JP5661954B2 - Developer container and process cartridge - Google Patents
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Description
本発明は、現像剤収容器、その現像剤収容器を備えるプロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to a developer container and a process cartridge including the developer container.
従来、現像剤(トナー)を収容する現像剤収容器の枠体に設けられる孔に、トナー攪拌部材や、これに回転駆動力を伝達する駆動軸などの回転体が挿入される現像剤収容器が知られている。このような現像剤収容器において、孔と回転体との間の環状隙間をシールするシール部材が用いられるものが知られている(特許文献1参照)。例えば、孔内周面に、トナーシール(一般的には、オイルシールとして用いられているもの)を圧入することにより、孔の内周面と駆動軸の外周面との間の環状隙間をシールする技術が知られている。このトナーシールは、駆動軸の外周面に摺接する突出部を有しており、この突出部の先端が駆動軸の外周面に対して所定の侵入量を有することにより環状隙間をシールしている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a developer container in which a rotating member such as a toner agitating member or a drive shaft that transmits a rotational driving force is inserted into a hole provided in a frame of a developer container that stores a developer (toner). It has been known. In such a developer container, there is known one using a seal member for sealing an annular gap between a hole and a rotating body (see Patent Document 1). For example, a toner seal (generally used as an oil seal) is press-fitted into the inner peripheral surface of the hole to seal the annular gap between the inner peripheral surface of the hole and the outer peripheral surface of the drive shaft. The technology to do is known. The toner seal has a protrusion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the drive shaft, and the tip of the protrusion has a predetermined intrusion amount with respect to the outer peripheral surface of the drive shaft, thereby sealing the annular gap. (See Patent Document 1).
しかしながら、トナーシールを孔内に圧入する構成においては、トナーシールの配置位置精度が低かったり、トナーシールが傾いてしまったりするなど装着状態が安定しない。そのため、シール性能が安定しない問題がある。 However, in the configuration in which the toner seal is press-fitted into the hole, the mounting state is not stable, for example, the positional accuracy of the toner seal is low or the toner seal is inclined. Therefore, there is a problem that the sealing performance is not stable.
そこで、本発明は、シール性能の安定化を図った現像剤収容器、及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a developer container and a process cartridge in which sealing performance is stabilized.
上記目的を達成するための代表的な本発明は、現像剤を収容する現像剤収容器において、
前記現像剤収容器を構成する、孔が設けられる枠体と、
前記孔を貫通する、回転可能な回転体と、
前記孔の内周面と前記回転体の外周面との間の隙間を封止し現像剤が現像剤収容器の外側に漏れるのを防ぐ、前記枠体に射出成形されたシール部材であって、前記孔の内側に向かって突出し、前記回転体の外周面に接触する突出部と、前記内周面と接触する、前記突出部が突出する基部を有するシール部材と、
を有し、
前記内周面には、前記シール部材が前記孔に対して前記回転体の回転方向に回転するのを規制するために前記基部と係合する溝又は突起が設けられていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための他の本発明は、現像剤を収容する現像剤収容器において、
前記現像剤収容器を構成する、孔が設けられる枠体と、
前記孔を貫通する、回転可能な回転体と、
前記孔の内周面と前記回転体の外周面との間の隙間を封止し現像剤が現像剤収容器の外側に漏れるのを防ぐ、前記回転体に射出成形されたシール部材であって、前記外周面から突出し、前記孔の内周面に接触する突出部を有するシール部材と、
を有し、
前記外周面には、前記シール部材が前記外周面に対して前記外周面の周方向に移動するのを規制するために前記シール部材と係合する溝又は突起が設けられていることを特徴とする。
A typical present invention for achieving the above object is a developer container for storing a developer.
A frame which is provided with a hole and constitutes the developer container;
A rotatable rotating body that penetrates the hole;
A seal member injection-molded on the frame body that seals a gap between the inner peripheral surface of the hole and the outer peripheral surface of the rotating body and prevents the developer from leaking to the outside of the developer container; A projecting portion that projects toward the inside of the hole and that contacts the outer peripheral surface of the rotating body; and a seal member that contacts the inner peripheral surface and has a base that projects the projecting portion ;
Have
The inner peripheral surface is provided with a groove or a protrusion that engages with the base to restrict the seal member from rotating in the rotation direction of the rotating body with respect to the hole. .
Another aspect of the present invention for achieving the above object is a developer container for storing a developer,
A frame which is provided with a hole and constitutes the developer container;
A rotatable rotating body that penetrates the hole;
A seal member injection-molded on the rotating body that seals a gap between the inner peripheral surface of the hole and the outer peripheral surface of the rotating body and prevents the developer from leaking to the outside of the developer container. A sealing member that protrudes from the outer peripheral surface and has a protruding portion that contacts the inner peripheral surface of the hole;
I have a,
The outer peripheral surface is provided with a groove or a protrusion that engages with the seal member to restrict the seal member from moving in the circumferential direction of the outer peripheral surface with respect to the outer peripheral surface. To do.
本発明によれば、シール性能の安定化を図ることができる。 According to the present invention, the sealing performance can be stabilized.
まず、図1を用いて、本発明の実施例に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図1は、本発明の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。本実施例においては、画像形成装置の一例として、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザビームプリンタを用いて説明する。ただし、本発明は、これに限定するものではなく、モノカラープリンタ、複写機、ファクシミリ等の他の画像形成装置に適用可能である。 First, the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, as an example of an image forming apparatus, a full color laser beam printer adopting an inline method and an intermediate transfer method will be described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other image forming apparatuses such as a monocolor printer, a copying machine, and a facsimile.
