JP4680232B2 - プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プロセスユニット及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ又はその複合機等の画像形成装置では、像担持体、帯電手段、現像手段又はトナー収容部などのプロセス手段を収容したプロセスユニットを画像形成装置本体に対して着脱可能とする構成が広く採用されている。これにより、プロセスユニットを簡単に交換することができ、メンテナンスが容易になる。

従来のプロセスユニットとして、下記の特許文献１に示すように、像担持体の表面に残留するトナーを回収し、そのトナーを現像手段に再供給するように構成したものがある。このプロセスユニットは、そのハウジングに、像担持体、帯電手段、現像手段、クリーニング装置、トナー収容室、トナー搬送路及び搬送手段等を有している。作像後、像担持体の表面に残留するトナーをクリーニング装置で除去し、そのトナーを搬送手段によってトナー搬送路内を搬送する。トナー搬送路の末端はトナー収容室まで延設してあり、搬送手段で搬送されたトナーがトナー収容室内に回収される。そして、トナー収容室から現像手段にトナーが供給され再利用される。
特開平２−１７１７９１号公報

前記特許文献１にあるようなプロセスユニットは、各構成部材が１つのハウジングに一体に付設されている。従って、その中の１つの構成部材が寿命を終えると、寿命が残っている他の構成部材も一緒に交換するか、又は廃棄しなければならない。

そのため近年では、プロセスユニットの構成部材を、互いに着脱可能な複数のハウジングに分けて配設し、ハウジング同士を組み付ける構造が求められている。このような構造では、ユニット中の構成部材が寿命を終えた場合、そのユニットをそれ以外のユニットから分離して、交換又は廃棄することができる。

このように、複数のハウジングを有するプロセスユニットの構造を採用すると、プロセスユニット内に配設したトナー搬送路もハウジングごとに分けて配設しなければならない場合がある。その場合、ハウジング同士の組み付けを行う際に、トナー搬送路同士を容易かつ確実に着脱できる構造が必要となる。

本発明は、斯かる事情に鑑み、トナー搬送路（粉体搬送路）同士を容易かつ確実に着脱可能に構成したプロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットであって、内部に粉体搬送路を有すると共に互いに着脱可能に組み付けた第一ハウジング及び第二ハウジングを備え、前記第一ハウジングに、その内部の粉体搬送路に連通する孔を備えた突部を設けると共に、前記第二ハウジングに、その内部の粉体搬送路に連通した孔部を貫設し、前記両ハウジングの着脱時に、前記突部を前記孔部に挿脱可能に構成され、前記突部は、外周面にシール部材が巻着され、前記孔部は、内周面に、前記シール部材の対向した両端面近傍の外周面に当接する当接部を備え、前記シール部材を前記突部の外周面に巻着した状態において、前記シール部材の対向した両端面が、それぞれ相手端面側へ突出した凸面と、相手端面側の凸面と対向する凹面と、前記凸面と前記凹面とを連結すると共に前記シール部材の幅方向に対して交差状に配設された合わせ面とを有し、前記合わせ面同士が接触可能であり、かつ、前記シール部材の各凸面からそれと反対側の端面の各凹面までの長さを、前記突部の外周寸法より短く設定したプロセスユニットである。

第一ハウジングと第二ハウジングの組み付け動作に伴って、突部を孔部に挿入することができる。そして、突部が孔部に挿入されると、各ハウジング内の粉体搬送路同士が連通する。また、突部を孔部に挿入した状態で、シール部材の対向した両端面近傍の外周面に、孔部の当接部が当接する。これにより、シール部材の対向した両端面近傍から粉体が漏れるのを効果的に防止することができる。さらに、合わせ面同士を接触させることで、シール部材の両端面間から粉体が漏洩するのを防止することができる。また、シール部材の各凸面からそれと反対側の端面の各凹面までの長さを、突部の外周寸法より短く設定したことにより、シール部材を突部の外周面から部分的に浮くことなく密着させて巻着することができる。これにより、突部の外周面とシール部材との間から粉体が漏洩するのを防止することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のプロセスユニットにおいて、前記シール部材を前記突部の外周面に接着したものである。

シール部材が突部の外周面から分離するのを防止することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のプロセスユニットにおいて、前記シール部材の厚さを、前記突部の外周面と前記孔部の内周面との間隔寸法より大きく設定したものである。

突部を孔部に挿入すると、突部の外周面と孔部の内周面の間にシール部材が径方向に圧縮された状態で介在する。これにより、突部の外周面と孔部の内周面との間を確実にシールすることができる。

請求項４の発明は、請求項３に記載のプロセスユニットにおいて、前記孔部の内周形状と前記突部の外周形状を、互いに相似形状に形成したものである。

突部を孔部に挿入した場合、シール部材の径方向の圧縮量が周方向に渡って均一となる。つまり、シール部材を局部的に大きく圧縮変形させないので、シール部材の外周面と孔部の内周面との間に隙間が生じることがなく、確実にシールすることができる。

請求項５の発明は、請求項３又は４に記載のプロセスユニットにおいて、前記シール部材を弾性部材で構成したものである。

突部を孔部に挿入する際、シール部材が圧縮変形可能であるので、突部を孔部へスムーズに挿入することができる。また、突部を孔部へ挿入した後は、シール部材がその復元力により、孔部の内周面に密着するので突部の外周面と孔部の内周面との間を確実にシールすることができる。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のプロセスユニットにおいて、前記突部の外周面、前記シール部材の外周面、前記孔部の内周面のうち、少なくとも１つに傾斜面を形成すると共に、当該傾斜面を、突部を孔部に挿入する挿入方向に向かって縮径するように傾斜させたものである。

