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発明の名称 現像装置及びプロセスカートリッジ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−167263
公開日 平成11年(1999)6月22日
出願番号 特願平9−347047
出願日 平成9年(1997)12月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】新井 一郎
発明者 小泉 徹 / 栗原 敏 / 河口 秀司 / 阿久津 隆 / 佐々木 輝彦 / 西上床 力 / 野村 義矢
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に該現像剤を充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記現像剤を前記現像剤収納容器内に密封する為の現像剤密封材と、を有する現像装置において、前記現像剤密封材が前記充填口に装着された際、前記現像剤収納容器の内壁と前記現像剤密封材の端面が略同一面であることを特徴とする現像装置。
【請求項2】 現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に該現像剤を充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記現像剤を前記現像剤収納容器内に密封する為の現像剤密封材と、を有する現像装置において、前記現像剤密封材が前記充填口に装着された際、前記現像剤密封材は、その断面の上部の面の水平面からの角度が現像剤の安息角θ以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項3】 現像剤を収容した現像収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置において、前記現像剤収納容器の内部の隅部が、現像剤が残留しない曲率以上の曲率を持つ曲面であることを特徴とする現像装置。
【請求項4】 現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置において、前記撹拌手段曲げ部と前記現像剤収納容器の内壁との隙間が前記撹拌手段曲げ部と前記現像剤収納容器の内壁間に現像剤が残留しない隙間以下の隙間であることを特徴とする現像装置。
【請求項5】 現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置において、前記撹拌手段の端部に、前記撹拌駆動手段と、この撹拌駆動手段とほぼ同一の形状を有する撹拌補助部材とが設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項6】 現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、前記現像剤の安息角θ以上の角度の前記現像剤収納容器内の底面と、を有する現像装置において、前記現像剤担持体と前記撹拌手段との中心間距離が約29mmで、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤収納容器内の底面の起点との距離が約27mmで、前記撹拌手段の中心と前記現像剤収納容器内の底面の起点との距離が約18mmであることを特徴とする現像装置。
【請求項7】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に該現像剤を充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記現像剤を前記現像剤収納容器内に密封する為の現像剤密封材と、を有する現像装置と、を有し、前記現像剤密封材が前記充填口に装着された際、前記現像剤収納容器の内壁と前記現像剤密封材の端面が略同一面であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項8】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に該現像剤を充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記現像剤を前記現像剤収納容器内に密封する為の現像剤密封材と、を有する現像装置と、を有し、前記現像剤密封材が前記充填口に装着された際、前記現像剤密封材は、その断面の上部の面の水平面からの角度が現像剤の安息角以上であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項9】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置と、を有し、前記現像剤収納容器は、その内部の隅部が、現像剤が残留しない曲率以上の曲率を持つ曲面であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項10】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置と、を有し、前記撹拌手段曲げ部と前記現像剤収納容器の内壁との隙間が前記撹拌手段曲げ部と前記現像剤収納容器の内壁間に現像剤が残留しない隙間以下の隙間であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項11】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置と、を有し、前記撹拌手段の端部に、前記撹拌駆動手段と、それとほぼ同一の形状を有する撹拌補助部材とが設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項12】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、前記現像剤の安息角以上の角度の前記現像剤収納容器内の底面と、を有する現像装置と、を有し、前記現像剤担持体と前記撹拌手段との中心間距離が約29mmで、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤収納容器内の底面の起点との距離が約27mmで、前記撹拌手段の中心と前記現像剤収納容器内の底面の起点との距離が約18mmであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項13】 