本発明の実施例に係る画像形成装置は、複数の画像形成部として、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各色の画像を形成するための画像形成部SY、SM、SC、SKを有している。それぞれの画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、特に区別しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Y、M、C、Kは省略して説明する。また、本実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定するものではない。 The image forming apparatus according to the embodiment of the present invention includes, as a plurality of image forming units, image forming units SY, SM, SC, and SK for forming images of each color of yellow Y, magenta M, cyan C, and black K. Have. The configuration and operation of each image forming unit are substantially the same except that the color of the image to be formed is different. Therefore, unless otherwise distinguished, the subscripts Y, M, C, and K given to the reference numerals in order to indicate the elements provided for any of the colors will be omitted. Further, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the present embodiment do not limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
図1に示すように、本発明の実施例に係る画像形成装置は、主な構成要素として、感光体ドラム1と、帯電ローラ2と、露光装置3と、現像装置4と、転写装置5と、クリーニング装置6と、定着装置7と、を備える。
As shown in FIG. 1, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
現像装置4は、現像部材としての現像ローラ41と、現像ブレード42と、現像剤収容器としてのトナー収容器43と、を備えている。トナー収容器43は、非磁性一成分現像剤としてのトナーを収容しており、トナーを攪拌し、搬送するためのトナー攪拌ユニット
44(図3参照)を備えている。現像ローラ41は、トナー収容器43に回転可能に支持されている。現像ローラ41に担持されるトナーの層厚を規制する現像ブレード42は、トナー収容器43に締結されており、現像ローラ41と当接して設けられている。
The developing device 4 includes a developing
転写装置5は、主な構成要素として、一次転写ローラ51と、二次転写ローラ52と、中間転写ベルト53と、を備えている。中間転写ベルト53は、無端状のベルトで形成され、全ての感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに当接するように設けられている。また、中間転写ベルト53は、駆動ローラ54と、二次転写対向ローラ55と、従動ローラ56に支持されることで架け渡されており、図1中の矢印B方向に循環移動する。また、一次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kは、中間転写ベルト53の内周面側に各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの間でベルトを挟むように並設されている。
The
クリーニング装置6は、感光体ドラム1上に残留したトナーを除去するクリーニングブレード61と、除去されたトナーを収容する現像剤収容器としての廃トナー容器62と、を有する。クリーニングブレード61は、感光体ドラム1に当接して設けられている。
The cleaning device 6 includes a
次に、図2を用いて、本発明の実施例に係るプロセスカートリッジについて説明する。図2は、本発明の実施例に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。本実施例においては、感光体ドラム1と、帯電ローラ2と、現像装置4と、クリーニング装置6とが一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジを形成している。そして、このプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に設けられる装着ガイド、位置決め部材等の装着手段を介して、画像形成装置本体に着脱可能となっている。画像形成装置本体には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを収容する現像装置4を備える4つのプロセスカートリッジが着脱可能に備えられている。
Next, a process cartridge according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a process cartridge according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the
次に、特に図1を参照して、本実施例に係る画像形成装置の画像形成動作について説明する。まず、帯電ローラ2が、感光体ドラム1の表面を一様に帯電する。そして、露光装置3が、画像情報に基づいてレーザ光を感光体ドラム1上に照射することにより、感光体ドラム1上に静電潜像を形成する。さらに、現像ローラ41が、トナー収容器43内のトナーを感光体ドラム1上に供給することにより、静電潜像が可視化され、感光体ドラム1上にトナー像が形成される。そして、一次転写ローラ51が、感光体ドラム1上に形成されたトナー像を中間転写ベルト53上に一次転写する。一方、給紙カセット8内に収容される紙などのシート材Sが、給紙ローラ81によって1枚ずつ分離され、給送される。給送されたシート材Sは、レジストローラ対82によって、二次転写ローラ52に搬送される。そして、中間転写ベルト53上に一次転写されたトナー像が、二次転写ローラ52によってシート材S上に二次転写される。さらに、シート材S上に転写されたトナー像が、定着装置7において、加熱かつ加圧され、永久画像としてシート材に定着される。その後、シート材Sは、排出ローラ対83によって、画像形成装置の外部へと排出される。
Next, with reference to FIG. 1 in particular, the image forming operation of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described. First, the
また、感光体ドラム1から中間転写ベルト53にトナー像が一次転写された後、クリーニング装置6におけるクリーニングブレード61が、感光体ドラム1上に残留したトナーを除去する。そして、除去されたトナーは、廃トナー容器62内に落下する。
Further, after the toner image is primarily transferred from the
(実施例1)