前記傾斜面があることにより、突部を孔部に挿入する際に、シール部材を径方向に圧縮変形させ易くなる。これにより、突部を孔部に挿入し易くなる。

請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載のプロセスユニットにおいて、前記突部を前記孔部に挿入する際に互いに挿入可能な挿入軸と挿入口の組み合わせを複数組備え、複数組の前記挿入軸と前記挿入口は、一組の前記突部の孔又は前記孔部に設けられ、前記挿入軸を前記突部の孔又は前記孔部のいずれか一方の内側に配設すると共に、前記挿入口を前記突部の孔又は前記孔部のいずれか他方の内側に配設したものである。

突部を孔部に挿入する際に、各組の挿入軸と挿入口を対応させて配置し易くなり、各挿入軸を対応する挿入口に容易に挿入することができる。

請求項８の発明は、請求項７に記載のプロセスユニットにおいて、前記突部と前記孔部を対向して配置した状態において、前記各挿入軸とそれぞれに対応する挿入口との間隔寸法を、異なるように設定したものである。

挿入軸と挿入口を各組ごとに順に挿入することができる。すなわち、２つ以上の挿入軸をそれぞれ挿入口に同時に挿入しないので、容易に挿入することができる。

請求項９の発明は、請求項７又は８のいずれか１項に記載のプロセスユニットにおいて、少なくとも一つの挿入軸を粉体搬送用の搬送スクリューとすると共に、それに対応する挿入口を粉体搬送用の搬送口としたものである。

搬送スクリューによって、第一ハウジングと第二ハウジングとの間で粉体を円滑に搬送することができる。

請求項１０の発明は、請求項７又は８に記載のプロセスユニットにおいて、前記挿入軸と挿入口をカップリングによって連結したものである。

これにより、前記挿入軸と挿入口を省スペースで連結することができる。

請求項１１の発明は、請求項７から１０のいずれか１項に記載のプロセスユニットにおいて、前記挿入軸を対応する挿入口以外の部分に挿入する際に当該挿入軸と干渉する干渉部を設けたものである。

これにより、挿入軸の誤挿入を防止することができる。

請求項１２の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載のプロセスユニットにおいて、前記第一ハウジングと第二ハウジングを、当該両ハウジングを組み付ける方向と直交する方向に相対変位可能に組み付けたプロセスユニットであって、前記シール部材を柔軟性素材で形成したものである。

第一ハウジングと第二ハウジングを組み付けた状態で組み付け方向と直交する方向に相対的に変位しても、突部と孔部の間に介在するシール部材がその相対変位に対応して変形することができる。シール部材によって突部と孔部との間をシールすると共に、シール部材は第一ハウジングと第二ハウジングの相対変位を許容することができる。

請求項１３の発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載のプロセスユニットにおいて、像担持体、帯電手段、現像手段又はクリーニング装置の少なくとも１つと、トナー収容部を一体に有するものである。

本発明の構成を上記プロセスユニットに適用することができる。

請求項１４の発明は、請求項１から１３のいずれか１項に記載のプロセスユニットにおいて、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のいずれか１つと、像担持体とトナー収容部を一体に有するものである。

本発明の構成を上記プロセスユニットに適用することができる。

請求項１５の発明は、１から１４のいずれか１項に記載のプロセスユニットを備えた画像形成装置である。

前記１から１４のいずれか１項に記載のプロセスユニットを、画像形成装置に適用することができる。

本発明のプロセスユニットによれば、第一ハウジングと第二ハウジングを組み付ける際に、各ハウジング内の粉体搬送路同士を容易に連通することができる。これにより、プロセスユニットを組み付け性に優れたものとすることができる。また、本発明のプロセスユニットによれば、突部を孔部に挿入した状態で、シール部材の対向した両端面近傍の外周面に、孔部の当接部が当接することより、当該シール部材の対向した両端面近傍から粉体が漏れるのを効果的に防止することができる。

また、本発明のプロセスユニットを備えた画像形成装置においても、前記プロセスユニットと同様の効果を発揮できる。

図１は、本発明の画像形成装置の概略を示す断面図であり、以下、同図に基づいてこの画像形成装置の主要部を説明する。画像形成装置は、カラー画像の色分解成分に対応するブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色の現像剤によって画像を形成するための４つのプロセスユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを備えている。

各プロセスユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、互いに異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成になっている。１つのプロセスユニット１Ｋを例にその構成を説明すると、プロセスユニット１Ｋは、像担持体２と、クリーニング手段３と、帯電手段４、現像手段５等を有している。プロセスユニット１Ｋは画像形成装置の本体に対して着脱可能に装着され、一度に交換可能となっている。

各プロセスユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの上方には、露光器７が配設されている。この露光器７は、画像データに基づいてレーザダイオードからレーザ光（Ｌ１〜Ｌ４）を発するように構成されている。

また、各プロセスユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの下方には、転写装置８が配設されている。転写装置８は、各像担持体２に対向する４つの一次転写ローラ９、各一次転写ローラ９と駆動ローラ１０及び従動ローラ１１に掛け渡され循環走行する中間転写ベルト１２、駆動ローラ１０に対向して配置された二次転写ローラ１３、中間転写ベルト１２に残留するトナーを除去するベルトクリーニング装置１４、クリーニングバックアップローラ１５等を有する。

画像形成装置の下部には、シート状記録媒体としての用紙を多数枚収容可能な給紙カセット１６と、給紙カセット１６から用紙を送り出す給紙ローラ１７が設けてある。給紙ローラ１７から二次転写ローラ１３と駆動ローラ１０のニップに至る途中には、用紙を一旦停止させるレジストローラ対１８が配設されている。

