JP5080796B2 - 現像装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを充填するための充填口が設けられている現像ケースと、前記充填口を塞ぐための蓋部材とを備えた現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、光ビームを走査面上に集光させて直線走査する光学装置を備える画像形成装置として、レーザプリンタが普及している。レーザプリンタは、光学装置により感光体を露光して文字や画像情報に応じた潜像を形成し、現像装置によってトナー像として可視化する。その後、転写器で記録紙に転写を行い、定着器で定着することにより印刷が行われる。

このようなレーザプリンタには、現像装置内に予め充填されたトナーが消費し尽くされた後、新品の現像装置と交換するカートリッジ式の現像装置が着脱自在に装着されている。カートリッジ式の現像装置はトナーを充填する充填口を塞ぐ蓋部材を取り付けており、蓋部材の取り外しが容易なため、トナーを消費し尽くした現像装置であっても、蓋部材を取り外し、トナーを再び充填することによって、再生現像装置として使用することが可能である。

現像装置に備えられている現像ローラやこの現像ローラの周囲から外部へトナーが漏れることを防止しているシール部材の寿命が、トナーの充填回数でたとえば３回までと設定されている場合、再生された現像装置は、新品の現像装置との識別や、トナーの充填回数の識別が難しく、そのため、トナーの充填回数が確実に識別できないために、トナーを再充填した全ての現像装置について、それぞれの部品の疲労度をチェックしなければならなかった。

上記の問題を解決するため、トナー充填口を塞ぐ蓋部材に補給回数を表示し、溶着することによって再生現像装置と新品の現像装置との識別を行う現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、現像剤ケースの外壁に設けられた充填口の周縁から外側に突出する円筒状の円筒部を備え、円筒部外側端部と蓋部材を溶着し、トナーを再充填するときには、円筒部とともに蓋部材を除去し、トナーを再充填した後、再充填口を再充填口蓋部材で封鎖する現像装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平４−４７５号公報 特開２００６−２０８８３７号公報

ところが、特許文献１記載の技術では、現像ケースと蓋部材が溶着されているため、強制的に蓋部材を取り外す必要があり、トナーの再充填が困難である。また、蓋部材を取り外しても溶着の跡が残り、新しい蓋部材を取り付けることが困難である。

また、特許文献２記載の技術では、蓋部材の取付け部が現像剤ケースのトナー充填口周縁から外側に突出しているため、この突出部に対して接触しないように画像形成装置には逃げ部が必要となる。つまり、画像形成装置には現像装置のトナー充填口近傍の位置に無駄なスペースが必要となる。また、カラーレーザプリンタのように複数の現像装置が感光体に対して当接、退避を繰り返すような可動式である場合、現像装置の動作方向に合わせて、画像形成装置には現像装置のトナー充填口近傍の位置に無駄なスペースがさらに必要となる。

本発明の目的は、現像ケースに溶着した蓋部材を強制的に取り外すことなくトナーの再充填が可能で、画像形成装置における現像装置のトナー充填口近傍の位置に無駄なスペースを必要とせず、トナーを再充填した再生現像装置と新品の現像装置とを容易に識別することを可能とした現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

像担持体に形成した電気潜像をトナーで現像する現像装置において、前記現像装置が、前記像担持体に形成した電気潜像を現像するための現像ローラと、トナーを収容するためのトナー収容室と、トナーを充填するための充填口が設けられている現像ケースと、前記充填口を塞ぐための第１蓋部材とを備え、前記現像ケースは内側に凹形状になっている筒側面部と筒底面部からなる筒部を有し、前記充填口は前記現像ケースの筒底面部に形成され、前記第１蓋部材は前記充填口に挿入されて前記現像ケースと位置決めを行うための挿入部と、前記現像ケースの筒底面部に接触する鍔部とを有し、前記鍔部の溶着によって前記充填口を塞ぐ構成とした。

現像装置の外側に突出することなくトナー充填口近傍の位置に無駄なスペースがない小型の現像装置及び画像形成装置が提供できる。

本発明では、現像ケースに内側に凹形状になっている筒部を設け、前記筒部の筒底面部にトナー充填口を形成し、前記トナー充填口を塞ぐための蓋部材の鍔部を前記筒底面部に溶着して結合することにより、再生された現像装置には蓋部材を取り外した場合に元々取り付けていた蓋部材の跡が残っている、或いは元々取り付けていた蓋部材と異なる蓋部材が取り付けられていることになり、再生現像装置と新品の現像装置の識別が可能となる。