次に、図3乃至図7を用いて、実施例1に係るトナー収容器について説明する。図3は、実施例1に係るトナー収容器の構成を示す概略断面図である。図4は、実施例1に係るシール構成を示す概略断面図である。図5は、従来例に係るシール構成を示す概略断面図である。図6は、駆動軸が傾いた状態を説明する説明断面図である。図7は、シール部材の突出部(リップ部)の形状の例を示す概略断面図である。
Example 1
Next, the toner container according to
図3に示すように、トナー収容器43の枠体43aには、回転体としての駆動部材20と、トナー攪拌ユニット44とが、枠体43aに設けられる孔45を介して組み付けられている。駆動部材20は、孔45を貫通する回転体本体部としての駆動軸20aを有する。トナー攪拌ユニット44は、回転軸46と、その回転軸46に設けられるトナー攪拌シート47とを有している。回転軸46は、一端に設けられた被係合部46aに駆動軸20aの係合部20bが嵌め込まれることにより、トナー収容器43の枠体43a内に保持されている。
As shown in FIG. 3, the driving
また、枠体43aには、孔45と中心軸が一致する円筒状の軸受部49が、枠体43aの外側に向かって突出するように設けられている。また、駆動部材20は、回転体本体部としての駆動軸20aと、駆動軸20aの端部に繋がるように設けられ、かつその内周面が軸受部49の外周面に接触し摺動する円筒部20dとを有している。そして、駆動部材20からの回転駆動力が、トナー攪拌シート47に伝達され、トナー収容器43内のトナーが感光体ドラム1上に攪拌、搬送される。また、本実施例においては、駆動部材20への駆動伝達手段は、歯車(不図示)を用いている。その他の駆動伝達手段としては凹凸を有するカップリング等でも良い。
The
次に、図4を用いて、実施例1の特徴部であるシール構成について説明する。枠体43aに設けられた孔45の内周面と駆動軸20aの外周面との間の環状隙間からトナー収容器43a内に収容されるトナーが枠体43aの外部に漏れる場合がある。そこで、実施例1においては、環状のシール部材10を、枠体43aに設けられる円筒状の軸受部49の内周面側に直接に成形している。すなわち、シール部材10が、枠体43aに一体成形される構成を採用している。
Next, referring to FIG. 4, a seal configuration that is a characteristic part of the first embodiment will be described. The toner accommodated in the
シール部材10は、駆動軸20aの外周面に接触し摺動する突出部10aを有している。突出部10aは、孔45の内周面と接触する基部10gから突出している。このシール部材10が、孔45と駆動軸20aの間の環状隙間を封止することで、トナー収容器43内に収容されるトナーが外部へ漏れることを防止している。なお、実施例1においては、駆動部材20が有する駆動軸20aが孔45を貫通する構成としたが、トナー攪拌ユニット44が有する回転軸46が孔45を貫通する構成としてもよい。この場合においては、シール部材10は、孔45の内周面と回転軸46の間の環状隙間をシールすることとなる。また、シール部材10は、軸線方向の一端側に第一の規制部である抜け止め部10cと、軸線方向の他端側に第二の規制部である抜け止め部10dを有する。抜け止め部10c、10hは、孔45の内径よりも径方向で外側に延びているので、シール部材10は孔45の軸線方向の移動が規制され、孔45から抜けることを防止している。
The
実施例1に係るシール構成においては、シール部材10が、枠体43aに設けられた円筒状の軸受部49の内周面に、射出成形によって一体成形される。このように、シール部材10を射出成形により枠体43aに一体成形することによって、成形用の型を変更することで、シール部材10の突出部10aの位置や形状を自由に調整することができる。
In the seal configuration according to the first embodiment, the
従来、トナー収容器43に収容されるトナーが枠体43a外部に漏れるのを防止するために用いられていたシール構成は、図5に示すように、孔45の内周面と駆動軸20aの間の環状隙間にシール部材50を圧入するものであった。すなわち、シール部材50は、枠体43aに一体成形されるものではなかった。このような構成においては、中空形状のシール部材50が圧入時に変形してしまうのを防止するため、シール部材50に、剛性の高い金属環80を入れたものが採用されている。そのため、シール部材50を圧入する軸受部49の内径φLとして、金属環80と圧入しろを含めたシール部材の外径が挿入可能な径を確保する必要があり、装置の大型化を招く原因となっていた。また、シール部材50と軸受突起部49内周面との圧入が適正範囲よりも強い場合、軸受突起部49が変形す
ることによって軸受け部49の外周面49aと駆動部材20の内周面20cとの嵌合精度が悪化する。そのため、前記シール部材50の圧入しろを慎重に管理する必要があった。
Conventionally, as shown in FIG. 5, the seal configuration used to prevent the toner stored in the
次に、図6を用いて、駆動軸の軸倒れについて、実施例1と従来例とを比較しながら説明する。図6において、実施例1に係るシール部材を実線で示し、従来例に係るシール部材を点線で示す。ここで、実施例1において、駆動部材20を介したトナー攪拌部材47への駆動伝達には歯車(不図示)が用いられており、歯車の噛み合い力により、駆動軸20aに、回転軸の軸線方向から傾く方向の力が働く場合がある。そして、実施例1においては、駆動部材20と枠体43aは樹脂からなり、駆動部材20の円筒部20dの内周面20cと軸受部49の外周面49aの摺動部においては、所定のクリアランスを有している。それらの要因によって、駆動軸20aが揺動し、傾いてしまう場合がある。駆動軸20aが傾いてしまうと、駆動軸20aに対するシール部材10の突出部10aの侵入量を一定に保てなくなり、シール性が不安定になってしまう。ここで、駆動軸20aが傾いた場合においても、出来るだけ揺動中心Oに近い位置で突出部10aと駆動軸20aが接触し摺動するように突出部10aを配置すると、軸の傾きの影響による侵入量の不安定化を抑制することができる。従来例のトナーシールを圧入する構成においては、枠体43aの外壁であって孔周辺に設けた突き当て面43bに、トナーシール50を突き当てることで、トナーシール50の軸方向における位置を規定している(図5参照)。軸方向における突き当て面43bの厚みを厚くすることで、軸方向における突出部50aの位置を自由に調整することも考えられるが、突き当て部43bの厚みを厚くするとヒケを生じやすくなることによりシール性が不安定になる等の別の課題が生じてしまう。
Next, the tilting of the drive shaft will be described with reference to FIG. 6 while comparing the first embodiment with the conventional example. In FIG. 6, the sealing member according to the first embodiment is indicated by a solid line, and the sealing member according to the conventional example is indicated by a dotted line. Here, in the first embodiment, a gear (not shown) is used for driving transmission to the
