JP4553027B2 - 現像剤カートリッジ、現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
たとえば、このような現像剤カートリッジとして、特許文献1に記載のトナーボックスは、トナーが収容される内側筐体と、この内側筐体を収容して回動自在に支持する外側筐体とを備える二重構造であり、レーザプリンタのプロセスユニットに装着されている。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記保護部材は、前記シール部材において、その内部より密度が高められた表面部分であることを特徴としている。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1フレームは、前記第2フレームの外側に配置されており、前記保護部材は、前記第2フレームの内側部分に支持されていることを特徴としている。
また、請求項7に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記第1フレームは、前記第2フレームの外側に配置されており、前記保護部材は、張力が付与された状態で、前記シール側対向部分および前記第2フレームに跨って貼着されていることを特徴としている。
また、請求項9に記載の発明は、画像形成装置であって、請求項1ないし7のいずれかに記載の現像剤カートリッジと、前記現像剤カートリッジが装着される画像形成装置本体とを備えていることを特徴としている。
その結果、第2フレームが第1フレームに対して相対移動するときにシール部材がシール側対向部分において損傷することを防止できる。
請求項3に記載の発明によれば、保護部材は、シール部材において、その内部より密度が高められた(硬い)表面部分である。つまり、このようなシール部材では、表面部分を保護部材として用いることにより、保護部材を別途設けずに済み、部品点数の削減を図ることができる。
請求項5に記載の発明によれば、第1フレームが第2フレームの外側に配置された状態において、保護部材は、第2フレームの内側部分に支持されている。そのため、保護部材は、第2フレームの外側部分に支持される場合に比べて、第2フレームが第1フレームに対して相対移動するときに、第1フレームにぶつかりにくくなるので、保護部材の位置がずれにくくなる。これにより、保護部材は、第2フレームが第1フレームに対して相対移動するときにシール側対向部分と第1フレームとの間に確実に配置されて、シール部材を確実に保護することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの左側断面図である。図2(a)は、図1に示すレーザプリンタのプロセスカートリッジ(トナーカートリッジが装着され、揺動アームが押圧位置にある状態)の左側断面図であり、図2(b)は、図2(a)の要部拡大図である。
(1)本体ケーシング
本体ケーシング2は、ボックス形状に形成されており、その一方側の側壁には、開放口が形成され、その開放口を開閉するフロントカバー7が設けられている。そのフロントカバー7を開くことにより、現像装置の一例としてのプロセスカートリッジ17(後述する)を、本体ケーシング2に対して、図示太線矢印方向に沿って着脱させることができる。
(2)給紙部
給紙部4は、給紙トレイ9と、給紙ローラ10と、給紙パッド11と、紙粉取ローラ12および13と、レジストローラ14と、用紙押圧板15とを備えている。用紙押圧板15の最上位にある用紙3は、給紙ローラ10と給紙パッド11とで1枚毎に送り出されて各種ローラ12〜14を通った後、画像形成部5の転写位置(後述する)に搬送される。
(3)画像形成部
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および定着部18を備えている。
(3−1)スキャナユニット
スキャナユニット16は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、レーザ発光部(図示せず)、回転駆動されるポリゴンミラー19、複数のレンズ20および複数の反射鏡21を備えている。画像データに基づいてレーザ発光部から発光されるレーザビームは、1点鎖線で示すように、ポリゴンミラー19で反射され、複数のレンズ20および複数の反射鏡21を通過または反射して、プロセスカートリッジ17の感光ドラム25(後述する)の表面へ走査される。
