放部を塞ぐ第二フレームと、前記現像領域に配置されて像担持体に担持された潜像を現像する現像ローラと、前記第一および第二フレームにまたがって固定され前記現像ローラ長手端部のトナー漏れを防止するシール部材と、を有する現像フレームであって、前記第一および第二フレームにおける前記シール部材を固定する面の一部は、前記溶着リブの端部によって形成され、前記第一フレームおよび第二フレームにおける前記シール部材を固定する面は、前記溶着接合により略同一平面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る現像フレーム及びその溶着接合方法及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。
【００１０】
（全体構成）
まず、図１乃至図４を用いて、電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジの全体構成を説明する。尚、図１は画像形成装置の全体構成を示す説明図であり、図２及び図３はプロセスカートリッジの構成説明図、図４はプロセスカートリッジを装置本体へ装着する状態を説明する図である。この電子写真画像形成装置Ａは、図１に示すように、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体に画像を形成するものである。
【００１１】
後述する像担持体であるドラム形状の電子写真感光体（以下、感光体ドラム７と称す）にトナー像を形成すると、このトナー像の形成と同期して給送トレイ３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ３ｂ及び搬送ローラ３ｃ等からなる搬送手段３で搬送する。前記感光体ドラム７に形成したトナー像は、転写手段としての転写ローラ４にトナー像と逆極性の電圧を印加することによって記録媒体２に転写し、トナー像の転写を受けた記録媒体２をガイド３ｄで定着手段５へと搬送する。この定着手段５は駆動ローラ５ａ及びヒータを内蔵する定着ローラ５ｂからなり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排出ローラ３ｅ、３ｆで反転搬送して排出トレイ６へと排出する。
【００１２】
（プロセスカートリッジ）
プロセスカートリッジＢは、図１乃至図３に示すように、トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13からなる現像フレームＣと、クリーニング枠体14とを結合して構成するカートリッジ枠体内に感光体ドラム７、帯電ローラ８等を収納してカートリッジ化している。即ち、トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13を溶着してトナー室10ａ及び現像室10ｂを構成し、この現像室10ｂに現像ローラ10ｃ及び現像ブレード10ｄを取り付けている。またクリーニング枠体14には感光体ドラム７、帯電ローラ８、及びクリーニング手段11を構成する各部材を取り付けている。またクリーニング枠体14の上面には、把手部材26を該枠体14と一体的に設けている。
【００１３】
画像形成の際には、まず像担持体としての感光層を有する感光体ドラム７を回転し、その表面を帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加によって一様に帯電する。そして光学系１からの画像情報に応じたレーザービーム光を露光開口部９を介して感光体ドラム７へ照射して潜像を形成する。なお、光学系１はレーザーダイオード１ａ、ポリゴンミラー１ｂ、レンズ１ｃ、反射ミラー１ｄを有している。
【００１４】
感光体ドラム７上の潜像はトナーを用いて現像手段10によって現像し、前記トナー像を形成する。現像手段10は、図２に示すようにトナー室10ａ内のトナーを現像室10ｂへ供給し、現像室10ｂに取り付けた現像ローラ10ｃを回転させると共に、現像ブレード10ｄによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を固定磁石を内蔵した現像ローラ10ｃの表面に形成し、そのトナーを感光体ドラム７の現像領域へ供給する。現像ブレード10ｄは現像ローラ10ｃの周面に付着するトナーの量を規制するものであって、トナー現像枠体12に設けられた現像ブレード取り付け部10d1に支持されている。そして、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム７へ転移させることによって、トナー像を形成して可視像化する。
【００１５】