図6に示すように、駆動軸20aが、傾き前の軸中心Xに対して傾いた場合、軸中心X方向において、揺動中心O(傾きによる変位量が0の点)から離れるほど、軸中心Xから傾き後の軸中心Yへの変位量が大きくなる。図6に示すように、実施例1においては、突出部10aは、軸受部49の先端部近傍から枠体43a内部に向かって延びるように成形されている。そのため、従来例に比較して、突出部10aが駆動軸20aに接触し摺動する位置が、軸中心Xの軸方向において揺動中心近傍に配置されることとなる。このため、実施例1にかかるシール構成においては、従来例に比較して、安定的に侵入量を維持することができ、シール性を高いといえる。なお、軸中心Xの軸方向において、突出部10aが駆動軸20aに接触し摺動する位置のうち最も理想的な位置は、揺動中心O上である。この位置に配置される場合、駆動軸20aが傾いても、駆動軸20aに対する突出部10aの侵入量は変化せず、安定性の高いシールを実現することができる。
As shown in FIG. 6, when the
従来例においては、トナーシールを圧入することにより位置決め固定していたため、枠体43aに対するトナーシール50及び突出部50aの位置決め精度が必ずしも十分とは言えなかった。また、トナーシール50が傾いた状態で圧入されてしまうことがあり装着状態の安定性が低かった。この場合には、枠体43aに対する突出部50aの位置が大きくずれてしまう。これらのことから、突出部の侵入量が不安定になっていた。これに対し、本実施例によれば、枠体43aに対してシール部材10を一体成形しているため、枠体43aに対する突出部10aの位置決め精度を極めて高くすることができる。従って、突出部10aの接触位置を高い精度で設定でき、上記の通り、駆動軸20aの揺動中心に近い位置で摺接させることで、使用時においても、侵入量を安定化させることができる。
In the conventional example, since the toner seal is positioned and fixed by press-fitting, the positioning accuracy of the
次に、実施例1に係るシール部材の形状、材料について説明する。実施例1において、シール性の観点から、シール部材10の突出部10aの厚みは、0.2〜2.0mmが好適である。また、突出部10aの形状は、軸方向において当接箇所が一箇所のシングルリップ形状でなくとも、図7(a)に示すように、複数の凹凸があって複数個所で駆動軸20aに当接する形状であってもよい。また、図7(b)に示すように、駆動軸20aの孔45への挿入動作によって、突出部10aが追従し、二重にシールするような形状であっ
てもよい。
Next, the shape and material of the sealing member according to the first embodiment will be described. In Example 1, the thickness of the protruding
シール部材10の材料としては、JIS−K6253によるデュロメータ硬度がタイプAで30〜80程度のもので永久変形しにくいものが好ましく、70度での圧縮永久ひずみが50%以下のものが好適である。実施例1においては、シール部材10の材料として熱可塑性エラストマ樹脂を用いた。
The material of the
プロセスカートリッジを材料リサイクルする際、シール部材10をトナー収容器43の枠体43aから物理的に分離する工程が必要となる。枠体43aに使用される樹脂と比重が異なる材料をシール部材10に使用することで、比重選別により容易に分離することが可能となる。また、枠体43aに使用される樹脂のベースとなる材料と、シール部材10に使用される材料とを同じものにすると、シール部材10を枠体43aと分離することなく枠体43aと一緒にリサイクルすることが可能となる。例えば、枠体43aにスチレン系の樹脂であるポリスチレン等が使用された場合は、シール部材10にスチレン系のエラストマを用いると、リサイクル時に分離しなくても材料をリサイクルすることができる。また、シール部材10として発泡ウレタンフォームを用いた場合、駆動軸20aとの摺動部に摺動性を付与し、シール性を維持するためにグリスを塗布した状態で用いられる。この場合、グリスの粘度によっては、グリス塗布装置内への気泡混入による塗布量ばらつきや、グリスの飛び散りによる他の部品への付着といった問題が懸念されていた。したがって、グリス塗布装置内に気泡が混入しないよう、脱泡処理や塗布量の管理を慎重に行う必要があった。これに対し、本実施例によれば、摺動軸20aとの摺動特性が良好である材料を選択することで、摺動部にグリスを使用することなくシール性を維持することが可能である。
When the process cartridge is recycled, a process of physically separating the
次に、図8乃至図10を用いて、実施例1に係るシール部材の成形工程について説明する。図8は、実施例1に係るトナー収容器に成形金型を型締めした状態の概略断面図である。図9は、シール部材の成形金型を示す概略断面図である。図10は、成形状態を安定化したシール部材の概略断面図である。 Next, the molding process of the seal member according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a state in which a molding die is clamped to the toner container according to the first embodiment. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a molding die for the seal member. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a sealing member whose molded state is stabilized.
まず、図8(a)に示すように、トナー収容器43の枠体43aの外側に設けた第一成形型70と、トナー収容器43の枠体43aの内側に設けた第二成形型71によって、枠体43aを挟んだ状態で所定の力で型締めを行う。実施例1において、枠体43aは、嵌合部70aで第一成形型70に位置決めされている。また、第一成形型70と第二成形型71は嵌合部70bと被嵌合部71bで位置決めされている。この時、第一成形型70は、軸受部49端面に周状に当接しており、第二成形型71は、枠体43aの内壁に周状で当接している。
First, as shown in FIG. 8A, a first molding die 70 provided outside the
次に、図8(b)に示すように、型締めされた状態の第一成形型70に設けられた注入口70cに樹脂成形装置の注入ノズル72を枠体43aの外側から当接させる。そして、シール部材10となる熱可塑性エラストマ樹脂を注入ノズル72から図8(b)のY方向に注入すると、枠体43a及び2つの成形型70、71によって形成された閉空間に樹脂が流し込まれる。この時、樹脂を所定圧力で注入することにより、成形状態を安定化させている。また、駆動軸20aの挿入側上流において、シール部材10には、孔45の内径よりも径が大きい規制部である抜け止め部10cが形成される。これにより、シール部材10が枠体43aの内部方向に脱落することを防止することができる。なお、抜け止め部は、枠体43aの内壁面側に形成してもよし、内壁面と外壁面の両方に形成してもよい。なお、成形金型の型締めにおいて、図8に示したように、第一成形型70と第二成形型71を凹凸形状で係合させるもの限らず、図9(a)に示すように、第一成形型70と第二成形型71を面で当接させるものでも良い。また、図9(b)に示すように、第二成形型71の一部にバネ等で弾性(コンプライアンス)を持たせるような構成にしても良い。ま