また、トナーを再充填する場合、前記トナー充填口を塞ぐために溶着した第１蓋部材に穴を開け、トナーを再充填し、第１蓋部材に第２蓋部材を重ねて溶着することにより、再生現像装置として使用することが可能であり、蓋部材の数或いは高さを確認することで、再生現像装置と新品の現像装置の識別が可能となる。さらに、トナー充填口が現像ケースの筒底面部に形成されているため、トナーの再充填後、蓋部材を重ねて溶着することができ、画像形成装置おける現像装置のトナー充填口近傍の位置に無駄なスペースを必要とせず、現像器を再生することを可能にしたものである。

以下に、本発明に係る実施例として、図を参照し詳細に説明する。

まず、図４を用いて本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の全体構成について説明する。

図４は本発明の現像装置を備えたカラー画像形成装置の概略構成図である。

カラー画像形成装置１は、中間転写体２を４回転させ、４色の画像をかさね合わせてカラー画像の形成が可能なカラーレーザプリンタである。

以下にカラー画像形成装置１内部の各ユニットについて説明する。

カラー画像形成装置１の中央部に、中間転写体２が配置されており、中間転写体２の周辺には、感光体３、転写装置４が配置されている。また、感光体３の周辺には、帯電器５が配置されている。４色の異なる色のトナーが封入され、感光体３と当接し回転する現像ローラ１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃを有する現像装置６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは、重ねられて配置されている。また、図中矢印Ｃ、Ｄのように、感光体３と当接、またはカラー画像形成装置１の正面側に退避するように構成されている。現像装置６Ｃの下方には光学装置７、また更にその下方には用紙を溜めておく用紙保持手段８、用紙供給装置９が配置されている。カラー画像形成装置１の上方で転写装置４の上部には、定着装置１０が配置されている。ここで、感光体３はドラム状であってもよい。中間転写体２はベルト状であってもよい。帯電器５は接触、非接触どちらの方式でもよい。また、２つ以上設けてもよい。転写装置４は、ローラ形状であっても、ベルト形状であってもよい。

次に、各ユニットの動作及びプロセスについて説明する。感光体３は、図中矢印Ａの向きに回転し、帯電器５によって、表面を一様に帯電される。

次にパソコン、イメージスキャナ等による画像、文字などの情報を光学装置７によりドット単位で露光し、感光体３の表面に静電潜像を形成させる。その後、現像装置６Ｋが図示しないソレノイドあるいはカム機構によって、図中矢印Ｃの向きに移動することで現像ローラ１１Ｋが感光体３に当接する。そこで現像ローラ１１Ｋは図示しない駆動装置によって図中矢印Ｂの向きに回転駆動され、トナー像が感光体３に現像される。感光体３に現像されたトナー像は第一転写部Ｔ１で中間転写体２の表面へ転写される。その後、現像ローラ１１Ｋは回転を停止したのち、現像装置１１Ｋは図中矢印Ｄの向きへ退避する。上記工程を各現像装置６Ｋ〜６Ｃにより必要数繰り返すことにより、中間転写体２の表面には、画像、文字などの情報に見合うトナー像が形成される。その後、トナー像は第二転写位置Ｔ２で転写装置４によって、用紙供給装置９により用紙保持手段８から供給された用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置１０に運ばれ、トナー像を用紙に定着し、図示しない用紙排出装置にて排出される。

使用するトナーに特に限定はないが、本実施例においてはトナー粒径７．５〜９．５μｍ、微粒子添加物粒径３ｎｍ〜３０ｎｍ、かさ密度０．３〜０．４（ｇ／ｃｍ^３）とした。

次に本発明に関わる現像装置６Ｋについて図２及び図３を用いて説明する。現像装置６Ｙ、６Ｍ、または６Ｃも同様であるため説明を省略する。

図２は、現像装置６Ｋの概略構成図、図３は、現像装置６Ｋの斜視図である。現像装置６Ｋは、図２に示すように、一端が開口（図面左側）された箱型形状をなす現像ケース１２と、この現像ケース１２内に設けられる、感光体３にトナー像を現像する現像ローラ１１Ｋと、スポンジローラ１３と、ステー部材１４と、層厚規制ブレード１５と、攪拌パドル１６、１７、１８とを備えている。

