JP7255229B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを用いて潜像を現像する現像装置及び現像装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、トナーを用いて潜像を現像する現像装置を備えている（例えば、特許文献１）。図１３Ａ乃至１４にしめされるように、従来の現像装置１６０は、ハウジング３１０とカバー３１１とを備える。ハウジング３１０は、上部に開口部３１２が形成され、内部にスクリュー３３０と磁気ローラー３２０が配置される。開口部３１２にカバー３１１が設けられることでハウジング３１０からの現像剤の飛散が防止される。

特開平５－１１６６７号公報

上記の現像装置１６０においては、カバー３１１はビス等を用いてハウジング３１０に取り付けられるが、取り付け時にスポンジ等の弾性部材をハウジング３１０とカバー３１１の間に挿入することでシール性が確保される。シール性を向上させるためにカバー３１１をハウジング３１０に接着することも考えられる。しかし、カバー３１１は、現像剤の飛散を防止するためのものであることから剛性が低く、ハウジング３１０に接着したとしてもハウジング３１０の強度及び剛性の向上にはさほど寄与しない。ハウジング３１０の強度及び剛性を向上させるには、ハウジング３１０の肉厚を厚くすることや、高ヤング率の材料を使用することが考えられるが、コストの上昇や、高ヤング率ゆえの加工の難しさなどの問題が生じてしまう。

本発明は、上記事情を考慮し、ハウジングのシール性、強度及び剛性を向上させる
ことのできる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る現像装置は、軸周りに回転する回転部材と、前記回転部材とトナーが収容されるハウジングと、を備え、前記ハウジングは、上部が開口した凹形の第１収容部が形成された下ハウジングと、下部が開口した凹形の第２収容部が形成され、前記下ハウジングの上方に配置される上ハウジングと、を含み、前記第１収容部の第１縁部は、第１接触面を備え、前記第２収容部の第２縁部は、前記第１接触面に接触する第２接触面を備え、前記第１接触面と前記第２接触面は、全域にわたって同一平面に含まれることを特徴とする。

本発明に係る現像装置において、前記第１接触面と前記第２接触面は、全域にわたって前記回転部材の軸の中心を含む前記同一平面に含まれてもよい。

本発明に係る現像装置において、前記第１縁部は、前記第１縁部に沿って延びるように形成された第１凹部又は第１凸部を備え、前記第２縁部は、前記第１凹部に嵌合される第２凸部又は前記第１凸部が嵌合される第２凹部を備え、少なくとも前記第１凹部と前記第２凸部又は前記第１凸部と前記第２凹部とが接着剤により接着されてもよい。

本発明に係る現像装置において、前記第１縁部は、前記第１凹部又は前記第１凸部よりも内側に、前記第１凹部又は前記第１凸部に沿って延びるように形成された溝部を備えてもよい。

本発明に係る現像装置において、前記第１縁部は、前記第１凹部又は前記第１凸部よりも内側に、前記第１収容部側が高く形成された第１段差部を備え、前記第２縁部は、前記第２凸部又は前記第２凹部よりも内側に、前記第２収容部側が高く形成された第２段差部を備えてもよい。

本発明に係る現像装置において、前記第１縁部は、前記第１接触面よりも外側に、前記第１接触面よりも低く形成された第３段差部を備え、前記第２縁部は、前記第２接触面よりも外側に、前記第２接触面よりも低く形成された第４段差部を備え、少なくとも前記第３段差部と前記第４段差部とが接着剤により接着されてもよい。

また、本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムに潜像を書き込む露光装置と、前記潜像を現像する上記のいずれかの現像装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、現像装置のハウジングのシール性、強度及び剛性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置のハウジングの外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る下ハウジングと上ハウジングとが分離された様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る第１縁部と第２縁部を示す斜視図である。 図２のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るハウジングの断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るハウジングの断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るハウジングの断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るハウジングの断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るハウジングの断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るハウジングの断面図である。 従来の現像装置の外観を示す斜視図である。 従来の現像装置のハウジングからカバーが取り外された様子を示す斜視図である。 図１３ＢのＩ－Ｉ断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係るプリンター１（画像形成装置の一例）及び現像装置１６について説明する。図１は、プリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

プリンター１は、箱形の筐体２を備える。筐体２には、シートＳを搬送路６に送り出す給紙装置３と、トナー像をシートＳに形成する画像形成部４と、トナー像をシートＳに定着する定着装置５と、トナー像が定着されたシートＳが排出される排出部７と、が収容されている。