た、前述したようにシール部材10となる熱可塑性エラストマ樹脂を注入ノズル72から図8(b)のY方向に注入することによって、シール部材10にはゲート部10bが形成される。また、図8(b)に示すように、基部10gの端面において抜け止め部10cが設けられた領域にゲート部10bを配置する構成とすることにより、シール部材10の小型化が可能となる。すなわち、注入ノズル72のゲート径φMに合わせて基部10g自体の寸法をゲート径φMに合わせて大きくしたりする必要がない。
Next, as shown in FIG. 8B, the
また、実施例1においては、所定の閉空間に所定圧で樹脂を注入させているが、図10に示すように、一定量の樹脂を注入する場合には、樹脂の流路末端に開口を設け、余剰な樹脂をバッファ部10dとして逃がすようにしてもよい。このようにシール部材10に抜け止部(第二の規制部)としてのバッファ部10dを設けることによって、シール部材10が枠体43aの外部方向に脱落することを防止することができる。
Further, in the first embodiment, the resin is injected into the predetermined closed space at a predetermined pressure. However, as shown in FIG. 10, when a fixed amount of resin is injected, an opening is formed at the end of the resin flow path. It is also possible to provide excess resin as the
以上説明した通り、実施例1においては、孔45と駆動軸20aの間の環状隙間から、トナー収容器43内に収容されるトナーが、枠体43a外部に漏れることを抑制することができる。また、実施例1においては、射出成形によって枠体43aにシール部材10を一体成形することにより、突出部10aの駆動軸20aに対する侵入量の安定性を保つことができ、高いシール性を維持することができる。また、突出部10aの接触位置を駆動軸20aの揺動中心Oの近傍に設定することで、駆動軸20aに対する突出部10aの侵入量を安定させることができ、駆動軸20aの軸倒れによるシールの不安定化を抑制することができる。また、実施例1においては、シール部材10に円環状の金属を用いることが不要であるため、部品数の削減、現像装置4及びそれを備えるカートリッジの小型化を実現することができる。
As described above, in the first exemplary embodiment, it is possible to prevent the toner stored in the
(実施例2)
次に、実施例2について、図11、図12を用いて説明する。図11は、実施例2に係るシール構成を示す概略断面図である。実施例1においては、シール部材10をトナー収容器43の枠体43aに一体成形する構成をとったのに対して、実施例2においては、シール部材10を駆動部材20が有する駆動軸20aに一体成形する構成をとることを特徴とする。その他の構成及び作用については実施例1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Example 2)
Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a seal configuration according to the second embodiment. In the first embodiment, the
図11に示すように、シール部材10は、回転体としての駆動軸20a上に一体的に成形されている。シール部材10は、駆動軸20aと密着する基部10gと、基部10gから突出した突出部10aを有する。突出部10aは、トナー収容器43の枠体43aが備える円筒状の軸受部49の内周面に対し、一定の侵入量(侵入量)を持って撓みながら摺接している。
As shown in FIG. 11, the
次に、図12を用いて、実施例2に係るシール部材を成形する工程について説明する。まず、駆動部材20に対して、図12中の矢印J方向から成形型80を挿入し突き当てる。そして、駆動部材20に設けられた注入口80cに樹脂成形装置の注入ノズル82aを当接させ、注入ノズル82aから溶融した熱可塑性エラストマ樹脂を注入する。注入された樹脂は、駆動部材20の注入経路を通り、成形型80と駆動部材20とで囲まれた空間に流し込まれる。流し込まれた樹脂は、駆動部材20の駆動軸20aの周上に回り込んだ後、軸中心に対して注入経路と対向する位置に設けられたバッファ経路10fを通り、バッファ部10eを形成する。注入後は、成形型80を図12中の矢印K方向に退避させる。このような成形方法によって、シール部材10を駆動軸20aに一体成形することができる。また、注入経路及びバッファ経路10f中に一部が形成されていることで、シール部材10は、駆動部材20から抜けにくくなっている。
Next, the process of molding the seal member according to Example 2 will be described using FIG. First, the molding die 80 is inserted and abutted against the
実施例2においては、孔45と駆動軸20aの間の環状隙間から、トナー収容器43内に収容されるトナーが、枠体43a外部に漏れることを抑制することができる。また、実施例2においては、射出成形によって駆動軸20aにシール部材10を一体成形することにより、突出部10aの孔45の内周面に対する侵入量の安定性を保つことができ、高いシール性を維持することができる。また、突出部10aの摺動位置を駆動軸20aの揺動中心Oの近傍に設定することで、孔45の内周面に対する突出部10aの侵入量を安定させることができ、駆動軸20aの軸倒れによるシールの不安定化を抑制することができる。実施例2においては、駆動軸20aにシール部材10を一体成形しているため、駆動軸20aに対するシール部材10の突出部10aの位置決めをより精度良くおこなうことができる。したがって、突出部10aの摺動位置をより精度良く駆動軸20aの揺動中心Oの近傍に設定することができ、孔45の内周面に対する突出部10aの侵入量を安定させることが可能となる。また、実施例2においては、シール部材10に円環状の金属を用いることが不要であるため、部品数の削減、現像装置4及びそれを備えるカートリッジの小型化を実現することができる。
(実施例3)
図13乃至図15を用いて、本発明の実施例3に係るトナー収容器について説明する。図13は、実施例3に係るトナー収容器の構成を示す概略断面図である。図14は、実施例3に係るシール構成を示す概略断面図である。図15は、駆動軸を挿入する前のシール構成を示す概略断面図である。
In the second embodiment, the toner accommodated in the
Example 3
A toner container according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the toner container according to the third embodiment. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view illustrating a seal configuration according to the third embodiment. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a seal configuration before the drive shaft is inserted.
