JP4673643B2 - 現像装置、現像剤カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、現像剤カートリッジ及び画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、感光体ドラムの表面を、帯電ローラによって帯電させ、ＬＥＤヘッドによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像ローラ上で薄層化されたトナーが静電的に付着させられてトナー像を形成し、該トナー像を転写ローラによって記録媒体上に転写し、画像を形成するようになっている。また、転写後に前記感光体ドラム上に残留したトナーは、クリーニング部によって除去される。

ところで、前記感光体ドラム、帯電ローラ、現像ローラ、クリーニング部等は、ユニット化され、現像装置としてプリンタの装置本体に対して着脱自在に配設されるとともに、トナーを収容したトナーカートリッジが現像装置の本体に対して着脱自在に配設される。

図２は従来のトナーカートリッジを示す断面図である。

図に示されるように、トナーカートリッジ１７のカートリッジケース２６は、未使用のトナーを収容するトナー収容部３３、及び図示されないクリーニング部から搬送された未転写トナーである廃トナーを収容するトナー回収部３４に区画され、前記トナー収容部３３の底壁に、カートリッジケース２６の長手方向に複数の開口部２４が形成される。

そして、前記トナー収容部３３の下方に、円筒状の形状を有するシャッタ３８が配設され、該シャッタ３８を回動させることによって、前記開口部２４を開閉することができる。

前記シャッタ３８の外周面には、開口部２４を閉じた状態において、前記トナーが開口部２４から漏れるのを防止するために、該開口部２４の外周を包囲するようにシールスポンジ４１ｂが配設される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−５０５０５号公報

しかしながら、前記従来のトナーカートリッジ１７においては、開口部２４を開閉するのに伴って、シールスポンジ４１ｂの端部がめくれると、該シールスポンジ４１ｂとカートリッジケース２６との当接面が不均一になり、シールスポンジ４１ｂとカートリッジケース２６との間に隙間が形成されてしまう。

そして、輸送時、積下ろし作業時等に、トナーカートリッジ１７に振動が加わると、前記隙間に進入したトナーが開口部２４から落下し、トナー漏れを発生させてしまう。

本発明は、前記従来のトナーカートリッジの問題点を解決して、トナー漏れが発生するのを防止することができる現像装置、現像剤カートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の現像装置においては、現像剤を収容するとともに、現像剤を現像部に供給するための開口部を備えた現像剤収容体と、該現像剤収容体に対して回動自在に配設され、前記開口部を開閉するシャッタと、前記現像剤収容体の内周面と接触しながら回動するように前記シャッタに取り付けられ、前記シャッタを閉鎖位置に置いて前記開口部を閉じたときに、前記開口部を包囲してシールするシール部材とを有する。

そして、前記現像剤収容体の内周面における、前記シャッタを閉鎖位置に置いたときの、シャッタの回動方向における前記シール部材の下流側の端部と対向する位置に、長手方向において前記シール部材以上の長さにわたって溝が形成される。

本発明によれば、現像装置においては、現像剤を収容するとともに、現像剤を現像部に供給するための開口部を備えた現像剤収容体と、該現像剤収容体に対して回動自在に配設され、前記開口部を開閉するシャッタと、前記現像剤収容体の内周面と接触しながら回動するように前記シャッタに取り付けられ、前記シャッタを閉鎖位置に置いて前記開口部を閉じたときに、前記開口部を包囲してシールするシール部材とを有する。

そして、前記現像剤収容体の内周面における、前記シャッタを閉鎖位置に置いたときの、シャッタの回動方向における前記シール部材の下流側の端部と対向する位置に、長手方向において前記シール部材以上の長さにわたって溝が形成される。

この場合、シール部材は、シャッタが閉鎖位置に置かれるのに伴って、変形が解消されるので、シール部材とカートリッジケースとの当接面が均一になり、シール部材とカートリッジケースとの間に隙間が形成されることがなくなる。そして、輸送時、積下ろし作業時等に現像剤カートリッジに振動が加わっても、現像剤が開口部から落下することがなくなり、トナー漏れが発生するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この場合、画像形成装置としてのカラーのプリンタについて説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの要部を示す断面図である。

図において、１５はプリンタの装置本体に対して着脱自在に、かつ、印刷媒体としての用紙の搬送方向に対して直角の方向に延在させて配設された現像装置（印刷プロセスカートリッジ）、１６は現像装置の本体、１７は現像剤としてのトナーを収容し、本体１６に対して着脱自在に配設された現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジである。