画像形成部４は、回転駆動される感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１を帯電させる帯電装置２２と、画像データに基づくレーザー光を感光体ドラム２１に照射することで潜像を形成する露光装置９と、トナーを含む現像剤を現像装置１６に供給する現像剤容器１２と、潜像をトナーで現像することでトナー像を形成する現像装置１６と、駆動ローラーと従動ローラーとに巻き掛けられた中間転写ベルト１７と、トナー像を中間転写ベルト１７に転写する一次転写ローラー１８と、中間転写ベルト１７上のトナー像をシートＳに転写する二次転写ローラー１１と、感光体ドラム２１の表面を清掃するクリーニング装置２３と、を備える。プリンター１は、感光体ドラム２１、帯電装置２２、露光装置９、現像剤容器１２、現像装置１６、一次転写ローラー１８及びクリーニング装置２３を４組備え、４色のトナーでカラー画像を形成するように構成されている。なお、１乃至３色又は５色以上のトナーで画像を形成する画像形成装置に本発明が適用されてもよい。

現像装置１６は、ハウジング３１と、磁気ローラー３２と、２つのスクリュー３３（回転部材の一例）と、を備えている。ハウジング３１と現像剤容器１２との間には、現像剤の供給路（図示省略）が設けられている。現像剤は、例えば磁性キャリアと非磁性トナーとを含む２成分現像剤である。２つのスクリュー３３は、ハウジング３１の内部に互いに平行に配置され、磁気ローラー３２は、スクリュー３３に対して平行に配置され、ハウジング３１から露出された磁気ローラー３２の外周面が感光体ドラム２１の外周面に対向している。

次に、プリンター１の画像形成動作について説明する。プリンター１が外部コンピューター等から画像データを受信すると、シートＳが給紙装置３から搬送路６に送り出される。帯電した感光体ドラム２１の表面に、露光装置９により画像データに基づく潜像が形成される。現像剤は、現像剤容器１２からハウジング３１へ供給され、スクリュー３３によって撹拌される。２つのスクリュー３３は、互いに反対方向に現像剤を搬送することで、ハウジング３１内で現像剤を循環させる。現像剤は、磁気ローラー３２にキャリアが引き寄せられることで磁気ローラー３２に吸着される。吸着された現像剤に含まれるトナーが、磁気ローラー３２と感光体ドラム２１との電位差により潜像に吸着され、トナー像が形成される。

各感光体ドラム２１に形成されたトナー像は、各一次転写ローラー１８により中間転写ベルト１７に重ねて転写される。中間転写ベルト１７に転写されたトナー像は、二次転写ローラー１１によりシートＳに転写され、定着装置５によりシートＳに定着される。トナー像が定着されたシートＳは、排出部７に排出される。

次に、図１乃至６を参照して、現像装置１６のハウジング３１について説明する。図２は、現像装置１６のハウジング３１の外観を示す斜視図である。図３は、下ハウジング４１と上ハウジング５１とが分離された様子を示す斜視図である。図４は、第１縁部４３と第２縁部５３を示す斜視図である。図５は、図２のＩＩ－ＩＩ断面図である。図６は、図３のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。なお、図４では、上ハウジング５１が上下逆さまに図示されている。

現像装置１６は、軸周りに回転するスクリュー３３と、スクリュー３３とトナーが収容されるハウジング３１と、を備え、ハウジング３１は、上部が開口した凹形の第１収容部４２が形成された下ハウジング４１と、下部が開口した凹形の第２収容部５２が形成され、下ハウジング４１の上方に配置される上ハウジング５１と、を含む。

図２に示されるように、現像装置１６のハウジング３１は、前後方向を長手方向とする中空の構造を有し、その内部にスクリュー３３と磁気ローラー３２とを収容する。また、ハウジング３１には、現像剤容器１２から供給された現像剤が収容される。図３に示されるように、ハウジング３１は、下ハウジング４１と上ハウジング５１との接着により形成される。下ハウジング４１と上ハウジング５１は、射出成形により作製される。