図13に示すように、トナー収容器43の枠体43aには、駆動部材20と、トナー攪拌ユニット44とが、枠体43aに設けられる孔45を介して組み付けられている。駆動部材20は、孔45を貫通する回転体としての駆動軸20aを有する。トナー攪拌ユニット44は、回転軸46と、その回転軸46に設けられる搬送部材としてのトナー攪拌シート47とを有している。回転軸46は、一端に設けられた被係合部46aに駆動軸20aの係合部20bが嵌め込まれることにより、トナー収容器43の枠体43a内に保持されている。
As shown in FIG. 13, the
また、枠体43aには、孔45と中心軸が一致する円筒状の軸受部49が設けられている。そして、駆動部材20は、駆動部材20に設けられた円筒部20dの内周面20cが軸受部49の外周面49aと摺動するように設けられている。このような構成をとることによって、駆動部材20からの回転駆動力が、トナー攪拌シート47に伝達され、トナー収容器43内のトナーが感光体ドラム1上に攪拌、搬送されることなる。
The
次に、図14を用いて、実施例3の特徴部であるシール構成について説明する。図14に示すように、実施例3に係る環状の封止部材であるシール部材10は、孔45と中心軸が一致する中空円筒形状になっている。シール部材10は、その外周側が孔45の内周面側に固定されており、その内周側には、駆動軸20aの外周面に対して摺動自在に構成されている。このような構成によって、駆動軸20aが回転した場合には、当接部である突出部10aの内周側が軸部材である駆動軸20aの外周面に接触し摺動することで、孔45の内周面と駆動軸20aの外周面との間の環状隙間を封止する。これにより、枠体43a内に収容されるトナーが枠体43a外部に漏れるのを防止している。なお、実施例3においては、駆動部材20が有する駆動軸20aが孔45を貫通する構成としたが、トナー攪拌ユニット44が有する回転軸46が孔45を貫通する構成としてもよい。この場合においては、シール部材10は、孔45の内周面と回転軸46の間の環状隙間をシールすることとなる。
Next, a seal configuration which is a characteristic part of the third embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14, the
次に、図15を用いて、本発明の実施例3に係るシール部材について、更に詳細に説明する。駆動軸20aが孔45に挿入されていない状態(外力が作用していない状態)において、シール部材10の突出部10aは、枠体43aの内部側から外部側に向かって全体
的に縮径する構成となっている。そして、突出部10aの内周面側には、駆動軸20aの軸線Xに対して、角度θの傾きを有する螺旋状の突起部(ねじ突起部)10bが設けられている。また、この螺旋状の突起部10bによって、突起間には螺旋状の溝が形成される。突起部10bは、駆動軸20aの回転方向にたどると、枠体43aの外部から内部に向かう方向に延びる螺旋状の突起である。ここで、突出部10aにおける駆動軸20aが挿入された際の拡径方向への撓み量(突出部10a先端部の広がり量)は、シール性と駆動軸20aへの反発力の観点から、0.1〜1.5mmに設定することが好ましい。また、シール部材10の成形性の観点から、突起部10bは、ピッチPが0.3〜0.6mmであって、山の高さHが0.2〜0.6mmであって、山の角度φが50〜70°であることが好ましい。
Next, the seal member according to the third embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. In a state where the
このように突出部10aの内周に螺旋状の突起部10bを設けることで、駆動軸20aが回転すると、突出部10aの近傍にあるトナーを、枠体43aの内部方向(図14中の矢印Y1方向)に送り戻すことができる。また、本実施例のシール部材10においては、突出部10aの内周に形成された螺旋状の溝によって、枠体43aの外部と内部の間を繋ぐ流路が確保される。従って、枠体43aの内部圧力を常時大気圧と等しくすることができる。言い換えると、枠体43aの内部の圧力(空気)を枠体43aの外部に逃がすことができる。すなわち、本実施例においては、トナー漏れを防止しつつ、枠体43a内の圧力(空気)を枠体43aの外部に逃がすことができる。
By providing the
次に、図16及び図17を用いて、実施例3におけるシール部材の成形工程について説明する。図16は、トナー収容器に注入金型を型締めした状態の概略断面図である。図17は、シール部材の成形時の概略断面図である。まず、図16に示すように、トナー収容器43の枠体43aの外側に設けた第一成形型70と、トナー収容器43の枠体43aの内側に設けた第二成形型71によって、枠体43aを所定の力で挟んだ状態で型締めを行う。実施例3において、枠体43aは、嵌合部70aで第一成形型70に位置決めされている。また、第一成形型70は、軸受部49端面に周状に当接しており、第二成形型71は、枠体43aの内壁に周状で当接している。
Next, the molding process of the seal member in Example 3 will be described with reference to FIGS. 16 and 17. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the toner container with the injection mold clamped. FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of the sealing member at the time of molding. First, as shown in FIG. 16, the first molding die 70 provided outside the
次に、図17に示すように、型締めされた状態の第一成形型70に設けられた注入口70cに樹脂成形装置の注入ノズル72を枠体43aの外側から当接させる。そして、シール部材10となる熱可塑性エラストマ樹脂を注入ノズル72から図17のY2方向に注入すると、枠体43a及び2つの成形型70、71によって形成された閉空間11に樹脂が流し込まれる。この時、樹脂を一定圧力で注入することにより、成形状態を安定化させている。この時、シール部材10には注入ノズル72によってエラストマ樹脂が注入されたところにゲート部10cが形成される。ゲート10cは、突出部10aとは異なる場所に形成される。
Next, as shown in FIG. 17, the
次に、図18を用いて、トナー攪拌ユニットと駆動部材との組み付けについて説明する。図18は、トナー攪拌ユニットと駆動部材とを組み付ける様子を示す分解斜視図である。図18に示すように、シール部材10の成形後、トナー攪拌ユニット44を矢印Y3方向にスライドさせ、所定の位置に挿入する。そして、駆動部材20を矢印Y4の方向に挿入する。そして、トナー攪拌ユニット44の回転軸46の一端に設けられた被係合部46aに駆動軸20aの係合部20bを嵌め込むことによって、トナー収容器43内にトナー攪拌ユニット44を保持する。