現像ケース１２は、図３に示すように、上下に配置される現像上ケース２０と現像下ケース２１から構成され、現像上ケース２０と現像下ケース２１は溶着によって結合している。上下に分割されている状態で、内部部品を組付け、その後上下ケースを溶着する。一体型より、上下に分割した方が、内部に組み込む部品の組立て性が良くなる。両側を分割している場合、両側の側壁で保持している部品を組立てにくい。また、一体型のケースは高価な金型が必要なため部品単価が高くなる。超音波溶着は、熱溶着や接着剤による固着よりも製造コストが安くて済むため好ましい。

また、現像ケース１２の感光体３方向に向かって左側の側壁２２には、現像ケース１２の内側に凹形状で、円筒側面部２４と円筒底面部２５（ともに図１参照）からなる円筒部２３が形成され、円筒底面部２５にはトナー収容室１９にトナーを充填するためのトナー充填口２６（図１参照）が設けられている。トナー充填口２６はトナー収容室１９内のトナーがトナー充填口２６から漏れることを防止する閉鎖部材としての第１蓋部材２７によって閉鎖されている。

図１及び図５は本発明の第１の実施例に係るトナー充填口２６と第１蓋部材２７の関係を示す断面図である。現像装置６Ｋは、現像ケース１２の左側の側壁２２に形成されている現像ケース１２の内側に凹形状である円筒部２３を備えている。円筒部２３の底面である円筒底面部２５にはトナー充填口２６が形成されている。第１蓋部材２７は、トナー充填口２６に挿入されて位置決めを行う挿入部２８と円筒底面部２５に接触する鍔部２９を有している。図１（ａ）に示すように新品の現像装置６Ｋにトナーを充填した後、トナー充填口２６には第１蓋部材２７が挿入される。第１蓋部材２７を挿入した後、図１（ｂ）に示すように第１蓋部材２７の鍔部２９と現像ケース１２の円筒底面部２５を全周溶融溶着する。第１蓋部材２７は溶着により円筒底面部２５に結合されるため、容易には取り外すことができない。

この状態からトナーを再充填する場合は、図５（ａ）に示すように第１蓋部材２７に例えばドリルなどの後加工によって穴３３を開け、トナーを再充填する。トナーを再充填した後、図５（ｂ）に示すように、第２蓋部材３４を第１蓋部材２７の鍔部２９に重ねて溶着する。同様に、トナーを再充填した現像装置６Ｋにさらにトナーを再充填する場合には、図５（ｃ）に示すように第２蓋部材３４に穴を開け、穴３３と連通させトナーを充填し、第３蓋部材３７を第２蓋部材３４の鍔部３５に溶着することで現像装置６Ｋを再生できる。

ここで、各蓋部材の形状に特に限定はないが、新品のときと同様の溶着装置を使用し、蓋をして現像装置６Ｋを再生する場合は、第１蓋部材２７の鍔部２９は第２蓋部材３４の鍔部３５と同一或いは類似の形状が望ましい。また、第３蓋部材３７は、第２蓋部材３４と異なる形状であってもよい。

上記したように、現像ケース１２において、内側に凹の形状を有した円筒部２３の、円筒底面部２５に、トナー収容室１９にトナーを充填するためのトナー充填口２６を設けることで、現像ケース１２の側壁２２の高さまで、蓋部材を重ねて溶着することが可能であり、蓋部材は現像ケース１２から外側に突出しないため、カラー画像形成装置１には現像装置６Ｋのトナー充填口２６近傍の位置に無駄なスペースを必要としない。さらに、蓋部材の数或いは高さを確認することで、トナーの充填回数を識別することができる。