(3−2)プロセスカートリッジ
プロセスカートリッジ17は、本体ケーシング2内においてスキャナユニット16の下方の空間に収容され、本体ケーシング2に対して着脱可能に装着される。
プロセスフレーム22において、その前後方向における略中央位置には、上下方向に延びる仕切壁23が設けられている。プロセスフレーム22の内側空間において、仕切壁23の後側部分は現像部32とされ、仕切壁23の前側部分は、上述したカートリッジ保持部33とされている。仕切壁23には、フレーム側通過口34が形成されている。フレーム側通過口34によって、現像部32とカートリッジ保持部33とが連通している。
スコロトロン型帯電器26は、感光ドラム25の上方において、感光ドラム25と間隔を隔てて、プロセスフレーム22に支持されている。転写ローラ28は、感光ドラム25に対して下側から対向配置されている。現像ローラ37は、感光ドラム25に対して前側から対向配置されている。供給ローラ36は、現像ローラ37に対して前側から対向配置されている。層厚規制ブレード38は、上端がプロセスフレーム22に固定される薄板形状の板バネ部材45と、板バネ部材45の下端部に設けられ、板バネ部材45の弾性力によって現像ローラ37の表面を押圧する圧接ゴム46とを備えている。オーガ39は、幅方向に沿って延びる軸と、その軸の外表面に形成された螺旋状の翼とを備えており、供給ローラ36の上方かつ、フレーム側通過口34の後方に隣接配置されている。
トナーカートリッジ31内には、アジテータ93が回転自在に設けられている。また、トナーカートリッジ31内には、現像剤の一例としての、非磁性一成分の正帯電性トナーが収容されている。トナーの平均粒径(直径)は、約6〜10μmである。
供給ローラ36に供給されたトナーは、供給ローラ36の回転により、現像ローラ37に供給される。このとき、このトナーは、供給ローラ36と現像ローラ37との間で正極性に摩擦帯電される。続いて、現像ローラ37に供給されたトナーは、現像ローラ37の回転に伴って、圧接ゴム46と現像ローラ37との間に進入し、それらの間で層厚が規制されながら、現像ローラ37の表面に薄層として担持される。なお、トナーは、圧接ゴム46と現像ローラ37との間に進入するときにおいても正極性に摩擦帯電される。
(3−3)定着部
定着部18は、図1に示すように、プロセスカートリッジ17の後側に設けられている。定着部18は、加熱ローラ48と、加熱ローラ48に対して下側から圧接される加圧ローラ49と、それらの後側に配置される1対の搬送ローラ50とを備えている。
(4)排紙部
排紙部6は、排紙パス51、排紙ローラ52および排紙トレイ53を備えている。定着部18から排紙部6に搬送された用紙3は、排紙パス51から排紙ローラ52に搬送され、排紙ローラ52によって排紙トレイ53上に排紙される。
2.プロセスカートリッジの詳細
図3(a)は、図1に示すレーザプリンタのプロセスカートリッジ(トナーカートリッジが離脱され、揺動アームが押圧解除位置にある状態)の左側断面図であり、図3(b)は、図3(a)の要部拡大図である。図4は、図2に示すプロセスカートリッジを斜め右前側から見た斜視図である。図5は、プロセスカートリッジを斜め右前側から見た分解斜視図である。図6は、図4において、プロセスカートリッジを省略した図である。
(1)プロセスフレーム
プロセスフレーム22には、図3に示すように、上記した現像部32およびカートリッジ保持部33が形成されている。
(1−1)現像部
現像部32は、図3および図4に示すように、上壁54、底壁55、両側壁56、および、上述した仕切壁23で区画された空間である。両側壁56は、前後方向に沿って延び、幅方向において互いに間隔を隔てて対向配置されている。
フレームシール58は、弾性を有する発泡体から、幅方向に延びる帯状に形成されている。フレームシール58には、各フレーム側通過口34に対応して、3つの切欠部分59が幅方向に間隔を隔てて形成されている。各切欠部分59は、対応するフレーム側通過口34とほぼ同じ大きさの貫通穴であり、対応するフレーム側通過口34に対して前側から対向し、連通している。この状態において、フレームシール58は、各切欠部分59が対応するフレーム側通過口34を取り囲むように、フレーム側通過口34の周りに配置され、カートリッジ保持部33内に向かって突出している。
