JP5142894B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に適用される現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

電子写真プロセスを用いたプリンタ等の画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラムを一様に帯電させ、感光体ドラムへの選択的な露光によって潜像を形成する。そして、潜像を現像剤としてのトナーで顕在化し、トナー像を記録材に転写し、更に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることで、トナー像を記録材に定着させて画像記録を行う。

このような装置は、トナー補給や各種プロセス手段のメンテナンスを伴うが、このトナー補給作業やメンテナンスを容易にする手段として、感光体ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を枠体内にまとめてカートリッジ化したものが実用化されている。

プロセスカートリッジの現像装置は、現像ローラ、現像トナー量を規制する現像剤規制部材を支持し、図８に示す様に第１の現像枠体１４１ａと第２の現像枠体１４１ｂが結合して構成される現像容器から構成されている。更に、現像装置は現像容器内に収納したトナーが容器外に漏れることを防止する為に、現像ローラの端部に端部シール部材１７１が配置され、端部シール部材１７１の一部を覆うようにシート部材１７２が現像容器に取り付けられている。

さらに、第１の現像枠体１４１ａと第２の現像枠体１４１ｂが結合することによって形成される現像容器の開口部１４１ｃ（図８に示すＡ’部）に、トナー漏れを防止するための充填部剤（充填剤）１８１が注入される。

この充填部剤は、端部シール部材１７１の形状誤差や組立時の貼り付け誤差によって生じる端部シール部材１７１と現像容器の壁面との隙間を塞ぐためのものである。現像装置においては、このような構成をとることにより、トナーが現像容器と端部シール部材１７１、シート部材１７２の隙間から現像容器の外へ漏れることを防止している。

なお、関連する従来例が開示された文献としては、特許文献１〜３がある。
特開２００７−２５３４５号公報 特開２００４−１２５９３０号公報 特開２００３−２１４５４０号公報

図９は、図８のＡ’部の拡大図であって、現像容器の開口部１４１ｃを示す概略図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は断面図である。図１０は、図９に示す現像容器の開口部１４１ｃから充填部剤１８１が充填された状態を示す概略図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は断面図である。

上記のような従来技術の場合、充填部剤には熱可塑性樹脂等が使用されるが、このような充填部剤は粘度が高く、図１０に示すように隅部の存在する空間に充填すると球状に固化し、隙間が発生し、現像剤漏れが発生することが懸念される。

現像装置における充填空間は、図９に示すように複数部品から構成されるため、複雑な形状であり隅部も多数存在する。よって、熱可塑性樹脂を充填しても容器内壁の密着性が悪く、現像剤が容器外に漏れてしまうことが懸念されていた。また、隙間が発生しないように各隅部を数回に分け、隅部の充填を行い、充填工程に時間を要していた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、２つの枠体が結合して構成される現像容器とシート部材と端部シール部材との間の隙間を充填剤で塞ぐ構成において、充填剤の充填回数を最小限とし、より確実に現像剤の漏れを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
現像剤を収容する現像容器であって、第１の現像枠体、及び、第２の現像枠体が結合することにより形成される現像容器と、
回転自在に設けられ、前記現像容器に収容された現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って設けられ、前記現像容器と前記現像剤担持体との間の隙間から現像剤が漏れることを防止するシート部材と、
前記現像剤担持体の回転軸方向両端部の周面に接触することにより、前記現像容器から現像剤が漏れることを防止する端部シール部材と、
前記第１の現像枠体と前記第２の現像枠体と前記シート部材と前記端部シール部材とに接触することにより、前記第１の現像枠体と前記第２の現像枠体と前記シート部材と前記端部シール部材との間の隙間から現像剤が漏れることを防止する充填剤と、
前記第１の現像枠体と前記第２の現像枠体とにより形成され、前記充填剤を注入するための開口部と、
を備え、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
前記開口部には、前記開口部で囲まれた空間のうち、前記現像容器の内部側の空間と前記現像容器の外部側の空間とを隔てる隔壁であって、前記内部側の空間と前記外部側の空間とを連通させる連通穴を有する隔壁が設けられ、
前記開口部から注入された前記充填剤は、前記連通穴の内周面に接触していることを特徴とする。