Next, the assembly of the toner stirring unit and the drive member will be described with reference to FIG. FIG. 18 is an exploded perspective view showing a state in which the toner stirring unit and the drive member are assembled. As shown in FIG. 18, after the sealing
以上説明したように、本実施例によれば、シール部材10によって、枠体43a内の圧力(空気)を枠体43a外部に逃がすことを可能としつつ、現像剤(トナー)の漏れを防止することが可能となる。従って、従来のように、環状隙間をシールするシール部材の他に、空気孔や空気孔を塞ぐフィルターを設ける必要がない。また、従来の発砲ウレタンフ
ォームのシール部材を用いる場合は前述したようにプレス工程による廃材が発生するが、本実施例の構成では廃材の発生を無くすことが可能である。
As described above, according to this embodiment, the
(実施例4)
次に、図19を用いて、実施例4に係る現像剤収容器としての廃トナー容器について説明する。図19は、実施例4に係る廃トナー容器の概略断面図である。実施例3においては、本発明におけるシール部材を現像装置4が備えるトナー収容器43に適用する場合の構成を示したが、実施例4においては、クリーニング装置6が備える廃トナー容器62に適用した場合の構成を示す。また、本適用構成は本実施例に限らず、現像装置へトナーを補給するためのトナーカートリッジ等、トナーを収納する枠体であれば適用可である。
Example 4
Next, a waste toner container as a developer container according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a waste toner container according to the fourth embodiment. In the third embodiment, the configuration in which the seal member according to the present invention is applied to the
図19に示すように、廃トナー容器62の枠体62aには、回転体としての駆動部材30と、廃トナー送りユニット63とが、枠体62aに設けられる孔65を介して組み付けられている。駆動部材30は、孔65を貫通する回転体本体部としての駆動軸30aを有する。廃トナー送りユニット63は、回転軸66と、その回転軸66に設けられる搬送部材としての廃トナー搬送部材67とを有している。回転軸66は、一端に設けられた被係合部66aに駆動軸30aの係合部30bが嵌め込まれることにより、廃トナー容器62の枠体62a内に保持されている。
As shown in FIG. 19, the
また、枠体62aには、孔65と中心軸が一致する円筒状の軸受部69が設けられている。そして、駆動部材30は、駆動部材30に設けられた円筒部30eの内周面30cが軸受部69の外周面69aと摺動するように設けられている。このような構成をとることによって、駆動部材30からの回転駆動力が、廃トナー搬送部材67に伝達され、廃トナー容器62内のトナーが搬送される。
The
孔65の内周面と、駆動軸30aの間の環状隙間をシールするため、シール部材10が用いられる。シール部材10は、直接に枠体62aに成形され、シール部材10と枠体62aは一体的に構成されることとなる。その他の構成及び作用については実施例1、2と同様なので、その説明は省略する。
The
実施例4においては、孔65と駆動軸30aの間の環状隙間から、廃トナー容器62内に収容されるトナーが、枠体62a外部に漏れることを抑制することができる。また、実施例1においては、射出成形によって枠体62aにシール部材10を一体成形することにより、突出部10aの駆動軸30aに対する侵入量の安定性を保つことができ、高いシール性を維持することができる。また、突出部30aの接触位置を駆動軸30aの揺動中心Oの近傍に設定することで、駆動軸30aに対する突出部10aの侵入量を安定させることができ、駆動軸30aの軸倒れによるシールの不安定化を抑制することができる。また、実施例4においては、シール部材10に円環状の金属を用いることが不要であるため、部品数の削減、現像装置4及びそれを備えるカートリッジの小型化を実現することができる。
In the fourth embodiment, it is possible to prevent the toner accommodated in the
また、実施例4においては実施例3と同様に、シール部材10は、螺旋状の溝を有してもよい。このような構成をとることで、駆動軸30aが回転すると、突出部10aの近傍にあるトナーを、枠体62aの内部方向に送り戻すことができる。また、本実施例のシール部材10においては、突出部10aの内周に形成された螺旋状の溝によって、枠体62aの外部と内部の間を繋ぐ流路が確保される。従って、枠体62aの内部圧力を常時大気圧と等しくすることができる。言い換えると、枠体62aの内部の圧力(空気)を枠体62aの外部に逃がすことができる。すなわち、本実施例においては、トナー漏れを防止しつつ、枠体62a内の圧力(空気)を枠体62aの外部に逃がすことができる。
In the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, the
(実施例5)
次に、図20乃至図22を用いて、実施例5に係るシール構成について説明する。図20は、実施例5に係るシール構成の概略を説明する図であり、図20(a)はシール構成
の概略断面図、図20(b)はシール構成の概略斜視図である。図21は、実施例5に係るシール構成の概略断面図である。図22は、シール構成の一例の概略斜視図である。
(Example 5)
Next, a seal configuration according to Example 5 will be described with reference to FIGS. 20A and 20B are diagrams for explaining the outline of the seal configuration according to the fifth embodiment. FIG. 20A is a schematic cross-sectional view of the seal configuration, and FIG. 20B is a schematic perspective view of the seal configuration. FIG. 21 is a schematic sectional view of a seal configuration according to the fifth embodiment. FIG. 22 is a schematic perspective view of an example of a seal configuration.