前記プロセスカートリッジとは、帯電手段、またはクリーニング手段と現像手段及び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画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである請求項7から12の何れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項14】 前記プロセスカートリッジとは、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つと現像手段、及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである請求項7から12の何れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項15】 前記プロセスカートリッジとは、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものである請求項7から12の何れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザープリンターや複写機等の電子写真方式を採用する画像形成装置の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。
【0002】
【従来の技術】電子写真複写装置、静電記録装置、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に装着される現像装置を図19に基づいて説明する。
【0003】即ち、図19は従来の現像装置10周辺の画像形成装置に装着された状態の断面図であり、現像装置10は、帯電装置と不図示の露光手段等によってその表面に静電潜像が形成される像担持体である感光体ドラム7の周囲に配設されている。
【0004】而して、現像装置10は、トナーを担持して搬送する現像剤担持体である現像スリーブ10cと、該現像スリーブ10c上のトナー層を規制する現像ブレード18と、該現像スリーブ10cと該現像ブレード18等を有する現像容器15と、トナーを撹拌する撹拌部材10aと、トナーを充填するトナー充填口20及び該トナー充填口に取り付けられているトナーキャップ21等を有するトナー容器12を備えている。
【0005】図20は、従来のトナーキャップ21及びトナー充填口20の断面図である。従来のトナーキャップ21の形状は、トナー充填口20内に挿入される筒部21aと、その筒部の外周に形成され、トナー容器12の内面12aに係合して抜け止めを図る突起21bと、筒部を閉じる閉鎖部21cと、筒部一端の外径に形成され、トナー容器12の外端面12bに位置するフランジ部21dとを有していてトナー容器12内へ突出している。
【0006】前記現像装置10のトナー容器12内には、撹拌部材10a(図3参照)が配設されている。
【0007】また撹拌部材のクランクアーム10acと、トナー容器の内面12aとの隙間Xは、3mm程度に設定する場合が多かった。
【0008】トナー容器12と、現像容器15はそれぞれ箱型に構成されており、開口を有している。また現像容器15は、円筒状の現像スリーブ10cと長方形状の現像ブレード18とでほぼ密閉され、トナー容器12と開口部を介して連通するように溶着されている。
【0009】さらに、図8(本発明)に示すように、トナー容器12内の隅部12cは円弧形断面とされており、その円弧の半径は3mm以下であることが多かった。また、トナー容器12内の下部の斜面12d、現像容器15内の底面15a(以下、それぞれトナー室底面、現像室底面と呼ぶ)の起点Dと現像スリーブ10cの中心と撹拌部材10aの中心の位置関係は、図19に示すように設定されていた。各部の寸法は次の表3に示す。
【0010】表3 従来の寸法
なお、現像スリーブ10cの径はφ16mm、撹拌部材10aの回転半径は10mmであり、トナー室底面12dの角度は、底面12d上にトナーが残留しないようにトナーの安息角θ以上に設定されていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のプロセスカートリッジBにおいては、感光体ドラムにトナーが供給されなくなって画像が白抜けた後にトナー容器12内と現像容器15内にトナーが残留していた。そこで、トナー容器12内と現像容器15内の残留トナーのあった各箇所について、次に詳細に述べる。
【0012】従来のトナーキャップ21は、容器内面12aより内部に突き出ているトナーキャップの一部とトナー室底面12dの最接近部は、局部的に狭くなって、その上方にトナー室底面に沿ってトナーが残留していた。
【0013】また、容器内面12aより内部に突き出ているトナーキャップの一部の上側は、トナーキャップが円柱状である為にトナーの安息角θ以下である領域が存在する。安息角θ以下である為にトナーキャップの上側にトナーが残留していた。
【0014】従来の撹拌機構は、撹拌部材10aのクランクアーム10acと、トナー容器の内面12aとの隙間Xは、トナーが搬送されないので、容器内面12aに沿うようにトナーが残留した。