二次転写ローラ１３と駆動ローラ１０のニップの上方には、定着装置１９が配設されている。定着装置１９は、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ１９ａと、これに対し所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ１９ｂを備えている。

定着装置１９の上方には、用紙を外部へ排出するための排紙ローラ対２０が配設してある。排紙ローラ対２０によって排出される用紙は、上部カバーを内方へ凹ませて形成した排紙トレイ２１上に積載されるように構成されている。

転写装置８と給紙カセット１６の間には、廃トナーを収容する廃トナー収容器２２が配設されている。廃トナー収容器２２の入り口部にはベルトクリーニング装置１４から伸びた図示しない廃トナー移送ホースが接続されている。

以下、上記プロセスユニット１（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ）の構成について詳しく説明する。
図２はプロセスユニットを分解した斜視図である。同図に示すように、プロセスユニット１は、現像ユニット１００、像担持体ユニット１０１、これら両ユニット１００，１０１を支持する左面支持部材１０２及び右面支持部材１０３から成る。

左面支持部材１０２及び右面支持部材１０３の各ハウジング１０２ａ，１０３ａには、像担持体ユニット１０１が備える像担持体２の回転軸の両端（図２において右端２Ｒのみ示す）を支持する軸受５０Ｒ，５０Ｌが配設されている。現像ユニット１００の両側面の上部には、ボス５１Ｒ，５１Ｌが設けられている。そして、左面支持部材１０２及び右面支持部材１０３に、上記ボス５１Ｒ，５１Ｌを支持するスライド係合部５２Ｒ，５２Ｌが配設されている。スライド係合部５２Ｒ，５２Ｌは上下方向に伸びた長孔形状に形成されており、このスライド係合部５２Ｒ，５２Ｌとボス５１Ｒ，５１Ｌとの係合によって、現像ユニット１００は左面支持部材１０２及び右面支持部材１０３に対して摺動可能に支持される。

また、左面支持部材１０２及び右面支持部材１０３の各ハウジング１０２ａ，１０３ａに、現像ユニット１００の現像ローラ５５の回転軸の両端５Ｒ，５Ｌを支持する軸受（図４において左側の軸受５３Ｌのみ示す）が配設してある。それら軸受は、押圧バネ（図４において左側の押圧バネ５４Ｌのみ示す）によって下方に押圧されている。上記スライド係合部５２Ｒ，５２Ｌに対するボス５１Ｒ，５１Ｌの摺動移動、及び押圧バネの弾発付勢によって、現像ローラ５５を像担持体２に対して僅かに回動して圧接させることができる。また、軸受５３Ｌの押圧バネ５４Ｌによる押圧側と反対側に、例えばくさび形状の詰め物を挟むことにより、現像ローラ５５を像担持体２から強制的に離間させることができる。このようにすることで、出荷時などにおいて、現像ローラ５５の像担持体２との常時圧接による塑性変形を防止することができる。

図３は図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。図３に示すように、現像ユニット１００のハウジング１００ａの下部に現像手段５の現像ローラ５５が配設されている。ハウジング１００ａ内には、トナー収容部６が配設してある。トナー収容部６は、各色のトナーが充填された未使用トナー収容室２４と、廃トナーを収容する廃トナー収容室２５を有し、未使用トナー収容室２４と廃トナー収容室２５の間を、可撓性の仕切り部材２３によって隔離している。

仕切り部材２３は、例えばプラスチック製のシート状部材であり、未使用トナー収容室２４側及び廃トナー収容室２５側に変位可能となっている。未使用トナー収容室２４内の未使用トナーが減少して、廃トナー収容室２５に廃トナーを回収していくと、回収された廃トナーの自重により仕切り部材２３が次第に押し下げられるように構成されている。

廃トナー収容室２５内には、外部から廃トナーを搬入するための搬送スクリュー２８と、廃トナー収容室２５内で廃トナーを攪拌しつつ搬送する攪拌スクリュー２９が配設されている。すなわち、廃トナー収容室２５は、搬送スクリュー２８と攪拌スクリュー２９によって廃トナーを搬送するトナー搬送路であると共に、搬送された廃トナーを貯蔵する貯蔵空間としても機能する。

像担持体ユニット１０１のハウジング１０１ａには、像担持体２とクリーニング手段３と帯電手段４等が付設されている。クリーニング手段３の下方には、廃トナーを受けるトナー受け部３０が左右水平方向に延在し、このトナー受け部３０内に搬送コイル２６を回転可能に収容している。このトナー受け部３０は、搬送コイル２６によってトナーを水平方向に搬送するための粉体搬送路として機能する。

図４は左面支持部材１０２のハウジング１０２ａ内部を露出した状態を示す。図４に示すように、左面支持部材１０２のハウジング１０２ａ内に粉体搬送路としての環状溝３１が形成され、搬送ベルト２７がその環状溝３１に沿って循環走行するように構成されている。搬送ベルト２７は、無端ベルトであり、その搬送ベルト２７の外周の搬送面には複数の凹凸部が形成されている。この搬送ベルト２７の凹凸部と環状溝３１を形成する周壁３１ａとの間に廃トナーを保持して搬送するようになっている。また、環状溝３１を形成する周壁３１ａの上端に切欠き３１ｂが設けてあり、切欠き３１ｂの下方にトナー受け部３４が配設されている。

搬送ベルト２７は、環状溝３１内に回転可能に設けた上方の動力伝達軸３２（駆動手段）と下方のコロ３３に張架されている。このように、搬送ベルト２７は、２軸で張架した構成であるが、３軸以上で張架する構成であってもよい。

