JP5460824B2 - カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置のカートリッジに関する。

従来、電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている（特許文献１参照）。ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置には、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（例えば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター等）、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。プロセスカートリッジとは、現像装置と、帯電手段又はクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。また、現像装置とは、現像剤（トナー）を収容した現像剤収納部と現像部材を具備した現像手段とを一体的に接合し、ユニット化したものである。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。このような理由から、プロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
特許文献１において、現像スリーブに担持された現像剤の量を規制する現像ブレードへの給電方法については以下のように記載されている。カートリッジが装置本体に装着されると、カートリッジのサイドカバーに設けられた現像接点部材が装置本体の本体接点部と接触する。現像接点部材は、現像ブレードの板金部に設けられた穴に係合した金属のバネと接触している。以上の構成によって、現像接点部材に装置本体から給電されることによって、金属のバネを介して現像ブレードに電圧が印加されることになる（段落０１３８参照）。

特開２００２−３２８５８４号公報

上述のようなカートリッジでは、現像接点部材がサイドカバーにかしめ等によって固定する必要があったり、金属のバネを現像接点部材と現像ブレードに取り付けたりする工数が発生する。

本発明の目的は、生産性の向上を図ることができる構造を備えたカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係るカートリッジは、画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
第１枠体と、
被給電部材と、
前記被給電部材を前記第１枠体に固定する、導電性を有する固定部材であって、前記被給電部材に電気的に接続する固定部材と、
前記第１枠体に設けられた凹部であって、前記凹部の内側に前記固定部材の一部である突出部が露出する凹部と、
前記凹部に導電性の溶融樹脂が注入されることによって形成された樹脂成形部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に設けられた給電部と前記固定部材を電気的に接続する樹脂成形部と、
を有する。

本発明によれば、生産性の向上を図ることができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の断面図。 本発明の実施例１に係る現像装置の構成図。 本発明の実施例１に係る現像装置の組立説明図。 本発明の実施例１に係る現像装置の組立説明図。 本発明の実施例１に係る現像装置の組立説明図。 本発明の実施例１に係る現像装置の組立説明図。 本発明の実施例１に係る現像装置の組立説明図。 本発明の実施例１に係る現像装置の組立説明図。 本発明の実施例２に係る現像装置の構成図。 本発明の実施例２に係る現像装置の構成図。 本発明の実施例２における軸受部材の構成図。 本発明の実施例２に係る現像装置の構成図。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて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る。すなわち、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。

（実施例１）
図１を参照して、画像形成装置全体の概略構成を記録媒体Ｐの流れに沿って説明する。図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の全体構成を示す模式的断面図である。画像形成装置本体Ａは、潜像データをスキャナ部１により、電子写真感光体である感光ドラム１０に潜像を形成させ、現像することにより、感光ドラム１０にトナー像が形成される。多数枚の記録媒体Ｐを収納可能な給紙カセット２が設けられており、給紙部３により記録媒体Ｐが１枚ずつ給紙される。給紙された記録媒体Ｐはレジストローラ４に搬送される。レジストローラ４により搬送されてきた記録媒体Ｐは、転写ローラ５によって感光ドラム１０からトナー像が転写される。続いて、定着部６に搬送され、定着ローラ７によってトナー像を定着される。画像を定着された後の記録媒体Ｐは、排出部８により排紙部９に排出される。