(1−2)カートリッジ保持部
カートリッジ保持部33は、図5に示すように、両側板63、底板64および仕切壁23で区画された空間である。両側板63は、現像部32において対応する両側壁56と連続し、底板64は、現像部32の底壁55と連続している。
シャッタ支持部65の幅方向内側面には、シャッタガイド部78が設けられている。シャッタガイド部78は、シャッタ支持部65の幅方向内側面から内側に膨出する凸条をなし、仕切壁23の湾曲部分57と前後方向にわずかな間隔を隔てて対向配置されている。シャッタガイド部78は、湾曲部分57とほぼ同じ曲率の湾曲形状に形成されている。
カートリッジ保持部33には、フレーム側通過口34を開閉するシャッタ68が設けられている。
これによって、シャッタ68は、各シャッタガイド部78に沿って、フレーム側通過口34を開放する開位置(図2および図6参照)と、フレーム側通過口34を閉鎖する閉位置(図3および図5参照)との間を上下方向に揺動自在に、支持される。
シャッタ68が開位置にあるとき、図2に示すように、各フレーム側通過口34および切欠部分59は、対応するシャッタ開口部69と対向および連通し、外側(前側)に開放される(図6も参照)。このとき、フレームシール58において切欠部分59から遠い部分は、フレーム側通過口34とシャッタ開口部69との間を取り囲むように、仕切壁23の湾曲部分57とシャッタ68との間で圧縮されている。これにより、連通状態にあるフレーム側通過口34およびシャッタ開口部69から、湾曲部分57とシャッタ68との間へのトナー漏れが防止されている。
また、図5に示すように、カートリッジ保持部33には、揺動アーム70が設けられている。揺動アーム70は、平面視略U字状に形成されている。揺動アーム70は、幅方向に延びる把持杆71と、その把持杆71の幅方向両端部から後側に延びるアーム側板72とを一体的に備えている。
また、各アーム側板72の後端部の上側縁には、下側へ窪むように切り欠かれる受入凹部75が形成されている。
揺動アーム70は、各アーム側板72のボス73を支点として、各アーム側板72の下端縁が底板64の前端縁に接触する押圧解除位置(図3および図5参照)と、トナーカートリッジ31がカートリッジ保持部33に保持されたときに、トナーカートリッジ31を前側から押圧する押圧位置(図2、図4および図6参照)と、の間を揺動する。
(2)トナーカートリッジ
図7(a)は、トナーカートリッジの内側筐体(トナーシールが貼着される前の状態)を斜め左後側から見た斜視図である。図7(b)は、図7(a)に示す内側筐体の、内側通過口における要部側断面図である。図8(a)は、図7(a)において、トナーシールが貼着された状態を示す。図8(b)は、図7(b)において、トナーシールが貼着された状態を示す。図9(a)は、トナーカートリッジ(内側筐体が開位置にある状態)を斜め左後側から見た斜視図である。図9(b)は、図9(a)に示すトナーカートリッジの、カートリッジ側通過口における要部側断面図である。図10(a)は、図2(a)において、揺動アームが押圧位置と押圧解除位置との間にある状態を示し、図10(b)は、図10(a)の要部拡大図である。図11(a)は、図2(a)において、揺動アームが押圧解除位置にある状態を示し、図11(b)は、図11(a)の要部拡大図である。
(2−1)内側筐体
内側筐体81は、図7(a)に示すように、幅方向に延びる円筒形状の内側周壁83と、内側周壁83の幅方向両端部を閉鎖する円板形状の1対の内側側壁84とを一体的に備えている。以下では、特に言及しない限り、後述する開口の一例としての内側通過口89が後方に向いている状態を基準として説明する。
内側側壁84には、その後側部分において、周端面から径方向に突出する1対の挟持突起87が設けられている。1対の挟持突起87は、内側側壁84の周端面において、互いに周方向に間隔(シャッタ68の周方向長さに相当する間隔)を隔てて、配置されている。
内側通過口89は、幅方向に細長い背面視略矩形状であり、具体的には、3つのフレーム側通過口34(図6参照)に対応して、幅方向に間隔を隔てて3つ形成されている。画像形成時には、各内側通過口89は、幅方向において対応する位置にあるフレーム側通過口34(図6参照)およびシャッタ68のシャッタ開口部69(図6参照)に対向する。
(2−2)外側筐体