以下、この画像形成装置の基本的動作について説明する。
図１において、図示しない画像形成装置の制御部からの給紙信号によって給紙ローラ１７が回転すると、給紙カセット１６に積載した用紙の最上位の用紙のみが分離されてレジストローラ対１８側へ送り出される。用紙の先端がレジストローラ対１８のニップに到達すると、中間転写ベルト１２上に形成されるトナー画像とタイミング（同期）をとるために、用紙に弛みを形成した状態で待機する。

次に、作像動作について説明する。
１つのプロセスユニット１Ｋを例にして説明すると、まず、帯電手段４にて像担持体２の表面を均一な高電位に帯電させる。画像データに基づいて露光器７から像担持体２の表面にレーザビームＬ１が照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。静電潜像が形成された像担持体２の表面部分に現像手段５によってトナーを転移させ、ブラックのトナー画像を形成（現像）する。そして、像担持体２上に形成したトナー画像を中間転写ベルト１２に転写する。その他の各色のプロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｙにおいても、同様にして像担持体２上にトナー画像が形成され、４色のトナー画像が重なり合うように中間転写ベルト１２に転写される。

レジストローラ対１８と給紙ローラ１７が駆動を再開し、中間転写ベルト１２に重畳転写したトナー画像とタイミング（同期）をとって用紙を二次転写ローラ１３へ送る。そして、二次転写ローラ１３によって、送られてきた用紙に重畳転写したトナー画像を転写する。

トナー画像を転写された用紙は定着装置１９へと搬送される。定着装置１９に送り込まれた用紙は、定着ローラ１９ａと加圧ローラ１９ｂ間に挟まれ、その未定着トナー画像が加熱・加圧されて用紙に定着される。トナー画像が定着された用紙は、定着装置１９から排紙ローラ対２０へ送り出され、排紙ローラ対２０によって排紙トレイ２１へ排出される。

また、中間転写ベルト１２上のトナー画像を用紙に転写した後、中間転写ベルト１２上には残留トナーが付着しており、この残留トナーは、ベルトクリーニング装置１４によって中間転写ベルト１２から除去される。中間転写ベルト１２から除去されたトナーは、図示しない廃トナー搬送手段によって、粉体収容器２２へと搬送され回収される。

また、各クリーニング手段３は、中間転写行程を経た後の像担持体２表面に付着している残留トナーを除去する。その後、図示しない除電装置が、クリーニング後の像担持体２の残留電荷を除電する。

クリーニング手段３で除去したトナーは、トナー受け部３０で受け止められる（図３参照）。廃トナーは、トナー受け部３０内で回転する搬送コイル２６によって、環状溝３１の下端へと搬送され（図４参照）、搬送ベルト２７で環状溝３１内を上方に搬送される。搬送ベルト２９で搬送される廃トナーは、環状溝３１の上端の切欠き３１ｂの部分で落下し、トナー受け部３４で受け止められる。そして、回転する搬送スクリュー２８によって、トナー受け部３４で受けた廃トナーを、トナーを導入するための孔部４５（図９参照）から廃トナー収容室２５内へ運び込む。

ところで、搬送スクリュー２８と攪拌スクリュー２９のそれぞれの螺旋部は、同じ向きに形成されているが、互いに逆回転するようになっている。すなわち、搬送スクリュー２８が、廃トナーを廃トナー収容室２５の上記孔部４５（図９参照）から離れた奥側へと運び、攪拌スクリュー２９が、搬送スクリュー２８によって運ばれてきた廃トナーを廃トナー収容室２５の上記孔部４５付近の手前側へと移送する。このように搬送スクリュー２８と攪拌スクリュー２９で互いに逆方向へ廃トナーを移送することで、廃トナーを攪拌しつつ、変形可能な仕切り部材２３を効率良く下方へ膨らませて廃トナーを収容することができる。

図５は、左面支持部材１０２の斜視図である。同図に示すように、左面支持部材１０２のハウジング１０２ａは、内部に上記環状溝３１を形成したケース３５（図４参照）と、ケース３５に係合させた蓋部材３６から成る。蓋部材３６の外面には、孔３９ａ（長孔）を有する突部３９が設けられている。そして、この突部３９の孔３９ａ内に、動力伝達軸３２を外部へ突出させるための挿通口３７と、廃トナーを搬送するための搬送口３８が、隣接して配設されている。突部３９の孔３９ａ内に円弧状の仕切り壁４０を配設して、突部３９の内部空間を挿通口３７と搬送口３８に区画している。また、搬送口３８は図４に示すトナー受け部３４に連通している。

突部３９の外周面には、シール部材４１が付設されている。図６はシール部材４１を付設する前の突部３９を示す。同図に示すように、シール部材４１は短冊状に形成されている。このシール部材４１は突部３９の外周面に巻き付けて付設する（図７参照）。シール部材４１と突部３９は、両面接着テープ等を介して接着することが望ましい。また、シール部材４１の素材としては、例えば、発泡ＰＵＲやゴム等の弾性部材が好適であるが、適度な弾性又は柔軟性を有するものであれば、その他任意の弾性部材ないし柔軟性部材を採用可能である。

シール部材４１の両端面４１ａ，４１ｂは、それぞれ凸面４２と、凹面４４と、凸面４２と凹面４４を連結する合わせ面４３を有する。各合わせ面４３は、シール部材４１の幅方向Ａに対して交差するように配置される。図６では、合わせ面４３は幅方向Ａに対し略直交方向に配設されている。一方の端面４１ａの凸面４２の反対側に、他方の端面４１ｂの凹面４４が配設され、一方の端面４１ａの凹面４４の反対側に、他方の端面４１ｂの凸面４２が配置されている。