なお、前記現像装置１５は、用紙の搬送方向に４個並列に配設され、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像形成部を構成する。そして、前記トナーカートリッジ１７内に、各色のトナーが収容される。また、前記各現像装置１５に沿って、搬送装置としての搬送ベルト１３が走行自在に配設され、各現像装置１５と対向させて転写装置としての転写ローラ１４が配設される。

前記各現像装置１５は、表面に現像剤像としてのトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム１８、該感光体ドラム１８の表面を、一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ１９、印刷データに従って感光体ドラム１８の表面を露光し、静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド１１、前記静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ２０、転写後に前記感光体ドラム１８上に残留したトナーを掻き落とすクリーニング装置を構成するクリーニング部２１等を備える。

前記現像ローラ２０に圧接させて現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２３及び現像ブレードが配設され、現像ローラ２０上のトナーがブレード２５によって薄層化される。なお、前記現像ローラ２０、トナー供給ローラ２３、現像ブレード２５等によって現像部２２が構成される。

また、トナーカートリッジ１７のカートリッジケース２６は、未使用のトナーを収容する現像剤収容体としてのトナー収容部３３、及びクリーニング部２１から搬送された未転写トナーである廃トナーを収容する現像剤回収体としてのトナー回収部３４に区画され、前記トナー収容部３３の底壁に開口部２４が形成される。

そして、前記トナー収容部３３の下方に、トナー収容部３３に対して移動自在にシャッタ３８が配設され、該シャッタ３８を移動させることによって、前記開口部２４を開閉することができる。

次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。

まず、前記トナーカートリッジ１７を本体１６に取り付け、シャッタ３８を操作して開口部２４を開くと、トナーがトナー収容部３３から本体１６内に落下し、供給される。そして、本体１６内において現像部２２に供給されたトナーは、前記現像ローラ２０とトナー供給ローラ２３との圧接部に供給される。次に、該圧接部に供給されたトナーは、現像ローラ２０に付着させられ、現像ローラ２０とブレード２５との圧接及び摩擦によって負の極性に帯電させられるとともに、現像ブレード２５によって薄層化される。

一方、前記感光体ドラム１８の表面は、帯電ローラ１９によって負の極性の電位に帯電させられ、ＬＥＤヘッド１１が感光体ドラム１８の表面を露光して静電潜像を形成する。そして、前記現像ローラ２０上の薄層化されたトナーが感光体ドラム１８に供給され、前記静電潜像を現像し、トナー像を形成する。続いて、転写ローラ１４が用紙の裏面から正の極性の高電圧を印加すると、前記感光体ドラム１８上のトナー像は、搬送ベルト１３によって搬送される用紙に転写される。

このように、各現像装置１５において、各色のトナー像が順次用紙に転写され、カラーのトナー像が形成される。続いて、用紙は図示されない定着装置に送られ、該定着装置において、カラーのトナー像が用紙に定着させられ、カラー画像を形成する。

次に、トナーカートリッジ１７について説明する。

図４は本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジを示す第１の分解斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジを示す第２の分解斜視図図６は本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジを示す断面図である。

図に示されるように、トナーカートリッジ１７のカートリッジケース２６は、一方の側壁２７と一体に形成された本体ケース２８、及び該本体ケース２８に第１のシール部材としてのシールスポンジ４７を介して嵌め込まれ、他方の側壁を構成するサイドプレート２９を備える。そのために、本体ケース２８の開口部の周縁の２箇所に、サイドプレート２９を係止するための突起３２が形成され、該突起３２の係止穴にサイドプレート２９の周縁の２箇所に形成された突起４５（図４及び５においては、２個の突起４５のうちの一つだけが示される。）が係合させられる。

前記側壁２７には、操作ノブ３６と結合される円形の形状を有するボス部３０が形成されるとともに、キャップ３１ａが嵌め込まれるトナー充填口３１が形成される。前記キャップ３１ａは、トナーカートリッジ１７内に収容されたトナーの色を確認することができるように無色透明又は無色半透明にされる。

カートリッジケース２６は、内壁３５によってトナー収容部３３及びトナー回収部３４に区画され、前記トナー収容部３３及びトナー回収部３４は、用紙の搬送方向において隣接させて配設される。また、前記トナー収容部３３の底壁には、カートリッジケース２６の長手方向に沿って複数の開口部２４が形成される。