本発明によれば、２つの枠体が結合して構成される現像容器とシート部材と端部シール部材との間の隙間を充填剤で塞ぐ構成において、充填剤の充填回数を最小限とし、より確実に現像剤の漏れを防止することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

本発明は、画像形成装置に適用される現像装置、及び、画像形成装置に着脱可能に設けられたプロセスカートリッジに関する。ここで、本発明において画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録材に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ、電子写真ファクシミリ、及び電子写真ワードプロセッサ等が含まれる。電子写真プリンタとしては、例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタを例示することができる。また、プロセスカートリッジとしては、電子写真感光体と、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して脱着可能としたものである。

（画像形成装置について）
図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真画像形成方式を用いて記録材に画像を形成するものである。

画像形成装置は、得られた画像情報に基づいたレーザＬをスキャナ５によって発射し、プロセスカートリッジ３に内蔵された像担持体としての感光体ドラム１上にレーザＬを照射する。感光体ドラム１上には静電潜像が形成され、プロセスカートリッジ３によって、この静電潜像が現像剤としてのトナーにより現像化（顕像化）される。

一方、記録材積載部に積載された記録材Ｓが、給送部によって１枚ずつ分離されながら給送され、搬送手段としての搬送ローラ７によって、さらに下流側に搬送される。そして、この搬送された記録材Ｓ上に、上述の感光体ドラム１上に形成されたトナーによる顕像が、転写手段としての転写ローラ８によって転写される。

そして、この未定着のトナー像が形成された記録材Ｓは、さらに下流側に搬送され、内部に熱源を有する定着手段としての定着器９によってトナー像が定着され、その後、機外に排出される。

ここでのプロセスカートリッジ３は、感光体ドラム１と、少なくとも１つのプロセス手段とを備えたものである。プロセス手段としては、例えば感光体ドラム１を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２、感光体ドラム１に形成された潜像を現像する現像装置４、感光体ドラム１表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段６等がある。

（現像装置について）
図４は、本実施形態のプロセスカートリッジ３の概略構成を示す断面図である。図１は、本実施形態の現像装置４の要部の概略構成を示す斜視図であり、図４に示す現像装置４を下側から見た分解斜視図である。図２は、図１のＡ部の拡大図であって、現像容器４１の開口部としての注入開口４１ｃについて説明するための概略図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は断面図である。図３は、図２に示す現像容器４１の注入開口４１ｃから充填部剤（充填剤）８１が充填された状態を示す概略図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は断面図である。

以下、現像装置４について説明する。

現像装置４は、回転自在に設けられた現像剤担持体としての現像ローラ４５、及び、現像ローラ４５の表面上のトナーに摩擦帯電電荷を付与するとともに所定厚のトナー層を形成するための現像剤（層厚）規制部材としての現像ブレード４２を備えている。これらは第１の現像枠体４１ａに保持されている。また、この第１の現像枠体４１ａが第２の現像枠体（蓋部材）４１ｂと溶着されることで、トナーを収容するトナー収納部４０を有する現像容器４１が形成され、これらを一体として現像ユニットが構成される。

トナー収納部４０内には、トナーを撹拌するとともにトナーを現像枠体内の現像室へ送り込む撹拌部材４６ａ，４６ｂが設けられており、トナー収納部４０内のトナーは、撹拌部材の回転によって、現像室内の現像ローラ４５に向けて送り出される。

トナーは、現像ローラ４５の表面に付着し（担持され）、現像ローラ４５の回転によって搬送され、現像ブレード４２にて摩擦帯電電荷が付与されるとともに所定厚のトナー層が現像ローラ４５上に形成され、感光体ドラム１の現像領域へと搬送される。この現像領
域へ供給されたトナーは、感光体ドラム１上の潜像へと転移され、潜像を現像化してトナー像を形成する。

（現像ユニット構成及び端部シール構成）
図５は、現像容器４１の長手方向（現像ローラ４５の回転軸方向）の端部の概略構成を示す斜視図である。図６は、現像容器４１の長手方向の端部のシール構成について示す概略図である。

図４に示すように、プロセスカートリッジ３を構成する現像装置４において、現像ブレード４２は現像容器４１に締結され、現像容器４１によって支持されている現像ローラ４５に当接する。