【0015】従来のトナー容器12と現像容器15の構成では、撹拌部材10aとトナー室底面12dとの隙間は、トナーが搬送されずに残留していた。
【0016】また、従来のトナー容器12内の隅部12cは半径3mm以下の円弧断面であることが多く、その稜線に沿って、トナーが残留した。
【0017】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、画像白抜け時の前記トナー容器内の残留トナーの少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にある。
【0018】
【課題を解決するための手段および作用】本出願に係る第1の発明は現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に該現像剤を充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記現像剤を前記現像剤収納容器内に密封する為の現像剤密封材と、を有する現像装置において、前記現像剤密封材が前記充填口に装着された際、前記現像剤収納容器の内壁と前記現像剤密封材の端面が略同一面であることを特徴とする現像装置である。
【0019】本出願に係る第2の発明は現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に該現像剤を充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記現像剤を前記現像剤収納容器内に密封する為の現像剤密封材と、を有する現像装置において、前記現像剤密封材が前記充填口に装着された際、前記現像剤密封材は、その断面の上部の面の水平面からの角度が現像剤の安息角θ以上であることを特徴とする現像装置である。
【0020】本出願に係る第3の発明は現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置において、前記現像剤収納容器の内部の隅部が、現像剤が残留しない曲率以上の曲率を持つ曲面であることを特徴とする現像装置である。
【0021】本出願に係る第4の発明は現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置において、前記撹拌手段と前記現像剤収納容器の内壁との隙間が前記撹拌手段曲げ部と前記現像剤収納容器の内壁間に現像剤が残留しない隙間以下の隙間であることを特徴とする現像装置である。
【0022】本出願に係る第5の発明は 現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置において、前記撹拌手段の端部に、前記撹拌駆動手段と、この撹拌駆動手段とほぼ同一の形状を有する撹拌補助部材とが設けられていることを特徴とする現像装置である。
【0023】本出願に係る第6の発明は現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、前記現像剤の安息角θ以上の角度の前記現像剤収納容器内の底面と、を有する現像装置において、前記現像剤担持体と前記撹拌手段との中心間距離が約29mmで、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤収納容器内の底面の起点との距離が約27mmで、前記撹拌手段の中心と前記現像剤収納容器内の底面の起点との距離が約18mmであることを特徴とする現像装置である。
【0024】本出願に係る第7の発明は画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に該現像剤を充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記現像剤を前記現像剤収納容器内に密封する為の現像剤密封材と、を有する現像装置と、を有し、前記現像剤密封材が前記充填口に装着された際、前記現像剤収納容器の内壁と前記現像剤密封材の端面が略同一面であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0025】本出願に係る第8の発明は画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に該現像剤を充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記現像剤を前記現像剤収納容器内に密封する為の現像剤密封材と、を有する現像装置とを有し、前記現像剤密封材が前記充填口に装着された際、前記現像剤密封材は、その断面の上部の面の水平面からの角度が現像剤の安息角θ以上であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0026】本出願に係る第9の発明は画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置とを有し、前記現像剤収納容器は、その内部の隅部が、現像剤が残留しない曲率以上の曲率を持つ曲面であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0027】本出願に係る第10の発明は画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置とを有し、前記撹拌手段曲げ部と前記現像剤収納容器の内壁との隙間が前記撹拌手段曲げ部と前記現像剤収納容器の内壁間に現像剤が残留しない隙間以下の隙間であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0028】本出願に係る第11の発明は画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、 前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置とを有し、前記撹拌手段の端部に、前記撹拌駆動手段と、それとほぼ同一の形状を有する撹拌補助部材とが設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0029】本出願に係る第12の発明は画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、a.