前記操作ノブ３６は、一端に形成されたノブ部３７、及び該ノブ部３７と一体に形成され、開口部２４を開閉するシャッタ３８から成り、該シャッタ３８は、円筒状の形状を有し、前記開口部２４を選択的に覆う形状を有する。

そして、前記ノブ部３７の側面には、本体１６をトナーカートリッジ１７に取り付ける際に、前記本体１６に形成された図示されない突起と嵌合されるガイド溝３９が形成される。

また、ノブ部３７には溝４０が形成され、該溝４０に、リング状の形状を有する第２のシール部材としてのシールスポンジ４１ａが嵌め込まれ、前記トナーが操作ノブ３６外に漏れるのを防止する。そして、開口部２４の外周縁には、開口部２４を閉じた状態において、前記トナーが漏れるのを防止するために、両面粘着テープを貼着することによって、ウレタンフォームから成る第３のシール部材としてのシールスポンジ４１ｂが取り付けられる。そのために、前記シャッタ３８の表側に、シールスポンジ４１ｂの取付用の凹部４９が形成される。

前記サイドプレート２９は、本体ケース２８の端部の開口と同じ形状を有し、回収された廃トナーを前記トナー回収部３４内に受けるための開口部４２が形成される。また、サイドプレート２９の側面には、前記本体１６の突起と嵌合され、トナーカートリッジ１７が回転したり外れたりするのを防止する凹部４６が形成される。前記本体ケース２８の端部の開口の内周縁には、本体ケース２８とサイドプレート２９との間をシールするために、第３のシール部材としての図示されないシールスポンジが配設される。

図１は本発明の第１の実施の形態における開口部を閉動作を示す図、図７はシールスポンジの状態を示す参考図、図８は本発明の第１の実施の形態における開口部の閉鎖状態を示す図である。

ところで、開口部２４を閉じるために前記シャッタ３８を回動させたとき、図７に示されるようにシールスポンジ４１ｂの端部がめくれると、シールスポンジ４１ｂとカートリッジケース２６との当接面が不均一になり、シールスポンジ４１ｂとカートリッジケース２６との間に隙間が形成されてしまう。そして、輸送時、積下ろし作業時等に、トナーカートリッジ１７（図６）に振動が加わると、前記隙間に進入したトナー６１が開口部２４から落下し、トナー漏れが発生してしまう。

そこで、本実施の形態においては、カートリッジケース２６の内周面における開口部２４の近傍であって、開口部２４を閉じる際のシャッタ３８が回動する方向における開口部２４より下流側に、シールスポンジ４１ｂの縁部と対向させて、溝５１がシールスポンジ４１ｂと平行に形成される。前記溝５１は、長手方向においてシールスポンジ４１ｂと同じ又はそれ以上の長さにわたって形成される。

そして、図１に示されるように、シャッタ３８を矢印Ａ方向に回動させるのに伴って、シールスポンジ４１ｂがカートリッジケース２６の内周面によって押し潰され、シャッタ３８の回動方向における下流側の端部ｅが変形してめくれ上がるが、図８に示されるように、開口部２４が閉じられ、シャッタ３８の回動が終了して、前記端部ｅが溝５１上に到達し、シャッタ３８が閉鎖位置に置かれると、前記端部ｅに加わる応力が溝５１によって吸収され、変形が解消される。

このように、本実施の形態においては、カートリッジケース２６の内周面において、開口部２４を閉じたときにシールスポンジ４１ｂが位置する部分に溝５１が形成されるので、シャッタ３８が閉鎖位置に置かれると、シールスポンジ４１ｂの変形が溝５１によって解消される。

したがって、シールスポンジ４１ｂとカートリッジケース２６との当接面が均一になり、シールスポンジ４１ｂとカートリッジケース２６との間に隙間が形成されることがなくなる。そして、輸送時、積下ろし作業時等にトナーカートリッジ１７に振動が加わっても、トナー６１が開口部２４から落下することがなくなり、トナー漏れが発生するのを防止することができる。なお、前記溝５１の幅は、シャッタ３８が閉鎖位置に置かれたときに、前記端部ｅが押し戻されるだけの幅を有する。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図９は本発明の第２の実施の形態におけるトナーカートリッジの要部を示す第１の図、図１０は本発明の第２の実施の形態における圧縮スプリングの状態を示す第１の図、図１１は本発明の第２の実施の形態における開口部の閉動作を示す第１の図、図１２は本発明の第２の実施の形態におけるトナーカートリッジの要部を示す第２の図、図１３は本発明の第２の実施の形態における圧縮スプリングの状態を示す第２の図、図１４は本発明の第２の実施の形態における開口部の閉動作を示す第２の図、図１５は本発明の第２の実施の形態におけるトナーカートリッジの要部を示す第３の図、図１６は本発明の第２の実施の形態における圧縮スプリングの状態を示す第３の図、図１７は本発明の第２の実施の形態における開口部の閉鎖状態を示す図である。