なお、本実施例における溶着は、超音波溶着を用いたが、トナー漏れを防止できるものであれば溶剤による接着や熱溶着を用いるなどの固定方法が採用できる。また、現像ケース１２及び第１蓋部材２７の材質にはＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）を用いたが、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）など溶着に適した材質を用いてもよい。現像ケース１２及び第１蓋部材２７などの蓋部材の材質が同じであると溶着し易いので好ましい。例えば、第１蓋部材２７の外径φ２９／内径φ２５、厚さ１．５ｍｍを用いた。溶着装置としては、振動子タイプとして圧電素子型振動子（ＰＺＴランジュバン型ボルト締めホーン一体型）、発振器として位相フィードバック付きジェネレータ（ＰＬＬ形自動追尾方式）、周波数２３．５±１．５ｋＨｚ、振幅２５±２．５μｍ、ブースター倍率５．４倍、ホーン材質ＳＵＳを使用した。加圧力は１０〜２０ｋｇｆであった。

また、現像ケース１２に設けられる内側に凹形状の円筒部２３は必ずしも現像ケース１２の側壁にある必要はない。

次に、本発明に係る第２の実施例の形態を図６、図７及び図８を用いて説明する。

現像装置６Ｋについて説明する。現像装置６Ｙ、６Ｍ、または６Ｃも同様であるため説明を省略する。

図６はトナー充填口２６を塞ぐ第１蓋部材２７の形状を示す概略図である。第１蓋部材２７は有底円筒状の挿入部２８と鍔部２９を有する形状で、挿入部２８には十字のリブ３１、鍔部２９には現像ケース１２の円筒底面部２５と接触しない面側に切り欠き部３２が形成されている。新しい現像装置６Ｋにトナーを充填した後は、図８（ａ）に示すように第１蓋部材２７の挿入部２８をトナー充填口２６に挿入し、現像ケース１２の円筒底面部２５と第１蓋部材２７の鍔部２９を溶着によって固定する。溶着時、第１蓋部材２７のリブ３１により、第１蓋部材２７の強度が増し、第１蓋部材２７の鍔部２９の歪みや変形を抑え、鍔部２９の溶着が不均一になることを防止している。リブ３１は、円筒部上面に溶着を均一に行うための補強リブである。

このように、鍔部２９が現像ケース１２の円筒底面部２５に均一に溶着されるため、溶着によって第１蓋部材２７の鍔部２９の一部が溶けた樹脂３０は現像ケース１２の円筒側面部２４と第１蓋部材２７の鍔部２９との隙間を埋める状態になっており、現像ケース１２の円筒底面部２５と第１蓋部材２７の密封性が向上する。

トナーを再充填する場合は、図８（ｂ）に示すように第１蓋部材２７に例えばドリルなどの後加工によって穴３３を開け、トナーを再充填する。トナーを再充填した後、図８（ｃ）に示すように、第２蓋部材３４を第１蓋部材２７の鍔部２９に重ねて溶着する。この時、図７に示すように、第１蓋部材２７の鍔部２９に設けてある切り欠き部３２に第２蓋部材３４の位置決め部３６を合わせ、第２蓋部材３４の位置を固定することによって溶着時に第２蓋部材３４がずれることがないため、第１蓋部材２７と第２蓋部材３４の密封性を確保することが出来る。同様の構成により、図８（ｄ）に示すように第２蓋部材３４に穴を開け、トナーを充填し、第３蓋部材３７を第２蓋部材３４の鍔部３５に溶着する場合においても、第２蓋部材３４と第３蓋部材３７の密封性を確保することが可能である。

なお、本発明は上述した実施形態に限定するものではない。例えば、蓋部材に設けられるリブは十字でなくてもよく、切り欠き部は第２蓋部材と位置決めを行う形状であればよい。また、蓋部材は鍔部と凸部を有し、トナー漏れを防止できるものであればよく、必ずしも円筒形状である必要はない。

本発明に関わる現像装置（トナー充填口近傍）を示す断面図。 本発明に関わる現像装置の概略構成図。 本発明に関わる現像装置の概略斜視図。 本発明に関わるカラー画像形成装置の概略構成図。 本発明に関わる現像装置（トナー充填口近傍）の第１の実施形態を示す断面図。 本発明に関わる第１蓋部材の形状を示す概略図。 本発明に関わる第１蓋部材と第２蓋部材の位置関係を示す概略図。 本発明に関わる現像装置（トナー充填口近傍）の第２の実施形態を示す断面図。