感光体ドラム７上に形成されたトナー像を転写ローラ４によって記録媒体２に転写した後に、クリーニング手段11によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段11は、弾性クリーニングブレード11ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め11ｂへ蓄積する。
【００１６】
このプロセスカートリッジＢには光学系１からレーザービーム光を感光体ドラム７へ照射するための露光開口部９、及び感光体ドラム７を記録媒体２に対向させるための転写開口部15が設けられている。前記転写開口部15は、感光体ドラム７に形成されたトナー像を記録媒体２に転写するためのものである。そしてプロセスカートリッジＢ外面には、両開口部９、１５を開閉可能なシャッタ部材16を取り付けている。
【００１７】
シャッタ部材16は感光体ドラム７の表面の損傷、ごみの付着、及び、感光体の光による劣化等を防止するものであって、露光開口部９を開閉する第１シャッタ部16ａと、転写開口部15を開閉する第２シャッタ部16ｂとを一体的に構成してなる。このシャッタ部材16は長手方向の両端部に回動支軸16ｃを有し、この回動支軸16ｃから斜め下方へ傾斜するように第１シャッタ部16ａが設けられている。また、前記回動支軸16ｃから前記第１シャッタ部16ａと逆方向へ、クリーニング枠体14の形状に沿って湾曲したアーム部16ｄが形成され、両アーム部16ｄを連結するように第２シャッタ部16ｂが設けられている。
【００１８】
一方、クリーニング枠体14の上部には回動支軸16ｃを支持するための軸受部14ａを設けており、シャッタ部材16をクリーニング枠体14に対し回動可能に取り付けている。このとき一方の回動支軸16ｃには捩じりコイルバネ23を取り付け、これによりシャッタ部材16を開口９、15を閉じる方向へ常に付勢している。
【００１９】
そして画像形成装置Ａは、図４に示すように、装置本体17に対して開閉カバー18が軸19を中心にして回動可能に取り付けてある。そして、前記開閉カバー18を開けると装置本体内部にはプロセスカートリッジＢをガイドするための図示しないガイド部材が設けられており、操作者が該ガイド部材に沿ってプロセスカートリッジＢを着脱することができる。
【００２０】
（現像フレーム構成）
次に図５乃至図７を参照して現像フレームＣの構成について説明する。尚、図５は現像手段の断面説明図であり、図６はトナー現像枠体及びトナー現像壁部材を分離した説明図、図７はトナー現像枠体とトナー現像壁部材を結合する組み立て説明図である。
【００２１】
現像フレームＣは、図５及び図６に示すように、トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13とを結合してトナー室10ａ及び現像室10ｂを構成している。
【００２２】
トナー現像枠体12は、前記トナー室10ａ及び現像室10ｂを構成する本体となるものであり、トナー供給開口12a1を有するシール取付部12ａを境界として上方にトナー室10ａを形成するトナー室部12ｂを有し、シール取付部12ａの下方に現像室10ｂを形成する現像室部12ｃを有する。そして、前記トナー室部12ｂ及び現像室部12ｃの同一面壁部12b1、12c1を開放して構成している。尚、前記トナー室部12ｂ部分は開放側が幅広くなるように形成しており、且つ長手方向一方側面には図示しないトナー充填開口が設けられている。
【００２３】
トナー現像壁部材13はトナー現像枠体12の開放壁部に結合するものであり、前記トナー現像枠体12のトナー室10ａ部分の開放面に結合するトナー壁部13ａと、前記現像室10ｂ部分の開放面に結合する現像壁部13ｂとを一体的に構成している。そして前記トナー壁部13ａと現像壁部13ｂとの境界において、現像壁部13ｂに対してトナー壁部13ａが凹むような凹部13a1を形成している。これらトナー現像枠体12及びトナー現像壁部材13は、共に樹脂の射出成形によって形成する。
【００２４】
これらを組み立てるには前記トナー現像枠体12の開放壁部分にトナー現像壁部材13を接合する共に、該接合部分を溶着して結合する。尚、本実施例では前記トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13とを結合するときに、図７に示すように、両部材12、13の長手方向両端に端部部材21を取り付け、両者を正確に位置決めするようにしている。
【００２５】
そのため、トナー現像枠体12の長手方向両端側面には位置決め用のボス穴12d1、12d2が設けてあり、同様にトナー現像壁部材13の長手方向両端側面にも位置決め用のボス穴13ｃを設けている。そして端部部材21には前記ボス穴12d1、12d2、13ｃに嵌入し得る位置決め手段としてのボス21ａを設けている。なお端部部材21は、トナー現像枠体12に現像ローラ10ｃを取り付ける位置決め、及びトナー現像壁部材13を溶着したトナー現像枠体12に対してクリーニング枠体14を結合するときの位置決めとしても機能している。