電子写真感光体ドラムと、b.現像剤を収容した現像剤収納容器と、該現像剤収納容器内の現像剤を電子写真感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収納容器内の現像剤を前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、前記現像剤の安息角θ以上の角度の前記現像剤収納容器内の底面と、を有する現像装置とを有し、前記現像剤担持体と前記撹拌手段との中心間距離が約29mmで、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤収納容器内の底面の起点との距離が約27mmで、前記撹拌手段の中心と前記現像剤収納容器内の底面の起点との距離が約18mmであることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0030】本出願に係る第13の発明は前記プロセスカートリッジとは、帯電手段、またはクリーニング手段と現像手段及び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画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである第7から第12の発明の何れか1つに記載のプロセスカートリッジである。
【0031】本出願に係る第14の発明は前記プロセスカートリッジとは、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つと現像手段、及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである第7から第12の発明の何れか1つに記載のプロセスカートリッジである。
【0032】本出願に係る第15の発明は前記プロセスカートリッジとは、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものである第7から第12の発明の何れか1つに記載のプロセスカートリッジである。
【0033】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)本発明の実施の形態1に係るプロセスカートリッジ及びプロセスカートリッジを用いる画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【0034】この画像形成装置Aは図1に示すように、光学系1から画像情報に基づいたレーザー光像を照射して像担持体として設けた電子写真感光体である感光体ドラム7に現像剤(以下トナー)像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して被記録材2を給紙カセット3aからピックアップローラ3b及び給送ローラ3c、搬送ローラ3d、レジストローラー3c等からなる搬送手段3で搬送し、且つプロセスカートリッジBとしてカートリッジ化された画像形成部に於いて前記感光体ドラム7に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ4に電圧印加することによって被記録材2に転写し、その被記録材2をガイド板3fでガイドして定着手段5へと搬送する。この定着手段5は駆動ローラ5a及びヒータ5bを内蔵する定着ローラ5cからなり、通過する被記録材2を排出ローラ対3g,3hで搬送し、反転搬送路を通して排出部6へと排出する如く構成している。尚、この画像形成装置Aは手差しトレイ3i及びローラ3jによって手差し給紙も可能である。
【0035】前記画像形成部を構成するプロセスカートリッジBは、図2に示すように、電子写真感光体である感光体ドラム7を回転してその表面を帯電手段8によって一様に帯電し、前記光学系1からの光像を露光開口9を介して感光体ドラム7に露光して潜像を形成し、現像手段10で前記潜像に応じたトナー像を形成することにより可視像化する。そして前記転写手段4でトナー像を被記録材2に転写した後は、クリーニング手段11によって感光体ドラム7に残留したトナーを除去するように構成している。
【0036】尚、前記プロセスカートリッジBは撹拌部材10aを配したトナー溜め等を有する第一枠体であるトナー容器(現像剤収納容器)12と、中心にマグネット10bを有する現像スリーブ10c等を有する第二枠体である現像容器15と、感光体ドラム7やクリーニング手段11等を有する第三枠体であるクリーニング容器13とによって構成している。
【0037】トナー容器12はシール部材(不図示)で開口部を密封されて内部にトナーを充填され、現像容器15と接して例えば超音波溶着されて一体化されている。
【0038】装置本体14の上部の開閉カバー19をヒンジ19aを中心にして上方へ向って開くと、装置本体14の左右の内壁には不図示のガイドレールが設けられており、プロセスカートリッジBの長手方向両端に設けた不図示のガイド部材を前記ガイドレールに挿入してガイドレールによってプロセスカートリッジBは図1の位置に着脱されるようになっている。
【0039】次に前記画像形成装置A及びこれに装填するプロセスカートリッジBの各部の構成について詳細に説明する。