［プロセスカートリッジ］
本実施例に係るプロセスカートリッジＢは、感光体ユニットＣと、現像ユニット（現像装置）Ｄを一体的にカートリッジ化し、装置本体Ａに着脱可能（装着可能）としたものである。感光体ユニットＣは、感光体ドラム１０、帯電手段である帯電ローラ１１、クリーニング手段であるクリーニングブレード１２などを有する。現像装置Ｄは、現像手段としての現像ローラ２３、供給ローラ２２、現像ブレード（規制部材）２４、トナー収納部２０、及び現像容器（現像枠体）２１などを有する。本実施例において、現像手段は次のように現像を行うものである。まず、トナー収納部２０のトナーを供給ローラ２２の回転に
よって現像剤担持体である現像ローラ２３へ供給し、現像ブレード２４によって現像ローラ２３の表面に担持されるトナーの量を規制しトナー層を形成する。そして、そのトナーを静電潜像に応じて感光体ドラム１０へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。本実施例において、クリーニング手段は、転写ローラ５によってトナー像を記録媒体Ｐに転写した後の感光体ドラム１０に対し、クリーニングブレード１２によって感光体ドラム１０上に残留したトナーを除去するものである。クリーニングブレード１２は、そのエッジ部をカウンターの向きで感光体ドラム１０に当接するように設けられた弾性ブレード１２ａによって感光体ドラム１０上の残留トナーを掻き落としてクリーニング枠体１３へと集める。

［現像ユニット］
図２及び図３を参照して、本実施例に係る現像ユニット（現像装置）について説明する。現像ユニットＤは、前述のようにトナーと、トナーを収納するトナー収納部２０と、トナー供給ローラ２２、現像ローラ２３や現像ブレード２４などの現像手段を収納する現像容器２１で構成される。現像ブレード２４は、現像ローラ２３に当接する当接部２６と当接部２６を支持する金属製の支持板金２５とで構成されている。当接部２６はゴムや薄い金属など弾性のあるものが用いられる。本実施例及び従来例において、当接部２６は厚み０．０８ｍｍのステンレス鋼板を用いている。これらの部品で構成されている被給電部材としての現像ブレード２４は、第１枠体としての現像容器２１に、導電性材料からなる固定部材としてのビス５０で固定されており、現像ローラ２３、供給ローラ２２は、第２枠体としての軸受部材３１に支持されている。なお、現像ユニットＤは、上述したプロセスカートリッジの一部をなしているものもあれば、現像ユニットＤのみ独立して電子写真画像形成装置本体に着脱可能なものもある。

＜本実施例の構成＞
図２〜図８を参照して、本発明の実施例１に係る現像装置の構成について説明する。ここでは、特に、軸受部材３１の結合方法及び、現像ブレード２４へ印加するための電気経路に関する構成について、現像ブレード２４及び軸受部材３１の組み付けの作業順序とともに詳細に説明する。図２は、本実施例の現像ユニットの斜視図である。また、図３〜図８は、それぞれ本実施例に係る現像ユニットの組立説明図であり、現像ユニットの組み立ての様子を順に示したものである。なお、ここではトナーの充填や供給ローラの組み付け等は完了した状態の現像容器２１への部品の組み付けから説明する。

（１）現像ブレードの組み付け（図３、図４）
図３は、現像容器２１と現像ブレード２４とを分解して示す分解斜視図であり、軸受部材３１は取り付けられていない状態である。図４は、現像容器２１に現像ブレード２４が取り付けられた状態における側面図であり、軸受部材３１は取り付けられていない状態である。まず、現像容器（第１枠体）２１に２か所設けた取り付け座面２７に現像ブレード２４をビス５０にて固定する。ここで、一方のビス穴２７ａは、現像容器２１における軸受部材３１との接合面に設けられた接合部としての凹部３２に貫通しており、本ビス５０の締め付けが完了する位置では、図４のように、ビス先端５１が凹部３２の空間に突き出た状態となる。