各凸面４２から反対側の凹面４４までの長さＮ１は、突部３９の外周寸法Ｍより幾分短く設定されている。従って、シール部材４１を突部３９の外周面に巻着した場合、図７の要部を拡大した図８に示すように、凸面４２と対向する凹面４４との間には隙間Ｓができるようになっている。このように隙間Ｓを設けることで、シール部材４１を突部３９の外周面に部分的に浮くことなく確実に巻着することができる。

また、一方の凸面４２から他方の凸面４２までの長さＮ２は、突部３９の外周寸法Ｍより長く設定されている。これにより、シール部材４１を突部３９の外周面に巻着した場合、合わせ面４３，４３同士を接触させることができる（図８参照）。なお、合わせ面４３，４３間を両面接着テープ等によって接着してもよい。

また、シール部材４１は、図６よりも細幅ないし紐状にして突部３９の外周面に複数回巻着したり、短冊状以外に、ループ状にして突部３９の外周面に嵌合させたり、あるいはそれ以外の形状に形成してもよい。また、シール部材４１の各端面４１ａ，４１ｂにおいて、前記凸面４２、凹面４４又は合わせ面４３を幅方向Ａに複数配設してもよい。

図９に示すように、現像ユニット１００の左面支持部材１０２に対向する側面には、シール部材４１を巻着した突部３９を挿入可能な孔部４５が貫設されている。この孔部４５は現像ユニット１００内の廃トナー収容室２５に連通し、孔部４５からは搬送スクリュー２８と攪拌スクリュー２９のそれぞれの端部が突出している。

攪拌スクリュー２９の孔部４５から突出した端部は、動力伝達軸３２に連結可能となっている。また、攪拌スクリュー２９の動力伝達軸３２と反対側の図示しない端部には、駆動ギアが連結され、その駆動ギアの回転運動を攪拌スクリュー２９及び動力伝達軸３２を介して搬送ベルト２７に伝達するように構成されている（図４参照）。

攪拌スクリュー２９と動力伝達軸３２は、カップリングによって連結される。詳しくは、図１０に示すように、動力伝達軸３２は攪拌スクリュー２９側へ延伸した挿入軸３２ａを有する。挿入軸３２ａには、軸方向に延在した凸部を周方向に複数形成してなる係合雄部３２ｂと、係合雄部３２ｂの先端から軸方向に延伸したピン状のガイド部３２ｃが設けられている。一方、攪拌スクリュー２９の動力伝達軸３２側の端部には、動力伝達軸３２の挿入軸３２ａを挿入するための挿入口２９ａが形成されている。そして、この挿入口２９ａに、挿入軸３２ａの係合雄部３２ｂと係合する係合雌部（図示せず）が設けてある。

孔部４５から外側に突出した搬送スクリュー２８の端部は、搬送口３８を通過して左面支持部材１０２内のトナー受け部３４内に配置されるようになっている（図４参照）。すなわち、搬送スクリュー２８を挿入軸とすると、搬送口３８がそれに対する挿入口であり、互いに挿脱可能に構成されている。搬送スクリュー２８が、搬送口３８に隣接した挿通口３７に誤挿入されないように、挿通口３７の内周面に干渉部５６が突設されている（図７参照）。これにより、搬送スクリュー２８を間違って挿通口３７に挿入しそうになった
場合、搬送スクリュー２８の先端が干渉部５６に当接して挿通口３７への誤挿入を阻止する。

図１１に示すように、孔部４５に対向して突部３９を配置した状態において、動力伝達軸３２と攪拌スクリュー２９（の挿入口２９ａ）との間隔寸法Ｙ１は、搬送口３８と搬送スクリュー２８との間隔寸法Ｙ２より短く設定されている。この長短関係は逆にしてもよく、その場合は上記間隔寸法Ｙ１を上記間隔寸法Ｙ２より長く設定する。

図１２において、孔部４５の内周面の下部に当接部４９が配設されている。この当接部４９の幅Ｗ１は、それ以外の内周面の部分の幅Ｗ２より大きく設定されている。また、シール部材４１を突部３９に巻着する際は、シール部材４１の両端面４１ａ，４１ｂを突部３９の下部で対向させる。このようにシール部材４１を巻着することで、突部３９と孔部４５を対向して配置した場合に、シール部材４１の両端面４１ａ，４１ｂが、当接部４９に対応して配置されるようにしている。

図１３は、シール部材４１を巻着した突部３９と、孔部４５とを対応させた図である。同図に示すように、突部３９の外周形状と孔部４５の内周形状は、互いに相似形状に形成され、突部３９の外周面は、孔部４５の内周面に対して間隔寸法Ｄをあけて小さく形成されている。シール部材４１の厚さＴは、その間隔寸法Ｄより大きく設定されており、突部３９を孔部４５に挿入すると、シール部材４１が圧縮されるようになっている。

以下、突部３９を孔部４５に挿入する方向を挿入方向と呼ぶことにする。図１４の断面図に示すように、突部３９の挿入方向側Ｂ（先端）の外周面に、挿入方向Ｂへ縮径する傾斜面４６が部分的又は全周に渡って環状に形成されている。

また、図１５に示すように、突部３９に上記傾斜面４６を形成せずに、シール部材４１の挿入方向Ｂ側の外周面に、挿入方向Ｂへ縮径する傾斜面４７を部分的又は全周に渡って環状に形成してもよい。あるいは、孔部４５の内周面（当接部４９を含む）に、挿入方向Ｂへ縮径する傾斜面４８を部分的又は全周に渡って環状に形成してもよい。また、各傾斜面４６，４７，４８の断面形状は、テーパ形状以外に、湾曲形状等に形成してもよい。