【0040】{プロセスカートリッジ}ここでプロセスカートリッジBとは帯電手段(装置)8、現像手段(装置)10、または、クリーニング手段11と電子写真感光体ドラム7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14に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも1つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【0041】現像装置10は、トナーを担持して搬送する現像剤担持体である現像スリーブ10cと、該現像スリーブ10c上のトナー層を規制する現像ブレード18と、該現像スリーブ10cと該現像ブレード18等を有する現像容器15と、トナーを撹拌する撹拌部材10aと、トナーを充填するトナー充填口(後述)及び該トナー充填口に取り付けられているトナーキャップ(後述)等を有するトナー容器12を備えている。
【0042】{撹拌機構}図3はトナー容器12を図2に示す矢印方向A1から見た図を示す。
【0043】図3に示すように現像装置10のトナー容器12内には、撹拌部材10aが配設されている。
【0044】撹拌部材10aの一端には、該撹拌部材10aの駆動手段である撹拌軸22が取り付けられており、該撹拌部材10aと該撹拌軸22は、不図示の駆動手段によって図2に示す矢印R1方向(図2参照)に共に回転駆動される。また、図4に示す撹拌軸22の構成は、その中心に撹拌部材10aの一端を取り付ける為の穴22aを有し、トナー容器12の穴部(不図示)に係合する筒部22bを有し、その筒部の外周に形成され、トナー容器12の内面12aに係合して抜け止めを図る爪部22cと、前記筒部22bの外周に形成され、前記撹拌部材10aの回り止めを図る切り欠き22dと、筒部22bの一端の外径に形成され、外部の駆動手段(不図示)によって駆動される為のジョイント部22eとを有している。
【0045】また、トナー容器長手方向の外端面12bと前記ジョイント部22eとの間には、撹拌軸22の筒部22bに係合する穴を有する円板状の弾性部材23がある。通常、該弾性部材23は、モルトプレーンや、羊毛、またはオイルシールが用いられる。この弾性部材23の厚みが、トナー容器外端面12bと前記ジョイント部22eとの隙間より厚いため、撹拌軸22は図3中矢印A2の方向へ付勢され、爪部22cで位置決めする構成となっている。なお爪部22cは背部22c1が組立時にトナー容器12の長手方向の端壁に設けた穴12iに挿入する際に撹拌軸22の中心へ向って押されるように斜めとなっており、且つ爪部22cの両側及び先端は切り込み22fでもって切り離されていて根本22c2が撹拌軸22とつらなり一体とされている。
【0046】上記撹拌部材10aは、例えばステンレス鋼などの非磁性金属材料からなる棒(本例)または板状部材でクランク状に成形され、一方の軸部10aaが撹拌軸22の穴22aに嵌合すると共にクランクアーム10acが切り欠き22dに嵌め込まれており、撹拌軸22が回転するとクランク軸に該当する軸部10aaを中心に回転し、クランクピンに該当するピン部10abが、図2に示す矢印R1方向に回転することによって、トナー容器12内のトナーを崩してこれを現像スリーブ10cの方向へ移動させる機能を果たす。
【0047】プロセスカートリッジBは、感光体ドラム7を回転してその表面を帯電手段8によって一様に帯電し、画像形成装置Aの光学系1からの光像を露光開口部9を通じて感光体ドラム7に露光して潜像を形成し、現像手段10の有する現像ブレード18により現像スリーブ10c上に形成された均一なトナー層を感光体ドラム7に前記潜像に応じたトナー像とすることにより可視像化する。なお、トナー容器12中のトナーは撹拌部材10aによって現像スリーブ10cにむけて送られる。
【0048】そして転写手段4でトナー像を被記録材2に転写した後は、クリーニングブレード11aによって感光体ドラム7に残留したトナーを除去するように構成している。このクリーニング手段11は上記クリーニングブレード11aとクリーニングブレード11aで掻き落とした感光体ドラム7上の残留トナーを廃トナー溜11cへ導くスクイシート11bを備えている。
【0049】{トナーキャップ(現像剤密封材)}図5に示す実施の形態1において、トナー容器12の長手方向の側壁の内面12aにはトナー充填口25が成形されており、このトナー充填口25に(図6に示す)着脱可能なトナーキャップ24を取付ける事により、トナー容器12内にトナーを密封している。
【0050】図6は、実施の形態1のトナーキャップ24及びトナー充填口25を示す図である。通常トナーキャップは樹脂の成型体、例えばポリエチレンで作られるもので、本実施の形態のトナーキャップ24の形状は、トナー充填口25内に挿入される筒部24aと、その筒部の外周に形成され、トナー充填口25の内壁に係合してトナー漏れを防ぐ為のシール部24bと、筒部24aの一端を閉じる端板である閉鎖部24cと、筒部24aの他端の外径に形成され、組立時、トナー容器12のトナー充填口25の外端面12bに位置するフランジ部24dと、更にはフランジ部24dの外径の一部にトナー容器12の穴部12eに係合する為の引っかけ部24eを有している。トナー容器12の穴部12eは充填口25の外側で充填口25の中心線と平行に設けた突出部12hに設けられている。また、引っかけ部24eを備えるばね部24gはトナーキャップ24の中心線と平行で細長い。上記の構成にすることにより、図7に示すように、本実施の形態のトナーキャップの閉鎖部24cが、トナー容器12の内面12aより内側に突出せず、内面12aとほぼ同一面になるような構成にすることが出来る。
【0051】即ち、フランジ部24dがトナー容器12の充填口25の外端面12bに突き当たった時、引っ掛け部24eがトナー容器の穴部12eに係合するような寸法関係に設定することで、トナー容器12に対するトナーキャップ24の位置を内面12aと閉鎖部24cが同一面となるように常に一定に保つことが出来、トナー容器の内面12aよりトナーキャップの閉鎖部24cが内側に突出しないように設定できる。