現像装置４は現像容器４１、現像ブレード４２、現像ローラ４５、端部シール部材７１、シート部材７２、及び、充填部剤（充填剤）８１で構成されている（図６参照）。

ここで、端部シール部材７１は、現像ローラ４５の回転軸方向両端部の周面に接触することにより、現像容器４１の端部におけるトナー漏れを防止するためのものである。また、シート部材７２は、現像ローラ４５の回転軸方向に沿って設けられ、現像容器４１と現像ローラ４５の間にできる現像容器４１の長手方向（現像ローラ４５の回転軸方向）の隙間からのトナー漏れを防止するためのものである。また、充填部剤８１は、現像容器４１の長手方向両端部において、現像容器４１、端部シール部材７１、及びシート部材７２によりできた隙間からトナーが漏れることを防止するためのものである。充填部剤８１は、第１の現像枠体４１ａ、第２の現像枠体４１ｂ、端部シール部材７１、及びシート部材７２に接触することにより、トナー漏れを防止している。

次に、現像装置の組立方法について、図１を用いて説明する。

第１の現像枠体４１ａと第２の現像枠体４１ｂの結合方法は、主に超音波溶着が用いられるが、トナーを収容し密封することが目的であるため、その他の溶着方法、例えば接着剤、両面テープ、エラストマーなどのシール部材を用いて結合しても良い。

また、端部シール部材７１の現像容器４１への取り付けは、端部シール部材７１に一体化された両面テープ（不図示）により、端部シール部材７１の接着面が、第１の現像枠体４１ａの一部の座面に当接するように配置され、接着される。

また、シート部材７２の貼り付けは、不図示の両面テープによって、第２の現像枠体４１ｂの座面に貼り付けられる（図５，６参照）。

以上のように組立てられた現像装置４においては、図２，３に示すように、第１の現像枠体４１ａと第２の現像枠体４１ｂにより形成された注入開口４１ｃから充填部剤が注入される。ここで、充填部剤の注入方向は、図１，２においては、上から下へ向かう方向であり、図４，５に示す現像装置４の状態では、下から上へ向かう方向（図５では、矢印Ｂで示す方向）となる。

充填部剤８１は、現像容器の注入開口４１ｃから注入されることで、端部シール部材７１と現像容器４１（第１の現像枠体４１ａ，第２の現像枠体４１ｂ）とシート部材７２とに密着する。

これにより、充填部剤８１は、端部シール部材７１の形状誤差や組立て時の貼り付け誤差によって生じる端部シール部材７１とシート部材７２と現像容器４１との間の隙間を塞
ぐことができる。

充填部剤８１には、主に速乾性のシリコーン接着シール剤、紫外線硬化性ボンド、又は熱可塑性樹脂が用いられる。

（本実施形態に係る現像装置の構成）
本実施形態では、図２に示すように、現像容器の注入開口４１ｃの形状を、充填部剤８１の塗布を最小回数で、より確実にトナー漏れ封止できる形状としたことを特徴としている。

注入開口４１ｃは、第１の現像枠体４１ａと第２の現像枠体４１ｂが結合することにより形成される。ここで、注入開口４１ｃのうち、充填部剤８１が充填される充填部分は、複数の隅部を含んでおり、かつ第１の現像枠体４１ａと第２の現像枠体４１ｂの寸法公差のバラツキや、結合時の組立バラツキが存在する。このことにより、注入開口４１ｃから同じ量の充填部剤８１を塗布しても、注入開口４１ｃの充填高さが変化する可能性が考えられる。

そこで本実施形態では、注入開口４１ｃの形状を図２に示すような形状としている。

すなわち、本実施形態では、図２，３に示すように、第１の現像枠体４１ａと第２の現像枠体４１ｂにより形成された注入開口４１ｃの現像剤封止に必要な高さの上部に、開口面積を小さくした隔壁としての仕切り部４８を設けている。そして、仕切り部４８には、連通穴として、充填部剤８１の注入方向に沿って見て（図２（ａ）、図３（ａ）参照）円形もしくは楕円形の穴４８ａを設けている。すなわち、注入開口４１ｃは、充填部剤８１が、図２，３に４ａで示す範囲（充填部剤８１が充填される空間（充填空間））に充填された場合に、充填部剤８１が穴４８ａ（穴４８ａの内周面）に密着して、穴４８ａを塞ぐような形状に構成されている。このように構成することにより、充填部材８１を仕切り部４８に十分に密着させることができる。また、充填部材の注入方向に対して直交する方向からみて（図２（ｂ）、図３（ｂ）参照）、仕切り部４８は円弧形状である。このように構成することによって、更に、充填部材８１を仕切り部４８に十分に密着させることができる。