図１６にシール部材４１の他の実施形態を示す。この図は、シール部材４１を図示しない突部３９に巻着した場合のその対向する両端面４１ａ，４１ｂを示している。図１６の実施形態では、それぞれの合わせ面４３，４３が幅方向Ａに対して傾斜して配設され、シール部材４１の幅Ｘ１，Ｘ２が、それぞれ凹面４４側から凸面４２側へ小さくなるように形成されている。図１６の実施形態でも、図８の実施形態と同様に、合わせ面４３，４３同士は接触可能であると共に、対向する凸面４２と凹面４４との間には隙間Ｓがあけられている。ただし、図１６の隙間Ｓは、図８の隙間Ｓに比べて幅方向Ａに短くなっている。

また、上記凸面４２・凹面４４を、幅方向Ａに対して傾斜して配設してもよい。また、凸面４２・合わせ面４３・凹面４４は、平面以外に、曲面であってもよい。

以下、現像ユニットと左面支持部材と組み付ける方法について説明する。
図９に示すように、現像ユニット１００の左側面に対向して左面支持部材１０２を配置し、現像ユニット１００と左面支持部材１０２を接近させる。これに伴って、動力伝達軸３２が、攪拌スクリュー２９の挿入口２９ａへ接近すると共に、搬送スクリュー２８も搬送口３８へ接近する。

図１１に示すように、動力伝達軸３２と攪拌スクリュー２９との間隔寸法Ｙ１は、搬送口３８と搬送スクリュー２８との間隔寸法Ｙ２より短く設定されているので、先に動力伝達軸３２が攪拌スクリュー２９の挿入口２９ａに挿入される。次いで、搬送スクリュー２８が搬送口３８に挿入される。なお、上記長短関係を逆にした場合は、搬送スクリュー２８の方が先に搬送口３８に挿入される。

現像ユニット１００と左面支持部材１０２をさらに接近させ、突部３９を孔部４５内に挿入していく。このとき、突部３９に巻着したシール部材４１は、孔部４５の内周面に押圧され圧縮される。

現像ユニット１００と左面支持部材１０２を所定の位置まで接近させると、現像ユニット１００の左側面のボス５１Ｌが、スライド係合部５２Ｌに挿入されると共に、現像ローラ５５の回転軸の左端５Ｌが軸受５３Ｌに挿入される（図２及び図４参照）。そして、現像ユニット１００及び左面支持部材１０２は、それぞれに設けた図示しない凹凸形状の係合等により係合され組み付けられる。

組み付けを完了した状態で、図４に示すように、動力伝達軸３２と攪拌スクリュー２９は係合して連結される。また、搬送スクリュー２８の端部は、搬送口３８を通過して左面支持部材１０２内のトナー受け部３４に収容される。

また、組み付けを完了した状態では、シール部材４１の外周面は、孔部４５の内周面と一周に渡って密着している。また、シール部材４１の対向した両端面４１ａ，４１ｂ近傍の外周面は、孔部４５の当接部４９と、図１７の斜線で示す範囲で密着している。このように、隙間Ｓ１，Ｓ２の生じる場合があるシール部材４１の両端面４１ａ，４１ｂ近傍の外周面を、孔部４５の当接部４９に、幅方向Ａに広く密着させることで、隙間Ｓ１，Ｓ２からのトナーの漏洩を抑止することができる。さらに、シール部材４１の合わせ面４３，４３同士が密着していることによって、突部３９外周面と孔部４５の内周面との間を確実にシールすることができる。

上記図１７において、矢印Ｂを突部３９の孔部４５に対する挿入方向とし、挿入方向前方を奥側、挿入方向後方を手前側とする。つまり、図の上側を奥側、図の下側を手前側と呼ぶことにする。同図に示すように、対向する凸面４２と凹面４４との間には、それぞれ隙間Ｓ１，Ｓ２が配設されている。この場合、突部３９の外周面と孔部４５の内周面（当接部４９）との接触領域Ｃ（密着領域）の手前側の端部４５ａを、奥側の隙間Ｓ１より手前側に配置している。一方、接触領域Ｃの奥側の端部４５ｂを、手前側の隙間Ｓ２より奥側へ配置している。これにより、隙間Ｓ１，Ｓ２から廃トナーが外部に漏れることがない。

この実施形態では、シール部材４１の奥側に廃トナーを回収する廃トナー収容室２５があるので、奥側の隙間Ｓ１に廃トナーが侵入する場合がある。しかし、奥側の隙間Ｓ１は手前側（外部）へ開口していないので、隙間Ｓ１から廃トナーが外部（手前側）へ漏れることがない。また、手前側の隙間Ｓ２は外部へ開口しているが、奥側（内部）へ開口していないので、隙間Ｓ２からも廃トナーが漏れることはない。

これに対し、上記接触領域Ｃが幅方向Ａに狭い場合は、その接触領域Ｃが図１８（ａ）又は（ｂ）に示す位置に配置される場合がある。
まず、図１８（ａ）の実施形態は、接触領域Ｃの手前側の端部４５ａが、奥側の隙間Ｓ１より手前側に配置されておらず、その端部４５ａと隙間Ｓ１が交差している。従って、この場合、隙間Ｓ１が奥側と手前側の両方に開口することになり、廃トナーがその隙間Ｓ１を通過して外部に漏れる虞がある。

また、図１８（ｂ）の実施形態は、接触領域Ｃの奥側の端部４５ｂが、手前側の隙間Ｓ２より奥側に配置されておらず、隙間Ｓ２と交差している。従って、この場合は、隙間Ｓ２が奥側と手前側の両方に開口することになるので、廃トナーがその隙間Ｓ２を通過して外部に漏れる虞がある。