【００２６】
トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13とを結合したとき、トナー現像枠体12の有するトナー室10ａを構成する壁部10a1がトナー供給開口12a1方向へ向かって傾斜していることにより、トナー室10ａ内のトナーを無駄なく現像室10ｂへ供給することができる。またトナー現像壁部材13のトナー壁部13ａに凹部13a1を形成していることにより、トナー供給開口12a1に向かって傾斜している傾斜面13a2を有している。この傾斜面13a2の下端13a3は前記トナー供給開口12a1の縁部と略一致するよう設定されており、トナー室10ａ内のトナーを無駄なく現像室10ｂへ供給し得るよう構成されている。
【００２７】
そして前記トナー供給開口12a1にシール部材27を接着或いは溶着等することによって取り外し可能に取り付けており、使用に際して使用者によって取り除かれるよう構成されている。これによりプロセスカートリッジＢの使用前は開口12a1を封鎖し、トナー室10ａ内のトナーがプロセスカートリッジ使用前に漏れることがない。この状態で現像室10ｂに現像ローラ10ｃ及び現像ブレード10ｄを取り付けた後に、トナー室10ａにトナーＴを充填して現像手段10を構成する。
【００２８】
前記のように一体化されたトナー現像枠体12及びトナー現像壁部材13に、感光体ドラム７やクリーニング手段11等を組み付けたクリーニング枠体14を結合することによってプロセスカートリッジＢを組み立てる。
【００２９】
このとき、図５に示すように、トナー室10ａは現像室10ｂの上方に位置し、且つトナー室10ａの一部が現像室10ｂよりも感光体ドラム７側へ突出するようにトナー現像枠体12の形状を構成している。
【００３０】
なお、トナー現像枠体12及びトナー現像壁部材13は、共にプラスチック製、例えばハイインパクトスチロール等で、夫々一体成形されている。これにより、プロセスカートリッジＢを大型化することなくトナー室10ａの容量を大きくすることができ、多くのトナーを収納することが可能となる。そしてトナー室10ａの容量を大きくしても、トナー現像枠体12のトナー室10ａ部分は開放側が幅広になるように形成してあることから、樹脂などの射出成形によってトナー現像枠体12を成形することができる。
【００３１】
（現像フレームの溶着接合方法）
次に現像フレームの溶着接合方法について、図８乃至図13を用いて詳細に説明する。図８は第二フレームの接合前詳細図、図９は溶着リブの断面図、図10は第一フレームと第二フレームの接合前断面図、図11は第一フレームと第二フレームの接合後詳細斜視図、図12は第一フレームと第二フレームの接合後断面図、図13はシール部材及び現像ローラを組み立てた状態を説明する図である。
【００３２】
図８に示すように、トナー現像壁部材13の現像ローラ10ｃ両端部付近においては、トナー現像枠体12との接合部分に溶着リブ30を形成している。溶着リブ30は図９のＭ−Ｍ断面図に示すように断面略三角形状に形成しており、後述するシール部材35を取り付ける面31まで連続し（図８参照）、溶着リブ30の端面と面31との境界に稜線31ａを有している。またトナー現像枠体12にも、上記面31と同様にシール部材35を取り付ける面32を形成している。
【００３３】
トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13の溶着は、超音波振動を付与する溶着ホーン33と、溶着ホーン33を圧接する際の受け台34とによって行う。両部材12、13を溶着する際には、まず前述の端部部材21のボス21ａとボス穴12d1、12d2、13ｃとの嵌合によって位置決めされる。トナー現像枠体12及びトナー現像壁部材13は、図10に示すように、受け台34に面31、32がまたがるように保持される。そして溶着ホーン33によって超音波振動を付与しながら圧接すると、溶着リブ30が溶けてトナー現像枠体12とトナー現像壁部材13が溶着接合される。
【００３４】
このとき面31の稜線31ａも溶融し、受け台34が面31、32の両方に圧接することとなり、図11及びそのＮ−Ｎ断面図である図12に示すように、トナー現像枠体12の端部12ｄと一体化して同一平面を形成する。
【００３５】
トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13が一体化されると、図13に示すように、現像ローラ10ｃ端部のトナー漏れを防止するシール部材35が面31、32に渡って両面テープ等で張り付けられる。そしてトナー現像壁部材13に現像ローラ10ｃ下方のトナーの吹き出しを防ぐシート部材13ｄが取り付けられた後に、現像ローラ10ｃが組み込まれる。
【００３６】