【0052】よって、従来、容器内面12aより内部にトナーキャップの一部が突き出ている事により残留していた、トナーの少量化を図ることが出来る。
【0053】{撹拌機構}図3に実施の形態1に係る撹拌機構を示す。
【0054】本実施の形態では、撹拌部材10aのクランクアーム10acと、トナー容器12の内面12aとの隙間Xを1mm以下に設定する。これにより、従来の撹拌機構よりトナー容器内面12aに近い隙間Xにあるトナーを搬送することができる。
【0055】よって、従来、撹拌部材10aのクランクアーム10acと、トナー容器の内面12aとの隙間Xに残留していたトナーを体積でおよそ10cm3(従来の隙間は3mm程度であり隙間を3mmとした場合)減らすことが出来る。
【0056】{容器底面}図5に示す実施の形態において、前記プロセスカートリッジのトナー容器12と、現像容器15はそれぞれ箱型に構成されており、開口部15bを有している。また現像容器15は、夫々現像容器15の長手方向の両端壁に端部が達する円筒状の現像スリーブ10cと長方形状の現像ブレード18とでほぼ密閉され、トナー容器12と開口部15bを介して連通するように溶着されている。トナー室底面12fの平面部分12f1と現像容器底面(平面)15aの間は断面で見て円弧12f2で滑らかに接している。
【0057】ここで、本実施の形態では、トナー室底面12fの平面部と平面である現像容器15の底面15aの交るところの起点Eと現像室底面15aと現像スリーブ10cと撹拌部材10aの位置関係を、図5に示すように設定する。各部の寸法は、次の表1に示す。
ただし、A:現像スリーブ10cの中心と撹拌部材10aの中心間距離B:現像スリーブ10cの中心と起点E間距離C:撹拌部材10aの中心と起点E間距離表1 本実施の形態と従来例の寸法
なお、現像スリーブ10cの直径は16mm、撹拌部材10aの半径は10mmであり、トナー室底面12fの角度は、底面上にトナーが残留しないようにトナーの安息角θ以上に設定されている。
【0058】上記のトナー容器の構成にすることにより、以下の表2の実験結果に示されているように従来トナー室底面12f下方に残留していたトナーのおよそ7割を減量することが出来る。
【0059】表2 実験結果
{容器隅部}図5に示す実施の形態1において、トナー容器12と現像容器15の構成については、前述した(容器底面)での説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0060】本実施の形態においては、図8に示すように前記プロセスカートリッジのトナー容器12内の底面12fと両側の端壁の内面12aとの隅部12cを半径4mm以上の円弧形断面に設定する。これにより、従来トナー容器12内の隅部12cに残留していたトナーの領域の一部に容器の肉部がある為、その部分はトナーが残留しない。よって、トナー容器内の隅部12cに残留しているトナーの少量化を図ることが出来る。また前記隅部の半径は大きい程、残留トナー量は少なくなる。
【0061】この実施の形態1において、トナーキャップ24及び撹拌部材10aはトナー容器12は斜面12dの下方に撹拌部材10aの半径よりも大きな半径で凹部12jを設けた図19に示すトナー容器12、及び図5に示すトナー室底面12fを平面部分12f1と円弧12f2で滑かに結び、又は、これと併せてトナー容器12内の底面と長手方向の端壁との間の隅部12cを半径4mm以上の円弧形断面とするトナー容器12に適用できる。
【0062】この実施の形態1ではトナーキャップ、撹拌機構、容器底面、容器隅部の何れか1つ以上を実施することでトナー容器12に残留して現像に供されないトナーを少くする効果があり、総てを実施することで上記トナーを少くする効果を最大とすることができる。
【0063】(実施の形態2)次に本発明の実施の形態2を図9に基づいて説明する。なお、図9は本発明の実施の形態2における、図5に示す現像装置10周辺の断面図である。
【0064】{トナーキャップ}図9は、実施の形態2におけるトナーキャップ26及びトナー充填口27を示す図である。通常トナーキャップは樹脂の成型体、例えばポリエチレンで作られるもので、本実施の形態のトナーキャップ26の形状は、トナー充填口27内に挿入される筒部26aと、その筒部の外周に形成され、トナー充填口27の内面に係合してトナー漏れを防ぐ為のシール部26bと、筒部26aを閉じる閉鎖部26cと、トナーキャップを回す為の取っ手部26dと、更には筒部26aの外周の一部に形成され、トナー容器12の切り欠き部12gに係合する為の突起26eを有している。この切り欠き部12gはトナー充填口27の外端面27aから、充填口27の中心線に平行に切り込んで奥側を鍵形としたものである。上記の構成にすることにより、突起26eを切り欠き部12gに合せてトナーキャップ26をトナー充填口27へ嵌入して押し込むと、突起26eは切り欠き部12gの充填口27の中心線に平行な直線溝12g1を進んで行き止る。ここで取っ手部26dを用いてトナーキャップ26を回転すると、突起26eは斜設した鍵形部12g2を進み、鍵形部12g2の末端12g3に当り、一旦トナー容器内へ突出した閉鎖部26cは後退して、トナー容器内面12aとトナーキャップ26の先端面である閉鎖部26cは同一面となる。これによって、本実施の形態のトナーキャップ26の一部が、トナー容器の内面12aより内側に突出せず、内面12aと閉鎖部26cとをほぼ同一面になるような構成にすることが出来る。
【0065】即ち、トナーキャップ26を、突起26eがトナー容器の切り欠き12gに沿うようにトナー充填口27内に挿入する。
【0066】この後トナーキャップの取っ手部26dを用い、切り欠き12gの奥に突起26eを突き当てるようにトナーキャップ26を図9(b)に示す矢印のように右に回す。この時に、突起26eと切り欠き12gの位置関係を、トナーキャップの閉鎖部26cがトナー容器の内面12aより内側にないようにする。これにより、トナー容器12に対するトナーキャップ26の位置を常に一定に保つことが出来、トナー容器の内面12aよりトナーキャップの閉鎖部26cが内側に突出しない。