外側筐体82は、内側筐体81を回動自在に収容すべく、内側筐体81より幅方向および径方向においてやや大きく形成されている。外側筐体82は、図9(a)に示すように、幅方向に延びる略円筒形状の外側周壁97と、外側周壁97の幅方向両端部を閉鎖する略円板形状の1対の外側側壁98とを一体的に備えている。以下では、特に言及しない限り、後述する連通穴の一例としての外側通過口102が後方に向いている状態を基準として説明する。
外側側壁98には、その上側部分において、スライド突起86が挿通されるスライド穴99が形成されている。スライド穴99は、幅方向においてスライド突起86と対向するように配置されている。スライド穴99は、スライド突起86よりも長い側面視円弧形状に形成されている。外側側壁98の上端部には、幅方向外側に突出するボス100が設けられている。外側周壁97には、幅方向両端部において、1対の挟持突起87(4つの挟持突起87)がそれぞれ挿通される4つの長孔101が形成されている。各長孔101は、径方向において各挟持突起87と対向するように配置されている。長孔101は、背面視おいて上下方向に延びる略矩形状をなし、シャッタ68の開位置と閉位置との間の揺動範囲に相当する長さで、形成されている。
外側通過口102は、具体的には、3つの内側通過口89およびフレーム側通過口34(図6参照)に対応して、幅方向に間隔を隔てて3つ形成されている。各外側通過口102は、対応する内側通過口89よりも大きい背面視略矩形状に形成されている。画像形成時には、各外側通過口102は、幅方向において対応する位置にある内側通過口89、トナーシール92の切欠部分96、フレーム側通過口34(図6参照)、フレームシール58の切欠部分59(図6参照)およびシャッタ68のシャッタ開口部69(図6参照)に対向する。
(2−3)内側筐体と外側筐体との相対配置
内側筐体81は、外側筐体82内に回動自在に収容され、外側筐体82内において、外側筐体82(外側筐体82の内周面)に対向配置されている。
内側筐体81が閉位置にあるときには、図5に示すように、各スライド突起86は各スライド穴99の前端部に配置され、各挟持突起87が各長孔101の上端部に配置される。そして、図9(a)において点線で示すように、また、図11に示すように、内側通過口89が外側通過口102より上側に配置され、外側通過口102が、内側周壁83において内側通過口89(図9(a)では点線表示部分)より下側の部分によって径方向内側から閉鎖されている。逆に、内側通過口89が、外側周壁97において外側通過口102より上側の部分によって外側から閉鎖されている。ここで、トナーシール92は、図11に示すように、内側周壁83と外側周壁97と間で圧縮されている。
内側筐体81が開位置に配置されると、図9(a)に示すように、各スライド突起86は各スライド穴99の後端部に配置され、各挟持突起87が各長孔101の下端部に配置される。また、内側通過口89および切欠部分96が対応する外側通過口102と対向し、これらが連通して開放される。
(3)プロセスフレームに対するトナーカートリッジの着脱
(3−1)プロセスフレームに対するトナーカートリッジの装着
トナーカートリッジ31をプロセスフレーム22へ装着するには、図5に示すように、上把持板104および下把持板107を、圧縮ばね109(図2(a)参照)の付勢力に抗して、それらが近接する方向に挟持する。そして、トナーカートリッジ31(内側筐体81が閉位置に配置されているトナーカートリッジ31)を、カートリッジ保持部33(シャッタ68が閉位置に配置されており、揺動アーム70が押圧解除位置に配置されているカートリッジ保持部33)へ装着する。
外側筐体82は、上側固定部66にボス100が受け入れられ、かつ、下側固定部67に係止爪106が係止されていることから、カートリッジ保持部33で固定される。このとき、図11に示すように、フレーム側通過口34と、対応するカートリッジ側通過口47(詳しくは外側通過口102)とは、閉位置にあるシャッタ68を挟んで前後方向に対向している。
そして、画像形成時には、アジテータ93の攪拌により、内側筐体81内のトナーが、図示太線矢印で示すように、内側通過口89、トナーシール92の切欠部分96、外側通過口102、シャッタ開口部69、フレームシール58の切欠部分59およびフレーム側通過口34を、略水平方向に沿って通過して、現像部32内へ供給される。つまり、内側通過口89が開かれ、内側通過口89でのトナーの通過が許容される。