符号の説明

１・・・カラー画像形成装置、２・・・中間転写体、３・・・感光体、４・・・転写装置、５・・・帯電器、６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ・・・現像装置、７・・・光学装置、８・・・用紙保持手段、９・・・用紙供給装置、１０・・・定着器、１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ・・・現像ローラ、１２・・・現像ケース、１３・・・供給ローラ、１４・・・ステー部材、１５・・・層厚規制ブレード、１６・・・撹拌パドル、１７・・・撹拌パドル、１８・・・撹拌パドル、１９・・・トナー収納室、２０・・・現像上ケース、２１・・・現像下ケース、２２・・・現像ケース左側側壁、２３・・・円筒部、２４・・・円筒側面部、２５・・・円筒底面部、２６・・・トナー充填口、２７・・・第１蓋部材、２８・・・挿入部、２９・・・鍔部、３０・・・溶けた樹脂、３１・・・リブ、３２・・・切り欠き部、３３・・・穴、３４・・・第２蓋部材、３５・・・第２蓋部材の鍔部、３６・・・第２蓋部材の位置決め部、３７・・・第３蓋部材

Claims (7)

1. 像担持体に形成した電気潜像をトナーで現像する現像装置において、前記現像装置が、
   前記像担持体に形成した電気潜像を現像するための現像ローラと、トナーを収容するため
   のトナー収容室と、トナーを充填するための充填口が設けられている現像ケースと、前記
   充填口を塞ぐための第１蓋部材とを備え、前記現像ケースは内側に凹形状になっている円筒側面部と円筒底面部からなる円筒部を有し、前記充填口は前記現像ケースの円筒底面部に形成され、前記第１蓋部材は前記充填口に挿入されて前記現像ケースと位置決めを行うための挿入部と、前記現像ケースの円筒底面部に接触する鍔部とを有し、前記円筒底面部の内径を前記第１蓋部材の鍔部の外径よりも大きくし、前記円筒側面部と前記第１蓋部材の鍔部の間に間隙を設け、前記鍔部の溶着により溶けた前記第１蓋部材を構成する樹脂により前記間隙を埋めることで前記充填口を塞ぐことを特徴とする現像装置。
2. 像担持体に形成した電気潜像をトナーで現像する現像装置において、前記現像装置が、
   前記像担持体に形成した電気潜像を現像するための現像ローラと、トナーを収容するため
   のトナー収容室と、トナーを充填するための充填口が設けられている現像ケースと、前記
   充填口を塞ぐための第１蓋部材とを備え、前記現像ケースは内側に凹形状になっている円筒側面部と円筒底面部からなる円筒部を有し、前記充填口は前記現像ケースの円筒底面部に形成され、前記第１蓋部材は前記充填口に挿入されて前記現像ケースと位置決めを行うための挿入部と、前記現像ケースの円筒底面部に接触する鍔部とを有する有底円筒形状で、前記鍔部に切り欠き部が設けられ、前記鍔部の溶着によって前記充填口を塞ぐことを特徴とする現像装置。
3. 像担持体に形成した電気潜像をトナーで現像する現像装置において、前記現像装置が、
   前記像担持体に形成した電気潜像を現像するための現像ローラと、トナーを収容するため
   のトナー収容室と、トナーを充填するための充填口が設けられている現像ケースと、前記
   充填口を塞ぐための第１蓋部材とを備え、前記現像ケースは内側に凹形状になっている円筒側面部と円筒底面部からなる円筒部を有し、前記充填口は前記現像ケースの円筒底面部に形成され、前記第１蓋部材は前記充填口に挿入されて前記現像ケースと位置決めを行うための挿入部と、前記現像ケースの円筒底面部に接触する鍔部とを有する有底円筒形状で、円筒上面に溶着を均一に行うためのリブを設け、前記鍔部の溶着によって前記充填口を塞ぐことを特徴とする現像装置。
4. 前記第１蓋部材が、前記現像ケースに溶着された状態で前記挿入部に穴部を形成し、前
   記穴部よりトナーが再充填された後、前記穴部を塞ぐための第２蓋部材を、前記第１蓋部
   に固定したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記第１蓋部材を複数重ね、前記現像ケースの側壁の高さになるまで前記現像ケースを
   繰り返し使用可能としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装
   置。
6. 前記現像ケースは上現像ケースと下現像ケースとを溶着することにより形成されること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載の現像装置を備えた画像形成装置。

Images