（２）軸受部材の組み付け（図５、図６）
図５は、軸受部材が現像容器に取り付けられる前の様子を示す斜視図である。図６（ａ）は、軸受部材３１が取り付けられた状態における現像ユニットの側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ矢視断面図であり、特に注入部３３付近の断面を示す図である。軸受部材３１は、現像ローラ２３の軸端部を軸支持する軸受部３１ｄと供給ローラ２２を軸支持する軸受部３１ｅ、現像容器２１に対する位置決め部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、及び、溶融樹脂を注入するための注入部３３が設けられている。軸受部材３１の材質には、摺動性にすぐれる樹脂（例えばポリアセタール樹脂など）が用いられる。注入部３３は、
注入口３３ａ、樹脂流路部３３ｂ、樹脂流路部３３ｂより径の大きい樹脂流路部３３ｃ、樹脂流路部３３ｂと樹脂流路部３３ｃとの間の段差部３５、注入ノズル部３４が設けられている。注入口３３ａから注入ノズル部３４までの構成はすべて溶融樹脂の流路となっており、軸受部材３１を貫通し、凹部３２と注入口３３ａとを連通する連通孔３３ｂである樹脂流路部３３ｂ１、３３ｂ２を形成している。かかる流路と、凹部３２と、凹部３２の内側に露出するビス５０の先端５１と、により樹脂材料の充填空間が形成される。本軸受部材３１の現像容器２１への組み付けは、軸受部材３１の位置決め部３１ａ、３１ｂ、３１ｃを、現像容器２１の位置決め部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ（図３）に係合させて組み付ける。このとき、注入ノズル部３４が現像容器２１の凹部３２に内包される状態となる。

（３）軸受部材の結合（図７、図８）（導電性樹脂の注入）
図７は、導電性樹脂の注入の様子を示す模式的断面図である。図８は、成形後の樹脂成形部周辺の模式的断面図である。樹脂注入装置のノズル先端５２を注入口３３ａに当接させて、凹部３２の空間へ溶融した導電性樹脂４０ｂ（網掛け部）を適量注入する。なお、樹脂の流れの向きは矢印Ｙ方向である。注入された導電性樹脂４０ｂは注入後すぐに固化（硬化）して樹脂成形部４０となり、現像容器２１への軸受部材３１の結合作業は完了する（図７）。図８に示すように、樹脂成形部４０において現像容器２１の凹部３２全域に樹脂が注入されて形成された部分は、固定部材の突出部としてのビス先端５１の全周で樹脂が冷え固まることにより、ビス５０に対して結合がなされる。ビス先端５１が樹脂成形部４０の抜け止めストッパーとして機能しているためである。即ち、ビス５０は現像容器２１と締結されているため、樹脂成形部４０の係合部４０ｃがビス先端５１と係合することで樹脂成形部４０は現像枠体２１に対しても固定される状態である。一方、樹脂成形部４０における軸受部材３１の段差部３５付近の部分は、段差をもった形状に成型されている。この段差形状は、軸受部材３１が組み付け方向とは反対の方向に抜けるのを防止するストッパーとして機能する。

以上を総合すると、連通孔３３ｂの軸線と直交する方向において、連通孔３３ｂの軸線と直交する断面の大きさは、注入口側と凹部側とで異なっている。すなわち、凹部３２と注入口３３ａとを連通する連通孔３３ｂにおける凹部３２側の断面の大きさが、該連通孔３３ｂにおける注入口側及び凹部３２の断面の大きさよりも狭い構成となっている。これにより、現像容器２１に樹脂成形部４０が固定され、その樹脂成形部４０から軸受部材３１が外れない状態になっているため、現像容器２１に対して軸受部材３１の結合がなされているのである。

なお、導電性樹脂４０ｂは冷えて固化する際に微小に収縮する。これを利用し、ビス５０の周りの樹脂と段差部３５の間の樹脂が縮む、つまり２つのストッパー間に存在する樹脂が縮むことで、ストッパー同士が互いに引っ張り合う状態となる。これにより軸受部材３１と現像枠体２１との密着性が高まり、ガタのない固定状態を保つことができる。特に、上記連通孔３３ｂの延びる方向に対してビス５０が充填空間内において略直交する方向（交差する方向）に突出する構成とすることで、より強固な固定状態を形成することができる。