(3−2)プロセスフレームに対するトナーカートリッジの離脱
プロセスフレーム22からトナーカートリッジ31を離脱させるには、まず、揺動アーム70を、押圧位置から押圧解除位置(図3(a)参照)へ揺動させる。
これによって、図11に示すように、トナーカートリッジ31では、内側筐体81が閉位置に配置され、外側通過口102および内側通過口89が、上述したように、ともに閉鎖される。そして、内側通過口89が閉じられることによって、内側通過口89でのトナーの通過が規制される。また、内側筐体81と係合するシャッタ68が、内側筐体81と一体的に移動して閉位置に配置され、フレーム側通過口34およびフレームシール58の切欠部分59が、シャッタ68と対向して閉鎖される(図3参照)。
3.トナーシールの詳細
(1)従来例
図12は、従来例に係るトナーカートリッジの左側断面図であって、図12(a)は、内側筐体が開位置にある状態を示し、図12(b)は、内側筐体を開位置から閉位置へ移動させる途中の状態(詳しくはトナーシールの下側周縁部が外側筐体の上側接触部分に下から接触した状態)を示している。
(2)第1実施例
図13は、図12に第1実施例を適用した図である。
具体的には、第1実施例における保護部材115は、トナーシール92における下側周縁部110Aの上端面110C、上側周縁部110Bの上端面110D(図13(a)参照)および外側周縁部111の下端面111A(つまり、トナーシール92において外側筐体82に対向および接触する部分)の少なくともいずれかに貼着されて一体化されている。以下では、下側周縁部110Aの上端面110Cにだけ保護部材115が貼着されている場合を基準として説明する。
その結果、内側筐体81が外側筐体82に対して相対移動するときにトナーシール92が上端面110Cにおいて損傷することを防止できる。
そして、保護部材115は、上端面110Cに一体的に設けられているので、内側筐体81が外側筐体82に対して相対移動するときに上端面110Cと外側筐体82(上側接触部分118)との間に確実に配置され、上端面110Cが外側筐体82に接触することを確実に防止する。つまり、保護部材115は、トナーシール92を確実に保護することができる。
(3)第2実施例
図14は、図12に第2実施例を適用した図である。
さらに、トナーシール92の内部より密度が高められた(頑丈な)スキン層がトナーシール92の表面に形成されるようにトナーシール92を成型し、このスキン層を、上述した樹脂層としてもよい。つまり、保護部材115は、トナーシール92において、その内部より密度が高められた表面部分であって上端面110Cに一体的に設けられている。このようなトナーシール92では、表面部分を保護部材115として用いることにより、保護部材115を別途設けずに済み、部品点数の削減を図ることができる。
(4)第3実施例
図15は、図12に第3実施例を適用した図である。
(5)第4実施例
図16は、図12に第4実施例を適用した図である。
なお、このような保護部材115を、外側筐体82の下側接触部分119の傾斜面122に設けてもよい。
4.変形例
(1)変形例1
上記した実施形態では、図1に示すように、プロセスカートリッジ17は感光ドラム25と現像ローラ37とを一体的に備えており、そのプロセスカートリッジ17を本体ケーシング2に着脱自在に装着させている。これに加えて、たとえば、プロセスカートリッジ17を、感光ドラム25を備えない現像カートリッジとする一方で、感光ドラム25を備える別のユニット(ドラムカートリッジ)を設け、このドラムカートリッジに対して現像カートリッジを着脱自在に装着してもよい。また、プロセスカートリッジ17を本体ケーシング2に装着したまま、トナーカートリッジ31のみを着脱自在に構成してもよい。
(2)変形例2
上記した実施形態では、モノクロのレーザプリンタ1を例示したが、たとえば、本発明の画像形成装置は、カラーレーザプリンタ(タンデムタイプ、中間転写タイプを含む。)として構成することもできる。
(3)変形例3
上記した実施形態では、内側筐体81を外側筐体82内に収容し、内側筐体81を開位置と閉位置との間で回動させることによって、内側筐体81の内側通過口89を開閉させている。