【0067】よって、従来トナー容器内面12aより内部にトナーキャップの一部が突き出ている事により残留していた、トナーの少量化を図ることが出来る。
【0068】{撹拌機構}図10に示す実施の形態2に係る撹拌機構を構成する要素のうち、図3に示した撹拌機構と同様の構成である箇所には同一符号を付し、以下それらについての説明は省略する。
【0069】図10に示す本実施の形態の撹拌機構は、クランク状に成形された撹拌部材10aと、その一端に設けられた前記撹拌部材10aの駆動手段である撹拌軸22とで構成されている。また、撹拌部材10aの他端にも、前記撹拌軸22と略同一形状である撹拌補助部材33が取り付けられている。ただし、この他端に取り付けられている撹拌補助部材33は、前記撹拌部材10aの駆動手段である必要はないので、外部とのジョイント部は存在しない。
【0070】上記の構成にすることにより、撹拌補助部材33の爪部33cがトナー容器内面12aの近傍のトナーを搬送するのでトナー容器内面12aの近傍のトナーは残留しない。この実施の形態2のトナーキャップ、撹拌機構は夫々別個に実施して効果があり、何れか又は両者を底面円滑又は及び隅部を大きくした図5のトナー容器と併せて効果を大きくできる。又図19のトナー容器に適用しても効果がある。
【0071】(実施の形態3)次に本発明の実施の形態3を図11、図12、図13に基づいて説明する。なお、図11は、本実施の形態のトナーキャップ28及びトナー充填口29の断面図であり、図12は、本実施の形態のトナーキャップ21をトナー充填口29に挿入した際の断面図である。
【0072】(トナーキャップ)通常トナーキャップは樹脂の成型体、例えばポリエチレンで作られるもので、図11に示す本実施の形態のトナーキャップ28の形状は、トナー充填口29内に挿入される筒部28aと、その筒部の外周に形成され、トナー充填口29の内面29bに係合してトナー漏れを防ぐ為のシール部28bと、筒部28aの一端を閉じる端板である閉鎖部28cと、筒部28aの他端の外周に形成され、トナー容器12の充填口29の外端面12bに弾性部材30を間にして位置する第一のフランジ部28dと、更には筒部28aの一端に設けられトナー容器12の内面とトナー充填口29との角に設けた窪み29aと係合する第二のフランジ部28eを有している。
【0073】また、トナー容器12の外端面12bとの第一のフランジ部28dとの間には、トナーキャップ筒部28aに係合する内周を有する円環状の弾性部材30がある。本実施の形態では該弾性部材30の材質は、モルトプレーンであるが、羊毛、オイルシールでも良い。この弾性部材30の厚みは、組立状態におけるトナー容器12の外端面12bと第一のフランジ28dとの隙間より厚くする。
【0074】上記の構成にすることにより、本実施の形態のトナーキャップ28の一部が、トナー容器12の内面12aより内側に突出せず、内面12aと閉鎖部28とがほぼ同一面になるような構成にすることが出来る。
【0075】即ち、図12に示すように、前記弾性部材30をトナーキャップ28の筒部28aに挿入した状態で、トナーキャップ28をトナー充填口29内に挿入する。この時、弾性部材30が圧縮されて縮むので第二のフランジ部28eが容器内面の窪み29aを越える。
【0076】この後、前記弾性部材30の厚みが、トナー容器12の充填口29の外端面12bと第一のフランジ部28dとの間の隙間より厚いため、トナーキャップ28は図中矢印A3の方向へ付勢され、トナーキャップ28の第二のフランジ部28eがトナー容器の窪み29aと係合し、トナーキャップ28の抜け止めとなる。よって、トナー容器12に対するトナーキャップ28の位置を常に一定に保つことが出来、トナー容器12の内面12aよりトナーキャップ28の閉鎖部28cが内側に突出しない。
【0077】ただし、前記弾性部材30の厚みは、トナーキャップ28をトナー充填口29内に挿入でき、且つトナーキャップ28を挿入する力を除去した後トナーキャップの第二のフランジ部28eがトナー容器の窪み29aと係合するまでトナーキャップが戻ることが出来、且つトナーキャップ28が抜け出ないような適正の値にすることが必要である。
【0078】よって、従来、容器内面12aより内部にトナーキャップ28の一部が突き出ている事により残留していた、トナーの少量化を図ることが出来る。
【0079】(実施の形態4)次に本発明の実施の形態4を図14〜図16に基づいて説明する。なお、図14は現像装置の縦断面図、図15は、本実施の形態のトナーキャップ31を挿入した際の現像装置10周辺の断面図、図16は本実施の形態のトナーキャップ31の断面図であり、図14においては、図19に示したと同一要素には同一符号を付しており、以下それらについての説明は省略する。
【0080】(トナーキャップ)図14〜図16は、実施の形態4におけるトナーキャップ31及びトナー充填口32を示す図である。通常、トナーキャップ31は樹脂の成型体、例えばポリエチレンで作られるもので、本実施の形態のトナーキャップ31の形状は、トナー充填口32内に挿入される断面が三角筒状である筒部31aと、その筒部31aの外周に形成され、断面三角形のトナー充填口32の内面に係合してトナー漏れを防ぐ為のシール部31bと、その筒部31aの外周に形成され、トナー容器の内面12aに係合してトナーキャップ31の抜け止めを図る突起31cと、筒部31aの一端を閉じる端板である閉鎖部31dと、更には筒部他端の外径に形成され、トナー容器12の充填口32の外端面12bに接する位置に位置するフランジ部31eを有している。閉鎖部31dと突起31cはトナーキャップ31の挿入方向において離れている。
【0081】ここで、トナーキャップ31の断面の三角形状は、上側の隣り合う二つの斜面31fの角度が、トナーの安息角θ以上(本実施の形態ではθ+10°=65°)である。