図４乃至６に示されるように、下ハウジング４１には、前後方向を長手方向とする上部が開口した凹形の第１収容部４２が形成されている。第１収容部４２の断面は、半円形の２つの断面を左右方向に並べた形状を有し、左右方向の中央に前後方向を長手方向とする隔壁４５が形成されている。隔壁４５の左右にそれぞれスクリュー３３（図１参照）が配置される。下ハウジング４１の前端部と後端部には、スクリュー３３の軸受が嵌め込まれる軸受支持部４４が形成されている。第１収容部４２の前端部と隔壁４５の前端部との間、及び第１収容部４２の後端部と隔壁４５の後端部との間には、間隙４６が形成されており、これにより、隔壁４５の周囲に現像剤が搬送される周回路が形成されている。図２乃至４に示されるように、下ハウジング４１の前端部には、前方に突出したピン４８が形成されている。図示はされていないが、下ハウジング４１の後端部にも、後方に突出したピン４８が形成されている。

図４に示されるように、第１収容部４２の第１縁部４３のうち軸受支持部４４を除く部分に、上ハウジング５１の第２接触面５３Ｃが接触する第１接触面４３Ｃが形成されている。図５、６に示されるように、第１接触面４３Ｃは、全域にわたってスクリュー３３の軸の中心３３Ｃに平行な同一平面３３Ｐに含まれる。ここで、同一平面３３Ｐは、スクリュー３３の軸の中心３３Ｃを含んでいる。第１縁部４３には、少なくとも１つの上方に突出した突起部４７が形成されている。

図４乃至６に示されるように、上ハウジング５１には、前後方向を長手方向とする下部が開口した凹形の第２収容部５２が形成されている。上ハウジング５１の前端部と後端部には、スクリュー３３の軸受が嵌め込まれる軸受支持部５４が形成されている。右側の軸受支持部５４の上方には、磁気ローラー３２の軸受が嵌め込まれる軸受支持部５５が形成されている。第２収容部５２は、左側の軸受支持部５４に支持されるスクリュー３３（図示省略）と、軸受支持部５５に支持される磁気ローラー３２（図示省略）と、を上方から覆う形状に形成されている。磁気ローラー３２の右方には、開口部５６が形成されている。

図４に示されるように、第２収容部５２の第２縁部５３のうち軸受支持部５４を除く部分に、下ハウジング４１の第１接触面４３Ｃが接触する第２接触面５３Ｃが形成されている。図５に示されるように、第１接触面４３Ｃと第２接触面５３Ｃとが接触したとき、第２接触面５３Ｃは、全域にわたって同一平面３３Ｐに含まれる。第２縁部５３には、第１縁部４３の突起部４７が嵌め込まれる穴部５７が形成されている。

軸受支持部４４、５４にスクリュー３３の軸受が嵌め込まれることで第１収容部４２にスクリュー３３が収容される。第１接触面４３Ｃ又は第２接触面５３Ｃに接着剤が塗布され、突起部４７が穴部５７に挿入されることで下ハウジング４１と上ハウジング５１との相互の位置決めがなされ、下ハウジング４１と上ハウジング５１が接着される。スクリュー３３は、第１収容部４２と第２収容部５２とで形成された空間に収容されている。軸受支持部５５には、磁気ローラー３２の軸受が嵌め込まれる。下ハウジング４１に形成されたピン４８が筐体２に形成された支持穴（図示省略）に挿入される。ハウジング３１は、ピン４８を中心として回転可能な状態で筐体２に支持され、磁気ローラー３２と感光体ドラム２１との距離が最適値となるように現像装置１６の姿勢が調整される。

以上説明した本実施形態に係る現像装置１６によれば、下ハウジング４１の第１接触面４３Ｃと上ハウジング５１の第２接触面５３Ｃとが全域にわたって同一平面３３Ｐに含まれるから、上部が開口したハウジングに剛性の低いカバーを取り付ける構成と比べて、スクリュー３３の周方向全域（開口部５６を除く）で下ハウジング４１と上ハウジング５１が一体化されることによりハウジング３１の強度及び剛性が向上する。

また、ハウジング３１がピン４８を中心として回転可能な状態で支持される場合、ハウジング３１の捩れや撓みが磁気ローラー３２の位置決め精度に影響を及ぼすおそれがあるが、本実施形態に係る現像装置１６によれば、ハウジング３１の捩り剛性及び曲げ剛性が向上するから、ハウジング３１の捩れや撓みが発生しにくく、磁気ローラー３２の位置決め精度が向上する。また、材料選定の自由度が高まるとともに、平均肉厚の減少によりコストを低下させることができる。

また、本実施形態に係る現像装置１６によれば、第１接触面４３Ｃと第２接触面５３Ｃが全域にわたって同一平面３３Ｐに含まれるから、第１接触面４３Ｃと第２接触面５３Ｃが複数の平面に含まれる場合と比べて、第１接触面４３Ｃと第２接触面５３Ｃとの間に隙間が生じにくく、ハウジング３１のシール性が向上する。また、スポンジ等のシール材の削減によりコストを低下させることができる。