この場合、開口部２４を開閉するために、ノブ部３７を所定の範囲で揺動することができるようになっている。そのために、前記ノブ部３７におけるシャッタ３８の近傍に、扇状の形状を有する窓部５４が形成され、該窓部５４内に、ノブ部３７の回動範囲を規定するための回転止め部材５２が前記カートリッジケース２６の所定の箇所から突出させて配設される。

そして、ノブ部３７を矢印Ｂ方向に回動させると、シャッタ３８が矢印Ｃ方向に回動させられ、図１１に示される閉位置に置かれ、開口部２４は閉じられる。また、ノブ部３７を矢印Ｂ方向と逆の方向に回動させると、シャッタ３８が矢印Ｃ方向と逆の方向に回動させられ、開位置に置かれ、開口部２４は開かれる。

前記開口部２４の閉動作時のノブ部３７の回動方向（矢印Ｂ方向）における窓部５４の上流側の端部を上流側部位ｕとし、下流側の端部を下流側部位ｄとしたとき、前記上流側部位ｕに、窓部５４に向けて付勢部材収容部としてのばね室５４ａが形成され、該ばね室５４ａ内に付勢部材としてのスプリング５９が配設される。該スプリング５９は、シャッタ３８が閉鎖位置に置かれたときに、シャッタ３８を開放位置側に向けて付勢する。本実施の形態において、前記スプリング５９は上流側部位ｕに配設されるようになっているが、下流側部位ｄに配設することもできる。また、本実施の形態において、スプリング５９としてコイルスプリングを使用するようになっているが、該コイルスプリングに代えてテンションスプリングを使用することもできる。

前記構成のトナーカートリッジ１７において、操作者が操作ノブ３６を操作して矢印Ｂ方向に回動させると、シャッタ３８が矢印Ｃ方向に回動させられ、これに伴って、シールスポンジ４１ｂがカートリッジケース２６の内周面によって押し潰され、シャッタ３８の回動方向における下流側の端部ｅが変形してめくれ上がる。そして、シャッタ３８が閉位置よりわずかに手前に到達すると、図１０に示されるように、スプリング５９の前端が回転止め部材５２に当接する。

前記ノブ部３７を更に回動させると、図１４に示されるように、シャッタ３８の端部ｅが更に変形してめくれ上がり、シャッタ３８が閉位置に到達すると、図１３に示されるように、回転止め部材５２が上流側部位ｕに当接し、ノブ部３７のそれ以上の回動が規制される。

その後、操作者が操作ノブ３６から手を離すと、図１５に示されるように、スプリング５９の付勢力によって、ノブ部３７がわずかに矢印Ｄ方向に戻され、回転止め部材５２が上流側部位ｕからわずかに離れ、シャッタ３８がわずかに矢印Ｅ方向に押し戻される。その結果、前記端部ｅに加わる応力がなくなり、図１７に示されるように、変形が解消される。

このように、本実施の形態においては、カートリッジケース２６の内周面において、開口部２４を閉じた後、ノブ部３７から手を離すと、シールスポンジ４１ｂの変形が解消されるので、シールスポンジ４１ｂとカートリッジケース２６との当接面が均一になり、シールスポンジ４１ｂとカートリッジケース２６との間に隙間が形成されることがなくなる。

なお、前記各実施の形態においては、シールスポンジ４１ｂとしてウレタンフォームが使用されるようになっているが、ウレタンフォームに代えてゴムスポンジ、ポリエチレンフォーム等を使用することができる。また、前記各実施の形態においては、シャッタ３８がカートリッジケース２６の内側に配設されるようになっているが、シャッタ３８をカートリッジケース２６の外側に配設し、カートリッジケース２６の外側に、シールスポンジ４１ｂの変形を防止するための溝を形成することもできる。