以上説明したように、凹部３２に注入された導電性樹脂４０ｂが固化して形成される樹脂成形部４０によって現像容器２１と軸受部材３１の結合が行われる。そして、この結合と同時に、現像ブレード支持板金２５と金属製のビス５０との接触、及びビス５０と樹脂成形部４０との接触により、現像ブレード支持板金２５から樹脂成形部４０まで電気的経路（導通経路）も形成される。このとき、ビス先端５１全周に回り込んだ導電性樹脂４０ｂが冷えて固化するとき、前述同様収縮が起こることで、ビスに対して樹脂成形部４０が密着し、安定した接点圧を発生させることができる。よって、ビス５０と樹脂成形部４０間の確実な導通性能を保つことができる。

本実施例では導電性樹脂としてカーボンブラックを約１０％含むポリアセタールを使用している。カーボンブラックを使用した背景には、生産装置へのダメージ（摩耗等）を極力減らすことにあるが、カーボンファイバー、他の金属系添加剤等でも構わない。

以上のように形成された電気的経路を利用し、樹脂成形部４０の注入端（接触部）４０ａに、画像形成装置本体からの給電接点（不図示）を接触させることで、現像ブレード２４への電圧印加を行うことが可能となる。このように、本実施例によれば、軸受部材の固定部分が、現像ブレードへの電圧印加のための電気的経路として機能することで、従来の金属製の接点部材を使用した現像ユニットに比べ、接点部材のコストダウンや生産性の向上を図ることができる。また、軸受部材の接合部（固定部）と電気的経路が同じ箇所でなされることによる省スペース化を図ることができる。

（実施例２）
図９〜図１２を参照して、本発明の実施例２に係る現像装置について説明する。ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明し、説明しない事項については実施例１と共通するものとする。本実施例では、本体の給電接点と接触する接触面の面積を実施例１よりも広く確保した場合の構成とした。これは、現像ローラの回転による現像剤の劣化を防止する目的で、非画像形成時に現像ローラを感光体ドラムから離間させるため、現像装置を感光体ドラムに対して画像形成装置本体内で揺動させる場合に必要な一般的な形態の１つである。揺動構成の具体的な説明は従来例により公知の構成であり省略するが、現像装置の揺動の軌跡に合わせて、画像形成装置本体の給電接点と、給電接点が接触する接触面とが、常に接触し続けなければならない。したがって、接触面の面積を確保する必要がある。また、本体の給電接点と摺動するため、その表面は平滑である必要もある。

図９は、本発明の実施例２に係る現像装置の構成図であり、軸受部材４２周辺の構成を示す斜視図である。実施例では、図９に示すように、本体給電接点とのカートリッジ側接点部である接触面４１ｂが平滑で且つある程度広い面積が必要な場合に対応した軸受部材４２とした。

次に図１０を用いて軸受部材４２の構成を説明する。図１０は、本発明の実施例２における軸受部材の構成図であり、（ａ）は軸受部材４２の斜視図、（ｂ）は成形後の接点部４１のみを示す斜視図である。本実施例において、軸受部材４２は、２種類の樹脂材を用いた２色成形で形成されている。本軸受部材４２は、まず実施例１と同じ摺動性の良好な樹脂にて軸受部材４２本体部を成形し、次に連続して導電性樹脂を用いて接点部４１を成形したものである。図１０（ｂ）は接点部４１のみを表したものである。接点部４１は、平滑で十分な面積を確保した、本体給電接点との接触面４１ｂと、実施例１の軸受部材３１と同様な形状を有する注入口４１ａ、段差部４１ｅ及び注入ノズル部４１ｃとを有し、これらを接続する接続部４１ｄが一体的に形成されている。この接点部４１は導電性樹脂を用いていることから、どの部分においても導通をとることができる。