以上説明した通り、本実施形態によれば、トナー収容部（トナー室10ａ）から現像領域（現像室10ｂ）へトナーを供給するための供給開口（トナー供給開口12a1）と開放部（壁部12b1、12c1）を有する第一フレーム（トナー現像枠体12）と、前記第一フレームの開放部を塞ぐ第二フレーム（トナー現像壁部材13）と、像担持体（感光体ドラム７）に担持された潜像を現像する現像ローラ10ｃと、少なくとも前記第一および第二フレームにまたがって固定され前記現像ローラ端部のトナー漏れを防止するシール部材35とを有する現像フレームＣであって、前記第一フレームと第二フレームを溶着により接合し、前記第一および第二フレームの接合部分であって、前記シール部材35を固定する面31、32を、溶着により略同一平面に形成している。
【００３７】
上述の如くトナー現像枠体12の面31、トナー現像壁部材13の面32が同一平面で且つ溶け合って形成されているため、シール部材35と両面テープとの隙間をなくすることができ、良好なトナーシール性を得ることができる。
【００３８】
［他の実施形態］
次に図14を用いて、本発明に係る現像フレーム及びその溶着接合方法及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置の他の実施形態について説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
上記第一実施形態においてはトナー現像壁部材13のトナー現像枠体12との接合部分である溶着リブ30を略三角形状に形成し、面31が稜線31ａを有するよう構成して説明したが、二つの枠体の先端部が溶け合う幅37は、シール部材35の張り付け幅として適当な幅が得られるように設定すればよい。そこで本実施形態においては、図14に示すように、トナー現像壁部材13の溶着リブ36を略中心の所定幅しか設けていない。
【００４０】
またこれにより溶着リブ36と面32との稜線31ｂも稜線31ａより短く形成されているが、トナー現像枠体12とトナー現像壁部材13の溶け合うきっかけとして稜線の一部又は全部が機能し、面31の一部が溶着リブとして機能すれば、溶着後二つの枠体が同一平面をなすことができ、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また第一実施形態に係る溶着接合方法において面31、32を受け台34によって支持するよう構成して示したが、トナー現像壁部材13を受け台34によって支持すると共に、面31、32に溶着ホーン33を圧接するよう構成することでも同様に接合可能である。
【００４２】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係る現像フレーム及びその溶着接合方法においては、トナー収容部から現像領域へトナーを供給するための供給開口と開放部を有する第一フレームと、第一フレームの開放部を塞ぐ第二フレームと、の接合部分であって、現像ローラ端部のトナー漏れを防止するシール部材を固定する面を溶着により略同一平面に形成したことにより、現像ローラ端部のシール部材のトナーシール性を向上させた現像フレーム、及びその組立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】プロセスカートリッジの構成説明図である。
【図３】プロセスカートリッジの構成説明図である。
【図４】プロセスカートリッジを装置本体へ装着する状態を説明する図である。
【図５】現像手段の断面説明図である。
【図６】トナー現像枠体及びトナー現像壁部材を分離した説明図である。
【図７】トナー現像枠体とトナー現像壁部材を結合する組み立て説明図である。
【図８】第二フレームの接合前詳細図である。
【図９】溶着リブの断面図である。
【図１０】第一フレームと第二フレームの接合前断面図である。
【図１１】第一フレームと第二フレームの接合後詳細斜視図である。
【図１２】第一フレームと第二フレームの接合後断面図である。
【図１３】シール部材及び現像ローラを組み立てた状態を説明する図である。
【図１４】他の実施形態に係る第二フレームの接合前詳細図である。
【図１５】従来例に係るプロセスカートリッジを説明する図である。
【図１６】従来例に係る現像フレームの構成を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ …電子写真画像形成装置
Ｂ …プロセスカートリッジ
Ｃ …現像フレーム
Ｔ …トナー
１ …光学系
１ａ …レーザーダイオード
１ｂ …ポリゴンミラー
１ｃ …レンズ
１ｄ …反射ミラー
２ …記録媒体
３ …搬送手段
３ａ …給送トレイ
３ｂ …ピックアップローラ
３ｃ …搬送ローラ
３ｄ …ガイド
３ｅ …排出ローラ
３ｆ …排出ローラ
４ …転写ローラ
５ …定着手段
５ａ …駆動ローラ
５ｂ …定着ローラ
６ …排出トレイ
７ …感光体ドラム
８ …帯電ローラ