さらに、前記各実施の形態においては、前記シャッタ３８として回転式のものが使用されるようになっているが、スライド式のものを使用することもできる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における開口部を閉動作を示す図である。 従来のトナーカートリッジを示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの要部を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジを示す第１の分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジを示す第２の分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジを示す断面図である。 シールスポンジの状態を示す参考図である。 本発明の第１の実施の形態における開口部の閉鎖状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナーカートリッジの要部を示す第１の図である。 本発明の第２の実施の形態における圧縮スプリングの状態を示す第１の図である。 本発明の第２の実施の形態における開口部の閉動作を示す第１の図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナーカートリッジの要部を示す第２の図である。 本発明の第２の実施の形態における圧縮スプリングの状態を示す第２の図である。 本発明の第２の実施の形態における開口部の閉動作を示す第２の図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナーカートリッジの要部を示す第３の図である。 本発明の第２の実施の形態における圧縮スプリングの状態を示す第３の図である。 本発明の第２の実施の形態における開口部の閉鎖状態を示す図である。

符号の説明

１５ 現像装置
２２ 現像部
２４ 開口部
３３ トナー収容部
３８ シャッタ
４１ｂ シールスポンジ
６１ トナー

Claims (6)

1. （ａ）現像剤を収容するとともに、現像剤を現像部に供給するための開口部を備えた現像剤収容体と、
   （ｂ）該現像剤収容体に対して回動自在に配設され、前記開口部を開閉するシャッタと、
   （ｃ）前記現像剤収容体の内周面と接触しながら回動するように前記シャッタに取り付けられ、前記シャッタを閉鎖位置に置いて前記開口部を閉じたときに、前記開口部を包囲してシールするシール部材とを有するとともに、
   （ｄ）前記現像剤収容体の内周面における、前記シャッタを閉鎖位置に置いたときの、シャッタの回動方向における前記シール部材の下流側の端部と対向する位置に、長手方向において前記シール部材以上の長さにわたって溝が形成されることを特徴とする現像装置。
2. （ａ）現像剤を収容するとともに、現像剤を現像部に供給するための開口部を備えた現像剤収容体と、
   （ｂ）該現像剤収容体に対して回動自在に配設され、前記開口部を開閉するシャッタと、
   （ｃ）前記現像剤収容体の内周面と接触しながら回動するように前記シャッタに取り付けられ、前記シャッタを閉鎖位置に置いて前記開口部を閉じたときに、前記開口部を包囲してシールするシール部材と、
   （ｄ）前記シャッタを閉鎖位置に置いたときに、シャッタを開放位置側に付勢し、シャッタをわずかに押し戻すことによってシール部材の端部に生じた変形を解消する付勢部材とを有することを特徴とする現像装置。
3. （ａ）現像剤を収容するとともに、現像剤を放出するための開口部を備えた現像剤収容体と、
   （ｂ）該現像剤収容体に対して回動自在に配設され、前記開口部を開閉するシャッタと、
   （ｃ）前記現像剤収容体の内周面と接触しながら回動するように前記シャッタに取り付けられ、前記シャッタを閉鎖位置に置いて前記開口部を閉じたときに、前記開口部を包囲してシールするシール部材とを有するとともに、
   （ｄ）前記現像剤収容体の内周面における、前記シャッタを閉鎖位置に置いたときの、シャッタの回動方向における前記シール部材の下流側の端部と対向する位置に、長手方向において前記シール部材以上の長さにわたって溝が形成され、
   （ｅ）該溝は、前記シャッタの回動に伴ってシール部材の端部に生じた変形を解消する大きさを有することを特徴とする現像剤カートリッジ。
4. （ａ）現像剤を収容するとともに、現像剤を放出するための開口部を備えた現像剤収容体と、
   （ｂ）該現像剤収容体に対して回動自在に配設され、前記開口部を開閉するシャッタと、
   （ｃ）前記現像剤収容体の内周面と接触しながら回動するように前記シャッタに取り付けられ、前記シャッタを閉鎖位置に置いて前記開口部を閉じたときに、前記開口部を包囲してシールするシール部材と、
   （ｄ）前記シャッタを閉鎖位置に置いたときに、シャッタを開放位置側に付勢し、シャッタをわずかに押し戻すことによってシール部材の端部に生じた変形を解消する付勢部材とを有することを特徴とする現像剤カートリッジ。
5. 請求項１又は２に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
6. 請求項３又は４に記載の現像剤カートリッジを備えた画像形成装置。

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