図１１は、本発明の実施例２に係る現像装置の構成図であり、（ａ）は、現像ユニットの側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ矢視断面図であり、導電性樹脂の注入前の様子を示している。図１２は、本発明の実施例２に係る現像装置の構成図であり、（ａ）は、現像ユニットの側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ矢視断面図であり、導電性樹脂の注入後の様子を示している。この軸受部材４２の現像容器２１への結合は実施例１と同様である。図１１のように、現像ブレード２４がビス５０にて取り付けられた現像容器２１に、軸受部材４２を組み付けることで、凹部３２が形成される。そして、注入口４１ａから導電性樹脂を注入することで、軸受部材４２の現像容器２１への結合が完了する（図１２）。樹脂成形部４０と接点部４１は同じ導通性樹脂である。したがって、接触部４１ｂから
順に、接続部４１ｄ、ノズル形状部４１ｃ、樹脂成形部４０、ビス５０、現像ブレード２４の支持板金２５と電気的経路が形成される。これにより、本体給電接点から現像ブレード２４へ電圧を印加することが可能となるのである。

以上説明したように、現像装置が揺動する場合に対応した軸受部材の接点構成と結合方法により、軸受部材の結合と電気的経路の形成を同時に同じ箇所で行うことができる。本実施例においても、実施例１と同様に、従来の金属製の接点部材を使用した現像ユニットに比べ、接点部材のコストダウン及び、軸受部材の接合部（固定部）と電気的経路が同じ箇所でなされることによる省ペース化を図ることができる。

なお、実施例１、実施例２ともに本発明の軸受部材構成を現像装置に適用した例を示したが本発明を適用可能な構成はこれに限られない。例えば、感光体ドラムや感光体ドラムを軸支持する軸受部材、クリーニングブレード（クリーニング部材）やクリーニング枠体及びクリーニング枠体側面のカバー部材などを有する感光体ユニットにも適用可能である。また、これらの現像装置や感光体ユニット両方を有するプロセスカートリッジにおいても同様に適用できる。

Ａ…画像形成装置本体、Ｂ…プロセスカートリッジ、Ｄ…現像ユニット、２１…現像容器、２４…現像ブレード、２５…支持板金、３１…軸受部材、４０…樹脂成形部、５０…ビス

Claims (11)

1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
   第１枠体と、
   被給電部材と、
   前記被給電部材を前記第１枠体に固定する、導電性を有する固定部材であって、前記被給電部材に電気的に接続する固定部材と、
   前記第１枠体に設けられた凹部であって、前記凹部の内側に前記固定部材の一部である突出部が露出する凹部と、
   前記凹部に導電性の溶融樹脂が注入されることによって形成された樹脂成形部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に設けられた給電部と前記固定部材を電気的に接続する樹脂成形部と、
   を有するカートリッジ。
2. 前記固定部材はビスであり、前記突出部は前記ビスの先端である請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記カートリッジは、前記第１枠体に取り付けられた第２枠体を有し、前記凹部に樹脂を注入する注入口は前記第２枠体に設けられている請求項１又は２に記載のカートリッジ。
4. 前記カートリッジは、前記第１枠体に取り付けられた第２枠体を有し、前記給電部が接触する接触部は、前記第２枠体を貫通して前記第２枠体から露出している前記樹脂成形部の端部である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
5. 前記給電部が接触する接触部は、前記注入口から露出している請求項３に記載のカートリッジ。
6. 前記第２枠体は、前記凹部と前記注入口を繋ぐ連通孔を有する請求項３に記載のカートリッジ。
7. 前記連通孔の軸線と直交する断面の大きさは、前記連通孔の軸線の方向において前記凹部側が前記注入口側よりも小さい請求項６に記載のカートリッジ。
8. 前記樹脂成形部は、前記突出部と係合し前記凹部から外れるのを防止する係合部を有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカートリッジ。
9. 前記被給電部材は、感光体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材である請求項１乃至８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
10. 前記被給電部材は、感光体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材である請求項１乃至８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
11. 前記第２枠体には、前記注入口と前記給電部が接触する接触部を有する接点部であって、導電性樹脂で一体成形された接点部が設けられている請求項３に記載のカートリッジ。

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