また、接触領域Ｃを図１７で示したように幅方向Ａに広くしなくても、接触領域Ｃを図１９のように配置すれば、廃トナーの漏洩を防止できる。つまり、接触領域Ｃの手前側の端部４５ａを、奥側の隙間Ｓ１より手前側に配置し、接触領域Ｃの奥側の端部４５ｂを、手前側の隙間Ｓ２より奥側へ配置すればよい。ただし、この場合は、シール部材４１の外周面と孔部４５の内周面がこのような位置（接触領域Ｃ）で接触できるように、挿入方向Ｂの位置決め機構を設けた方が好ましい。

また、上記図１６で示した実施形態は、２つの隙間Ｓ１，Ｓ２同士の幅方向Ａの間隔寸法が、図１９などの実施形態の隙間Ｓ１，Ｓ２同士の間隔寸法に比べて広くなっている。この場合、図２０に示すように、接触領域Ｃは幅方向Ａに狭いが、接触領域Ｃを奥寄りのＣ１の位置から、手前寄りのＣ２の位置まで変位させても、廃トナーの漏洩を防止できる。すなわち、接触領域Ｃが幅方向Ａに狭い場合であっても、図２０に示すシール部材４１を採用すれば、シール部材４１と孔部４５の挿入方向Ｂの位置決め誤差の許容範囲を拡大できるメリットがある。

現像ユニット１００と右面支持部材１０３との組み付けを行う場合は、図２に示すように、現像ユニット１００と右面支持部材１０３を対向して配置する。現像ユニット１００と右面支持部材１０３を接近させて、現像ユニット１００の右側のボス５１Ｒをスライド係合部５２Ｒへ挿入すると共に、現像ローラ５５の右端５Ｒを図示しない軸受に挿入する。そして、現像ユニット１００及び右面支持部材１０３は、それぞれに設けた図示しない凹凸形状の係合等により係合され組み付けられる。

像担持体ユニット１０１と左面支持部材１０２との組み付けは、図２に示す状態からそれぞれを互いに接近させて係合させる。このとき、像担持体２の回転軸の図示しない左端は、左面支持部材１０２の軸受５０Ｌに挿入される。また、像担持体ユニット１０１のトナー受け部３０（図３参照）の左端に連通した連結口５７と、左面支持部材１０２の環状溝３１（図４参照）の下端に連通した連結口５８が連結される。

また、像担持体ユニット１０１と右面支持部材１０３との組み付けは、図２に示すように、像担持体ユニット１０１と右面支持部材１０３を対向して配置する。そして、像担持体ユニット１０１と右面支持部材１０３を接近させて係合する。このとき、像担持体２の回転軸の右端２Ｒが、右面支持部材１０３の軸受５０Ｒに挿入される。

上述したように、現像ユニット１００を、左面支持部材１０２及び右面支持部材１０３に組み付けた状態では、現像ユニット１００は両支持部材１０２，１０３に対して僅かな上下方向の相対変位が許容されている。現像ユニット１００と左面支持部材１０２を組み付けた状態において、突部３９は弾性部材から成るシール部材４１を介して孔部４５と連結されているので、突部３９は孔部４５に対して挿入する方向と直交する方向に相対変位が可能である。従って、図４に示す押圧バネ５４Ｌの弾発付勢によって現像ローラ５５を像担持体２に接近・接触させるために、現像ユニット１００のハウジング１００ａを追従させる動作を許容することができる。このシール部材４１は、上記押圧バネ５４Ｌの弾発付勢によって現像ユニット１００の追従移動を許容する程度の柔軟性を有する素材で構成されることが好ましい。そのシール部材４１の素材としては、例えば、柔軟性に優れた発泡ＰＵＲ等が好適である。また、その発泡率を変化させることで、シール部材４１の柔軟性を調整することも可能である。

上述の実施形態では、左面支持部材１０２を第一ハウジングとし、現像ユニット１００を第二ハウジングとして、この両ハウジングの粉体搬送路同士を、上記突部、孔部及びシール部材で連通連結する場合について説明してきた。しかし、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、第一ハウジングと第二ハウジングを入れ替えて、現像ユニット１００の側面に突部を突設し、左面支持部材１０２に孔部を形成してもよい。また、シール部材を孔部の内周面に付設してもよい。あるいは、第一ハウジングを左面支持部材１０２とし、第二ハウジングを像担持体ユニット１０１とすることも可能である。

上述の実施形態のプロセスユニットは、像担持体２、クリーニング手段３、帯電手段４、現像手段５、トナー収容部６を一体に形成したものであるが、トナー収容部６と、それ以外の４つ部材のうち少なくとも１つを一体に形成してもよい。又は、クリーニング手段３と、帯電手段４と、現像装置４のうちのいずれか１つと、像担持体２とトナー収容部６を一体に形成したプロセスユニットでもよい。あるいは、プロセスユニットが上述した部材以外の部材も有するものであってもよい。

また、本発明の突部と孔部の構造を、上記像担持体２、クリーニング手段３、帯電手段４、現像手段５、トナー収容部６と独立して配設された粉体搬送路を有する粉体搬送装置に適用してもよい。また、この粉体搬送装置を、上記プロセスユニット、画像形成装置以外の装置に設けてもよく、トナー以外の粉体を搬送するものに用いることも可能である。