このような構成により、最低限、図２，３に４ａで示す範囲まで充填部剤８１が充填されることで、仕切り部４８の穴４８ａの円周面（内周面）に充填部剤８１を充分に密着させることができる。これにより、いかなるバラツキ（例えば、形状誤差や組立時のシール貼り付け誤差によって生じる充填体積誤差）が生じても、図２，３における上方へのトナー漏れを防止できる。

したがって、本実施形態によれば、充填部剤８１の充填回数を最小限にでき、より確実にトナー漏れのない現像装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。

ここで、仕切り部４８は、注入開口４１ｃで囲まれた空間（充填空間）のうち、現像容器４１の内部側（図２，３の下部側）の空間４１ｄと、現像容器４１の外部側（図２，３の上部側）の空間４１ｅ（図２，３に４ｂで示す範囲）とを隔てている。（充填空間を上下に仕切っている。）

このように、本実施形態では、仕切り部４８の上部に空間４１ｅが設けられているので、充填装置の吐出量誤差等により充填部剤８１の充填高さの変化が生じた場合でも、空間４１ｅ（空間内）に充填部剤８１を収めることができる。これにより、ユーザの取り扱い時においても、充填部剤８１にユーザの指が触れることがないので接着はがれ等の問題も
ない。

したがって、部品寸法公差や充填量のバラツキを吸収できることにより、安定した品質の確保と取り扱い時の接着はがれ防止を両立できる。

本発明の実施形態の現像装置の要部の概略構成を示す斜視図である。 図１のＡ部の拡大図であって、現像容器の注入開口について説明するための概略図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は断面図である。 図２に示す現像容器の注入開口から充填部剤が充填された状態を示す概略図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は断面図である。 本発明の実施形態のプロセスカートリッジの概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態の現像容器の長手方向の端部の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態の現像容器の長手方向の端部のシール構成について説明するための概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 従来の現像装置の要部の概略構成を示す斜視図である。 図８のＡ’部の拡大図であって、現像容器の注入開口を示す概略図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は断面図である。 図９に示す現像容器の注入開口から充填部剤が充填された状態を示す概略図であり、（ａ）は上視図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
４ 現像装置
４１ 現像容器
４１ａ 第１の現像枠体
４１ｂ 第２の現像枠体
４１ｃ 注入開口
４１ｄ 空間
４１ｅ 空間
４５ 現像ローラ
４８ 仕切り部
４８ａ 穴
７１ 端部シール部材
７２ シート部材
８１ 充填部剤

Claims (3)

1. 現像剤を収容する現像容器であって、第１の現像枠体、及び、第２の現像枠体が結合することにより形成される現像容器と、
   回転自在に設けられ、前記現像容器に収容された現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って設けられ、前記現像容器と前記現像剤担持体との間の隙間から現像剤が漏れることを防止するシート部材と、
   前記現像剤担持体の回転軸方向両端部の周面に接触することにより、前記現像容器から現像剤が漏れることを防止する端部シール部材と、
   前記第１の現像枠体と前記第２の現像枠体と前記シート部材と前記端部シール部材とに接触することにより、前記第１の現像枠体と前記第２の現像枠体と前記シート部材と前記端部シール部材との間の隙間から現像剤が漏れることを防止する充填剤と、
   前記第１の現像枠体と前記第２の現像枠体とにより形成され、前記充填剤を注入するための開口部と、
   を備え、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
   前記開口部には、前記開口部で囲まれた空間のうち、前記現像容器の内部側の空間と前記現像容器の外部側の空間とを隔てる隔壁であって、前記内部側の空間と前記外部側の空間とを連通させる連通穴を有する隔壁が設けられ、
   前記開口部から注入された前記充填剤は、前記連通穴の内周面に接触していることを特徴とする現像装置。
2. 前記開口部から注入された前記充填剤は、前記外部側の空間内に収まっていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を現像する請求項１又は２に記載の現像装置と、
   を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。

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