【0082】上記においてトナー容器内面12aとフランジ部31eまでの距離L1はフランジ31eから突起31cまでの距離L1と等しくなっている。従って、トナーキャップ31をトナー充填口32に嵌入すると、図15に示すように突起31cが内面12aのすぐ前に出ると共にフランジ31eは充填口32の外端面12bに接する。
【0083】上記の構成にすることにより、本実施の形態のトナーキャップ31をトナー充填口32内に挿入した際、トナー容器12内に突き出ているトナーキャップ31の一部の上側に、トナーが残留することはない。
【0084】よって、従来、容器内面12aより内部に突き出ている円筒状のトナーキャップの一部の上側に残留していた、トナーの少量化を図ることが出来る。
【0085】本実施の形態のトナーキャップ31の断面形状は、三角形であったが、その断面の上部が二つの面のみで、その二つの面の水平面からの角度が現像剤の安息角θ以上であれば、その他の形状は制限されない。したがって、トナーキャップ31の断面形状は、図17に示す四角形でも、また図18に示す扇形であっても本実施の形態と同様の効果が得られる。
【0086】上述各実施の形態はトナーキャップ、撹拌機構、容器底面、容器隅部についてのべたがこれらは何れの1つを実施しても、トナー容器におけるトナーを現像部材へ送った後に残留するトナーを少くする効果があり、何れか1つ以上を組合せることにより上記効果を向上させ、総てを実施することにより最大の効果を発揮するものである。
【0087】
【発明の効果】以上説明したように、実施の形態に用いた用語を一部用いると、本発明の第1の発明は、トナーを収容したトナー容器と、該トナー容器に該トナーを充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記トナーを前記トナー容器内に密封する為のトナーキャップと、を有する現像装置が、前記トナーキャップが前記充填口に装着された際、前記トナー容器の内壁と前記トナーキャップの端面が略同一面であることを特徴とするため、前記トナーキャップの上部及び前記トナー容器の底面との隙間に、トナーが残留しない。よって、画像白抜け時の前記トナー容器内の残留トナーの少ない現像装置を提供できる。
【0088】また、本発明の第2の発明は、トナーを収容したトナー容器と、該トナー容器に該トナーを充填する為の充填口と、該充填口に装着可能で前記トナーを前記トナー容器内に密封する為のトナーキャップと、を有する現像装置が、前記トナーキャップが前記充填口に装着された際、前記トナーキャップが、その断面の上部の面の水平面からの角度が現像剤の安息角θ以上であることを特徴とするため、前記トナー容器の内部の前記トナーキャップの上部にトナーが残留しない。よって、画像白抜け時の前記トナー容器内の残留トナーの少ない現像装置を提供できる。
【0089】また、本発明の第3の発明は、トナーを収容したトナー容器と、該トナー容器内のトナーを感光体ドラムに供給する現像剤担持体と、前記トナー容器内のトナーを前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置が、前記トナー容器の内部の隅部が、トナーが残留しない曲率の曲面であることを特徴とするため、前記トナー容器の内部の隅部に、トナーが残留しない。よって、画像白抜け時の前記トナー容器内の残留トナーの少ない現像装置を提供できる。
【0090】また、本発明の第4の発明は、トナーを収容したトナー容器と、該トナー容器内のトナーを感光体ドラムに供給する現像剤担持体と、前記トナー容器内のトナーを前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置が、前記撹拌手段と前記トナー容器の内壁との隙間がトナーが残留しない隙間以下であることを特徴とするため、前記トナー容器の内面近傍に、トナーが残留しない。よって、画像白抜け時の前記トナー容器内の残留トナーの少ない現像装置を提供できる。
【0091】また、本発明の第5の発明は、トナーを収容したトナー容器と、該トナー容器内のトナーを感光体ドラムに供給する現像剤担持体と、前記トナー容器内のトナーを前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、を有する現像装置が、前記撹拌手段の端部に、前記撹拌駆動手段と、この撹拌駆動手段とほぼ同一の形状を有する撹拌補助部材とが設けられていることを特徴とするため、前記トナー容器の内面近傍に、トナーが残留しない。よって、画像白抜け時の前記トナー容器内の残留トナーの少ない現像装置を提供できる。
【0092】また、本発明の第6の発明は、トナーを収容したトナー容器と、該トナー容器内のトナーを感光体ドラムに供給する現像剤担持体と、前記トナー容器内のトナーを前記現像剤担持体に向けて移動させる、回転自在で且つその端部近傍に曲げ部を有する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動させる撹拌駆動手段と、前記トナーの安息角以上の角度の前記トナー容器内の底面と、を有する現像装置が、前記現像剤担持体と前記撹拌手段との中心間距離が29mmで、前記現像剤担持体の中心と前記トナー容器内の底面の起点との距離が27mmで、前記撹拌手段の中心と前記トナー容器内の底面の起点との距離が18mmであることを特徴とするため、前記トナー容器内の底面に、トナーが残留しない。よって、画像白抜け時の前記トナー容器内の残留トナーの少ない現像装置を提供できる。
【0093】本発明の第7から第12の夫々の発明は、プロセスカートリッジにおいて、上記第1から第6の夫々発明の効果と同じ効果を奏する。
【0094】本発明の第13から第15の発明に第7から第12の発明を適用して好適な効果を奏する。




 

 


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