９ …露光開口部
10 …現像手段
10ａ …トナー室
10a1 …壁部
10ｂ …現像室
10ｃ …現像ローラ
10ｄ …現像ブレード
10d1 …現像ブレード取り付け部
11 …クリーニング手段
11ａ …弾性クリーニングブレード
11ｂ …廃トナー溜め
12 …トナー現像枠体
12ａ …シール取付部
12a1 …トナー供給開口
12ｂ …トナー室部
12b1 …壁部
12ｃ …現像室部
12c1 …壁部
12ｄ …端部
12d1 …ボス穴
12d2 …ボス穴
13 …トナー現像壁部材
13ａ …トナー壁部
13a1 …凹部
13a2 …傾斜面
13ｂ …現像壁部
13ｃ …ボス穴
13ｄ …シート部材
14 …クリーニング枠体
14ａ …軸受部
15 …転写開口部
16 …シャッタ部材
16ａ …第１シャッタ部
16ｂ …第２シャッタ部
16ｃ …回動支軸
16ｄ …アーム部
17 …装置本体
18 …開閉カバー
19 …軸
21 …端部部材
21ａ …ボス
23 …コイルバネ
26 …把手部材
27 …シール部材
30 …溶着リブ
31 …面
31ａ …稜線
31ｂ …稜線
32 …面
33 …溶着ホーン
34 …受け台
35 …シール部材
36 …溶着リブ
37 …幅
Claims (6)
- トナー収容部から現像領域へトナーを供給するための供給開口と開放部を有する第一フレームと、前記第一フレームに溶着リブを介して溶着接合され、前記開放部を塞ぐ第二フレームと、前記現像領域に配置されて像担持体に担持された潜像を現像する現像ローラと、前記第一および第二フレームにまたがって固定され前記現像ローラ長手端部のトナー漏れを防止するシール部材と、を有する現像フレームであって、
前記第一および第二フレームにおける前記シール部材を固定する面の一部は、前記溶着リブの端部によって形成され、前記第一フレームおよび第二フレームにおける前記シール部材を固定する面は、前記溶着接合により略同一平面に形成されていることを特徴とする現像フレーム。 - トナー収容部から現像領域へトナーを供給するための供給開口と開放部を有する第一フレームと、前記第一フレームに溶着リブを介して溶着接合され、前記開放部を塞ぐ第二フレームと、前記現像領域に配置され、像担持体に担持された潜像を現像する現像ローラと、前記第一および第二フレームにまたがって固定され前記現像ローラ長手端部のトナー漏れを防止するシール部材と、を有する現像フレームの前記第一及び第二フレームを溶着接合する現像フレームの溶着接合方法であって、
前記溶着は超音波振動を付与する溶着ホーンと、前記溶着ホーンを圧接する際の受け台とによって行い、前記第一および第二フレームの溶着接合時に、前記第一および第二フレームにおける前記シール部材を固定する面と、前記溶着リブの端部とを、前記受け台で受けることで、略同一平面に形成する第一工程と、
前記第一フレーム、前記溶着リブの端部と、前記第二フレームとにまたがって、前記シール部材を固定する第二工程と、
を有することを特徴とする現像フレームの溶着接合方法。 - トナー収容部から現像領域へトナーを供給するための供給開口と開放部を有する第一フレームと、前記第一フレームに溶着リブを介して溶着接合され、前記開放部を塞ぐ第二フレームと、前記現像領域に配置され、像担持体に担持された潜像を現像する現像ローラと、前記第一および第二フレームにまたがって固定され前記現像ローラ長手端部のトナー漏れを防止するシール部材と、を有する現像フレームの前記第一及び第二フレームを溶着接合する現像フレームの溶着接合方法であって、
前記溶着は超音波振動を付与する溶着ホーンと、前記溶着ホーンを圧接する際の受け台とによって行い、前記第一および第二フレームの溶着接合時に、前記第一および第二フレームにおける前記シール部材を固定する面と、前記溶着リブの端部とを、前記溶着ホーンで圧接することで、略同一平面に形成する第一工程と、
前記第一フレーム、前記溶着リブの端部と、前記第二フレームとにまたがって、前記シール部材を固定する第二工程と、
を有することを特徴とする現像フレームの溶着接合方法。 - 前記第一フレームと前記第二フレームとを請求項２又は３記載の現像フレームの溶着接合方法にて溶着接合したことを特徴とする現像フレーム。
- 潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体に作用するプロセス手段と、
請求項１または４記載の現像フレームとを有し、
画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ。 - 記録媒体を搬送する搬送手段を有し、
請求項１または４記載の現像フレーム、もしくは請求項５記載のプロセスカートリッジを着脱可能に設けたことを特徴とする画像形成装置。
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