また、本実施形態に係る現像装置１６によれば、下ハウジング４１と上ハウジング５１との接着によりハウジング３１が構成されるから、ビス等で接合するのと比べて、ハウジング３１のシール性が向上する。

よって、本実施形態に係る現像装置１６によれば、ハウジング３１のシール性、強度及び剛性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る現像装置１６によれば、第１接触面４３Ｃが全域にわたって同一平面３３Ｐに含まれるから、第１接触面４３Ｃが複数の平面に含まれる場合と比べて、射出成形の金型の設計が容易である。

上記実施形態が以下のように変形されてもよい。

図７は、変形例に係るハウジング３１の断面図である。同図では、図５のＩＩ－ＩＩ断面に示される左右の第１縁部４３及び第２縁部５３のうち右側の第１縁部４３及び第２縁部５３とその周辺部が示されているが、左側も左右が反転する以外は同様に構成されている。図示されるように、第１縁部４３は、第１縁部４３に沿って延びるように形成された第１凹部４３Ｕを備え、第２縁部５３は、第１凹部４３Ｕに嵌合される第２凸部５３Ｔを備えてもよい。この構成によれば、接着可能な面積と左右方向のせん断強度が増加するため、接着強度とシール性が向上する。なお、第１接触面４３Ｃ、第２接触面５３Ｃ、第１凹部４３Ｕ、第２凸部５３Ｔの全てが接着されてもよいが、第１凹部４３Ｕと第２凸部５３Ｔのみが接着されてもよい。この場合、第１接触面４３Ｃと第２接触面５３Ｃとが接着剤を介さずに密着するから、ハウジング３１のシール性が向上する。また、第１収容部４２に接着剤が漏れることがないから、第１収容部４２で固まった接着剤が現像剤の撹拌及び搬送を阻害することを防ぐことができる。

図８は、変形例に係るハウジング３１の断面図である。図示されるように、第１縁部４３は、第１縁部４３に沿って延びるように形成された第１凸部４３Ｔを備え、第２縁部５３は、第１凸部４３Ｔが嵌合される第２凹部５３Ｕを備えてもよい。この構成によれば、図７に示される変形例と同様の効果が得られる。

図９は、変形例に係るハウジング３１の断面図である。図示されるように、第１縁部４３は、第１凹部４３Ｕ内側に、第１凹部４３Ｕに沿って延びるように形成された溝部４３Ｍを備えてもよい。この構成によれば、余分な接着剤が溝部４３Ｍに流れ込むから、第１収容部４２への接着剤の漏れが抑制される。また、ハウジング３１のシール性が向上する。

図１０は、変形例に係るハウジング３１の断面図である。図示されるように、第１縁部４３は、第１凹部４３Ｕよりも内側に、第１収容部４２側が高く形成された第１段差部４３Ｈを備え、第２縁部５３は、第２凸部５３Ｔよりも内側に、第２収容部５２側が高く形成された第２段差部５３Ｈを備えてもよい。この構成によれば、余分な接着剤が第１段差部４３Ｈによって堰き止められるから、第１収容部４２への接着剤の漏れが抑制される。また、ハウジング３１のシール性が向上する。

図１１は、変形例に係るハウジング３１の断面図である。図示されるように、第１縁部４３は、第１接触面４３Ｃよりも外側に、第１接触面４３Ｃよりも低く形成された第３段差部４３Ｌを備え、第２縁部５３は、第２接触面５３Ｃよりも外側に、第２接触面５３Ｃよりも低く形成された第４段差部５３Ｌを備えてもよい。この構成によれば、接着可能な面積と左右方向のせん断強度が増加するため、接着強度とシール性が向上する。なお、第１接触面４３Ｃ、第２接触面５３Ｃ、第３段差部４３Ｌ、第４段差部５３Ｌの全てが接着されてもよいが、第３段差部４３Ｌと第４段差部５３Ｌのみが接着されてもよい。この場合、第１接触面４３Ｃと第２接触面５３Ｃとが接着剤を介さずに密着するから、ハウジング３１のシール性が向上する。また、第１収容部４２に接着剤が漏れることがないから、第１収容部４２で固まった接着剤が現像剤の撹拌及び搬送を阻害することを防ぐことができる。