本発明の粉体搬送装置をトナー搬送装置として備えた画像形成装置の概略断面図である。 前記画像形成装置に設けたプロセスユニットの分解斜視図である。 図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。 前記プロセスユニットの左面支持部材の内部を露出させた状態を示す斜視図である。 前記左面支持部材の斜視図である。 前記左面支持部材の要部を示す斜視図であって、詳しくはシール部材を巻着前の突部を示す斜視図である。 前記シール部材を前記突部に巻着した状態を示す斜視図である。 前記シール部材の要部拡大図である。 前記プロセスユニットの現像ユニットと左面支持部材を組み付ける様子を示す斜視図である。 前記現像ユニットと左面支持部材の要部を示す斜視図であって、詳しくは攪拌スクリューと動力伝達軸の連結構造を示す斜視図である。 図９の要部を示す断面図である。 図９を別の角度から見た斜視図である。 前記突部と孔部の間隔寸法とシール部材の厚さを比較した比較図である。 前記シール部材、突部及び孔部の断面図である。 図１４の変形例を示す断面図である。 前記シール部材の他の実施形態を示す要部拡大図である。 前記シール部材と孔部との接触領域を示す要部拡大図である。 （ａ）は前記接触領域の比較例を示す要部拡大図、（ｂ）は接触領域の他の比較例を示す要部拡大図である。 前記接触領域の他の実施形態を示す要部拡大図である。 図１６のシール部材を採用した場合の、当該シール部材と孔部との接触領域を示す要部拡大図である。

１ プロセスユニット
２ 像担持体
３ クリーニング手段
４ 帯電手段
５ 現像手段
６ トナー収容部
２８ 搬送スクリュー（挿入軸）
２９ 攪拌スクリュー
２９ａ 挿入口
３２ 動力伝達軸
３２ａ 挿入軸
３８ 搬送口（挿通口）
３９ 突部
３９ａ 孔
４１ シール部材
４１ａ，４１ｂ 端部
４２ 凸面
４３ 合わせ面
４４ 凹面
４５ 孔部
４５ａ 手前側の端部
４５ｂ 奥側の端部
４６，４７，４８ 傾斜面
４９ 当接部
５６ 干渉部
Ａ 幅方向
Ｂ 挿入方向
Ｃ 接触領域
Ｄ 間隔寸法
Ｎ１，Ｎ２ 長さ
Ｍ 外周寸法
Ｓ 隙間
Ｔ 厚さ
Ｗ１，Ｗ２ 幅
Ｘ１，Ｘ２ 幅
Ｙ１，Ｙ２ 間隔寸法

Claims (15)

1. 画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットであって、
   内部に粉体搬送路を有すると共に互いに着脱可能に組み付けた第一ハウジング及び第二ハウジングを備え、前記第一ハウジングに、その内部の粉体搬送路に連通する孔を備えた突部を設けると共に、前記第二ハウジングに、その内部の粉体搬送路に連通した孔部を貫設し、前記両ハウジングの着脱時に、前記突部を前記孔部に挿脱可能に構成され、
   前記突部は、外周面にシール部材が巻着され、
   前記孔部は、内周面に、前記シール部材の対向した両端面近傍の外周面に当接する当接部を備え、
   前記シール部材を前記突部の外周面に巻着した状態において、前記シール部材の対向した両端面が、それぞれ相手端面側へ突出した凸面と、相手端面側の凸面と対向する凹面と、前記凸面と前記凹面とを連結すると共に前記シール部材の幅方向に対して交差状に配設された合わせ面とを有し、
   前記合わせ面同士が接触可能であり、かつ、前記シール部材の各凸面からそれと反対側の端面の各凹面までの長さを、前記突部の外周寸法より短く設定したことを特徴とするプロセスユニット。
2. 前記シール部材を前記突部の外周面に接着したことを特徴とする請求項１に記載のプロセスユニット。
3. 前記シール部材の厚さを、前記突部の外周面と前記孔部の内周面との間隔寸法より大きく設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスユニット。
4. 前記孔部の内周形状と前記突部の外周形状を、互いに相似形状に形成したことを特徴とする請求項３に記載のプロセスユニット。
5. 前記シール部材を弾性部材で構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載のプロセスユニット。
6. 前記突部の外周面、前記シール部材の外周面、前記孔部の内周面のうち、少なくとも１つに傾斜面を形成すると共に、当該傾斜面を、突部を孔部に挿入する挿入方向に向かって縮径するように傾斜させたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
7. 前記突部を前記孔部に挿入する際に互いに挿入可能な挿入軸と挿入口の組み合わせを複数組備え、複数組の前記挿入軸と前記挿入口は、一組の前記突部の孔又は前記孔部に設けられ、前記挿入軸を前記突部の孔又は前記孔部のいずれか一方の内側に配設すると共に、前記挿入口を前記突部の孔又は前記孔部のいずれか他方の内側に配設したことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
8. 前記突部と前記孔部を対向して配置した状態において、前記各挿入軸とそれぞれに対応する挿入口との間隔寸法を、異なるように設定したことを特徴とする請求項７に記載のプロセスユニット。
9. 少なくとも一つの挿入軸を粉体搬送用の搬送スクリューとすると共に、それに対応する挿入口を粉体搬送用の搬送口としたことを特徴とする請求項７又は８に記載のプロセスユニット。
10. 前記挿入軸と挿入口をカップリングによって連結したことを特徴とする請求項７又は８に記載のプロセスユニット。
11. 前記挿入軸を対応する挿入口以外の部分に挿入する際に当該挿入軸と干渉する干渉部を設けたことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
12. 前記第一ハウジングと第二ハウジングを、当該両ハウジングを組み付ける方向と直交する方向に相対変位可能に組み付けたプロセスユニットであって、前記シール部材を柔軟性素材で形成した請求項１から１１のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
13. 像担持体、帯電手段、現像手段又はクリーニング装置の少なくとも１つと、トナー収容部を一体に有する請求項１から１２のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
14. 帯電手段、現像手段、クリーニング手段のいずれか１つと、像担持体とトナー収容部を一体に有する請求項１から１３のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載のプロセスユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images