また、図2を参照して、上記した実施形態では、外側筐体82が第1フレームの一例として機能し、かつ、内側筐体81が第2フレームの一例として機能したが、逆に、外側筐体82が第2フレームの一例として機能し、かつ、内側筐体81が第1フレームの一例として機能してもよい。その場合、外側通過口102が開口の一例として機能し、トナーシール92は、切欠部分96が対応する外側通過口102を取り囲むように(外側通過口102の周りに設けられるように)、外側筐体82の外側周壁97の内周面に貼着され、外側通過口102からのトナー漏れを防止している。この場合、上述した保護部材115(図13参照)は、内側筐体81側でなく、外側筐体82(外側筐体82に貼着されたトナーシール92)に設けられているとよい。
2 本体ケーシング
17 プロセスカートリッジ
31 トナーカートリッジ
81 内側筐体
82 外側筐体
83A 連続部分
89 内側通過口
92 トナーシール
102 外側通過口
110C 上端面
110D 上端面
111A 下端面
115 保護部材
118 上側接触部分
119 下側接触部分
122 傾斜面
Claims (9)
- 第1フレームと、
前記第1フレームに対向配置され、現像剤が通過するための開口が形成されており、前記第1フレームとの相対移動により前記第1フレームによって前記開口が開閉される第2フレームと、
前記第2フレームにおいて前記開口の周りに設けられ、前記開口からの現像剤の漏れを防止するためのシール部材と、
前記第2フレームに設けられ、前記シール部材よりも弾性率が高く、前記第2フレームが前記第1フレームに対して相対移動するときに前記シール部材において前記第1フレームに対向するシール側対向部分と前記第1フレームとの間に配置され、前記シール部材を保護するための保護部材とを備え、
前記シール部材は、前記第2フレームにおける前記第1フレームに沿って前記第1フレームと対向した状態で相対移動する面に貼着され、前記第1フレーム側に突出し、
前記シール側対向部分の先端部は、前記第2フレームが前記第1フレームに対して相対移動するときに、その相対移動方向から前記第1フレームが当接して、前記第1フレームにより押圧され、
前記保護部材は、前記第2フレームが前記第1フレームに対して相対移動するときに、前記シール側対向部分の前記先端部と前記第1フレームとの間に挟まれることを特徴とする、現像剤カートリッジ。 - 前記保護部材は、前記シール側対向部分に一体的に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の現像剤カートリッジ。
- 前記保護部材は、前記シール部材において、その内部より密度が高められた表面部分であることを特徴とする、請求項2に記載の現像剤カートリッジ。
- 前記保護部材は、前記シール部材の表面をコーティングする樹脂層であることを特徴とする、請求項2に記載の現像剤カートリッジ。
- 前記第1フレームは、前記第2フレームの外側に配置されており、
前記保護部材は、前記第2フレームの内側部分に支持されていることを特徴とする、請求項1に記載の現像剤カートリッジ。 - 前記シール側対向部分と、前記第2フレームが前記第1フレームに対して相対移動するときに前記第1フレームにおいて前記シール側対向部分に対向する第1フレーム側対向部分とのうち、少なくとも一方には、傾斜面が形成されていることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の現像剤カートリッジ。
- 前記第1フレームは、前記第2フレームの外側に配置されており、
前記保護部材は、張力が付与された状態で、前記シール側対向部分および前記第2フレームに跨って貼着されていることを特徴とする、請求項2に記載の現像剤カートリッジ。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の現像剤カートリッジを備え、前記現像剤カートリッジの現像剤によって静電潜像を可視像化することを特徴とする、現像装置。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の現像剤カートリッジと、
前記現像剤カートリッジが装着される画像形成装置本体とを備えていることを特徴とする、画像形成装置。
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