上述したように、実施例1に係るシール構成においては、シール部材10と軸受突起部49とが周面同士で密着する構成をとっている。このような構成においては、密着力が弱いと、リップ部10aと駆動軸20a間の摺動抵抗に負けて、シール部材10の基部10gが軸受突起部49から剥離してしまう場合がある。特に、リップ部10aと駆動軸20aとのしめしろ量Zが大きい場合や駆動軸20aが偏芯した場合においては、リップ部10aの駆動軸20aに対する緊迫力の上昇等により摺動抵抗が上昇し、シール部材10が軸受突起部49から剥離し易い。この問題に対して、実施例1においては、シール部材10と軸孔突起部49との密着力を上げる方法として材料の選択や成形条件を最適化することで対応した。
As described above, the seal configuration according to the first embodiment has a configuration in which the
一方、実施例5においては、図20に示すように、軸受突起部49の内周面(軸孔の内周面)においてシール部材10が成形される領域に、駆動部材20の回転方向と直交する方向に沿って延びるように設けられる溝49bを複数箇所設ける構成を採用した。このような構成により、シール部材10の材料としての樹脂を注入すると溝49bに樹脂が流れ込み、基部10gから外側に突出した回転止め部10jが形成される。この回転止め部10jにより、軸受突起部49への密着力(抗力)を稼ぐことができるため、シール部材10が、軸受突起部49から剥離してしまうことを抑制することができる。また、シール部材10が剥離した後に駆動軸20aと共に連れ回ってしまうことを抑制することができる。なお、溝49bは、駆動部材20の回転方向と直交する方向に沿って延びるように設けられるものに限らず、斜交する方向に延びるように設けられるものでも良い。また、回転止め部10jの構造としては、軸受突起部49内周面に溝を設ける構成に限られない。シール部材10が軸受突起部49から剥離すること及び駆動軸20aと共に連れ回ってしまうことを抑制する抵抗力を、シール部材と軸受突起部49との間に発生させることができる凹凸形状であれば、種々の形状を採用することができる。例えば、駆動部材20の回転方向と直交又は斜交する方向に沿って延びるように設けられる突起を設ける構成でも良い。また、ディンプル形状やボス形状等の突起を設ける、又は軸受突起部49内周断面を多角形断面にする等の構成でも良い。また、上記溝又は突起を含む凹凸部は、数が多く凹凸量が大きい程効果的である。さらに、軸受突起部49の軸方向における凹凸部の設置範囲は、一部でも全域に設けても良いが、少なくともリップ部の根元10a1近辺に設けると効果的である。
On the other hand, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 20, the region where the
また、シール部材10は狭隘な領域内で成形することが求められるため、注入ノズル72のゲート径φMも小さいものに制限されることとなる。そこで、図21に示すように、溝部49bとゲート部10b(シール部材10の注入部)の位置を軸方向から見た同一箇所に配置する。すなわち、円筒状のシール部材10の形成空間において径方向の幅が最も大きくなる箇所に注入ノズル72を配置する。こうすることで、ゲート径φMを大きく確保することができる。そのため、樹脂注入時の流動性を損なうことなく、また、注入圧もシール部材10に十分かけることが出来るため、軸受突起部49内周面への密着力が向上すると共に成形精度を上げることも可能となる。また、基部10gの端面において回転止め部10jが設けられた領域にゲート部10bを配置する構成とすることから、シール部材10の小型化が可能となる。すなわち、ゲート径φMに合わせて基部10gに幅の広くなる部分を別途形成したり、基部10g自体の寸法をゲート径φMに合わせて大きくしたりする必要がない。
Further, since the
実施例5においては、シール部材10をトナー収容器の枠体43aに一体成形する構成とした。しかし、図22に示すように、実施例2のようにシール部材10を駆動部材20が有する駆動軸20aに一体成形する構成で、駆動軸20aの外周面であってシール部材10が成形される領域に溝20eを設ける構成でも良い。その他の構成及び作用については実施例1乃至3と同様なので、その説明は省略する。なお、さらにシール部材10と軸受突起部49との密着力を上げる方法として、シール部材10の材質を枠体43a(被成形物)と同種類にすることや、射出成形時の樹脂温度を上げること等がある。
In the fifth embodiment, the
10…シール部材、10a…突出部、20a…駆動軸、43…トナー収容器、43a…枠体、45…孔
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記現像剤収容器を構成する、孔が設けられる枠体と、
前記孔を貫通する、回転可能な回転体と、
前記孔の内周面と前記回転体の外周面との間の隙間を封止し現像剤が現像剤収容器の外側に漏れるのを防ぐ、前記枠体に射出成形されたシール部材であって、前記孔の内側に向かって突出し、前記回転体の外周面に接触する突出部と、前記内周面と接触する、前記突出部が突出する基部を有するシール部材と、
を有し、
前記内周面には、前記シール部材が前記孔に対して前記回転体の回転方向に回転するのを規制するために前記基部と係合する溝又は突起が設けられていることを特徴とする現像剤収容器。 In a developer container that contains a developer,
A frame which is provided with a hole and constitutes the developer container;
A rotatable rotating body that penetrates the hole;
A seal member injection-molded on the frame body that seals a gap between the inner peripheral surface of the hole and the outer peripheral surface of the rotating body and prevents the developer from leaking to the outside of the developer container; A projecting portion that projects toward the inside of the hole and that contacts the outer peripheral surface of the rotating body; and a seal member that contacts the inner peripheral surface and has a base that projects the projecting portion ;
Have
The inner peripheral surface is provided with a groove or a protrusion that engages with the base to restrict the seal member from rotating in the rotation direction of the rotating body with respect to the hole. Developer container.
前記現像剤収容器を構成する、孔が設けられる枠体と、
前記孔を貫通する、回転可能な回転体と、
前記孔の内周面と前記回転体の外周面との間の隙間を封止し現像剤が現像剤収容器の外側に漏れるのを防ぐ、前記回転体に射出成形されたシール部材であって、前記外周面から突出し、前記孔の内周面に接触する突出部を有するシール部材と、
を有し、
前記外周面には、前記シール部材が前記外周面に対して前記外周面の周方向に移動するのを規制するために前記シール部材と係合する溝又は突起が設けられていることを特徴とする現像剤収容器。 In a developer container that contains a developer,
A frame which is provided with a hole and constitutes the developer container;
A rotatable rotating body that penetrates the hole;
A seal member injection-molded on the rotating body that seals a gap between the inner peripheral surface of the hole and the outer peripheral surface of the rotating body and prevents the developer from leaking to the outside of the developer container. A sealing member that protrudes from the outer peripheral surface and has a protruding portion that contacts the inner peripheral surface of the hole;
I have a,
The outer peripheral surface is provided with a groove or a protrusion that engages with the seal member to restrict the seal member from moving in the circumferential direction of the outer peripheral surface with respect to the outer peripheral surface. developer container for.
感光体と、
前記感光体に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像部材と、
請求項1乃至17のいずれか1項に記載の現像剤収容器と、
を有するプロセスカートリッジ。 A process cartridge that can be attached to and detached from an image forming apparatus,
A photoreceptor,
A developing member that develops the electrostatic latent image formed on the photoreceptor using a developer;
A developer container according to any one of claims 1 to 17 ,
A process cartridge.
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