図１２は、変形例に係るハウジング３１の断面図である。この例では、第１収容部４２及び第２収容部５２の内面のスクリュー３３の軸の中心３３Ｃよりも上方の部分が垂直に切り立っている。第１接触面４３Ｃは、スクリュー３３の軸の中心３３Ｃよりも上方に形成され、スクリュー３３の軸の中心３３Ｃに平行な同一平面３３Ｐに含まれる。この構成によれば、ハウジング３１のシール性、強度及び剛性を向上させることができる。

なお、第１接触面４３Ｃ及び第２接触面５３Ｃがスクリュー３３の軸の中心３３Ｃに平行でない同一平面３３Ｐに含まれてもよい。

上記実施形態では、回転部材の一例としてスクリュー３３を例示したが、回転部材は、磁気ローラー３２でもよく、磁気ローラー３２から現像ローラーを介して感光体ドラム２１にトナーを供給するタッチダウン方式の現像装置における現像ローラーであってもよい。

１ プリンター（画像形成装置）
９ 露光装置
１６ 現像装置
２１ 感光体ドラム
３１ ハウジング
３３ スクリュー（回転部材）
３３Ｃ スクリューの軸の中心
３３Ｐ 同一平面
４１ 下ハウジング
４２ 第１収容部
４３ 第１縁部
４３Ｃ 第１接触面
４３Ｕ 第１凹部
４３Ｔ 第１凸部
４３Ｍ 溝部
４３Ｈ 第１段差部
４３Ｌ 第３段差部
５１ 上ハウジング
５２ 第２収容部
５３ 第２縁部
５３Ｃ 第２接触面
５３Ｕ 第２凹部
５３Ｔ 第２凸部
５３Ｈ 第２段差部
５３Ｌ 第４段差部

Claims (7)

1. 軸周りに回転する回転部材と、
   前記回転部材とトナーが収容されるハウジングと、を備え、
   前記ハウジングは、
   上部が開口した凹形の第１収容部が形成された下ハウジングと、
   下部が開口した凹形の第２収容部が形成され、前記下ハウジングの上方に配置される上ハウジングと、を含み、
   前記第１収容部の第１縁部は、第１接触面を備え、
   前記第２収容部の第２縁部は、前記第１接触面に接触する第２接触面を備え、
   前記第１接触面と前記第２接触面は、全域にわたって同一平面に含まれ、
   前記第１接触面と前記第２接触面は、全域にわたって前記回転部材の軸の中心を含む前記同一平面に含まれることを特徴とする現像装置。
2. 前記第１縁部は、前記第１縁部に沿って延びるように形成された第１凹部又は第１凸部を備え、
   前記第２縁部は、前記第１凹部に嵌合される第２凸部又は前記第１凸部が嵌合される第２凹部を備え、
   少なくとも前記第１凹部と前記第２凸部又は前記第１凸部と前記第２凹部とが接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１縁部は、前記第１凹部又は前記第１凸部よりも内側に、前記第１凹部又は前記第１凸部に沿って延びるように形成された溝部を備えることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第１縁部は、前記第１凹部又は前記第１凸部よりも内側に、前記第１収容部側が高く形成された第１段差部を備え、
   前記第２縁部は、前記第２凸部又は前記第２凹部よりも内側に、前記第２収容部側が高く形成された第２段差部を備えることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
5. 軸周りに回転する回転部材と、
   前記回転部材とトナーが収容されるハウジングと、を備え、
   前記ハウジングは、
   上部が開口した凹形の第１収容部が形成された下ハウジングと、
   下部が開口した凹形の第２収容部が形成され、前記下ハウジングの上方に配置される上ハウジングと、を含み、
   前記第１収容部の第１縁部は、第１接触面を備え、
   前記第２収容部の第２縁部は、前記第１接触面に接触する第２接触面を備え、
   前記第１接触面と前記第２接触面は、全域にわたって同一平面に含まれ、
   前記第１縁部は、前記第１接触面よりも外側に、前記第１接触面よりも低く形成された第３段差部を備え、
   前記第２縁部は、前記第２接触面よりも外側に、前記第２接触面よりも低く形成された第４段差部を備え、
   少なくとも前記第３段差部と前記第４段差部とが接着剤により接着されていることを特徴とする現像装置。
6. 前記第１接触面と前記第２接触面は、全域にわたって前記回転部材の軸の中心を含む前記同一平面に含まれることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 感光体ドラムに潜像を書き込む露光装置と、
   前記潜像を現像する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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