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発明の名称 トナー収納装置、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置
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11−174836
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−354127
出願日 平成9年(1997)12月8日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
発明者 小熊 徹
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】以下の構成を持つことを特徴とするトナー収納装置。
1.トナーを収納するトナー容器2.トナー容器内のトナーを攪拌または搬送するための回転体3.前記トナー容器に同軸上に取り付けられた径の異なる複数のオイルシール4.前記複数のオイルシールは前記トナー容器から離れた位置にあるものほど径が大きい5.前記複数のオイルシールと係合するための径の異なる軸部を同軸上に持ち、前記回転体を回転可能に保持する回転保持部材【請求項2】以下の構成を持つことを特徴とするトナー収納装置。
1.トナーを収納するトナー容器2.トナー容器内のトナーを攪拌または搬送するための回転体3.前記トナー容器に取り付けられた第1のオイルシール4.第1のオイルシールと同軸上で、かつ、第1のオイルシールよりも外側に取り付けられ、第1のオイルシールよりも内径の大きい第2のオイルシール5.前記第1及び第2のオイルシールと係合するための径の異なる第1および第2の軸部を同軸上に持ち、前記回転体を回転可能に保持する回転保持部材6.前記回転保持部材は、前記第1および第2の軸部の段差面に、軸方向の凹部を持つ【請求項3】 請求項1または2に記載のトナー収納装置を備えた現像装置。
【請求項4】 請求項1または2に記載のトナー収納装置を備えた、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ。
【請求項5】 請求項1または2に記載のトナー収納装置を備えた画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トナー収納装置、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば電子写真を用いた画像形成装置では、その使用が長時間に及ぶと感光体ドラムの交換、現像剤(トナー)の補給や交換、その他(帯電器、クリーナ容器など)の調整・清掃・交換が必要となるが、このような保守作業は専門知識を有するサービスマン以外は事業上困難であった。
【0003】この不具合を解決する手段として、像担持体(感光体ドラム)、現像装置、クリーニング装置などの画像形成手段をユニットとして一体化した、画像形成装置本体に対して容易に着脱交換自在のプロセスカートリッジが製品化されている。
【0004】これにより、上記プロセス機器についてメンテナンスの必要が生じれば、使用者が自ら簡単に保守・交換を行うことが可能となり、高品位な画質を安価に、また、容易に得られるようになった。
【0005】図6はそのようなプロセスカートリッジの一例の横断面模型図である。このプロセスカートリッジは、像担持体である電子写真感光体ドラム51の周囲に、帯電手段52、現像手段53、及びクリーニング手段54を配置し、枠体56・57からなるハウジングで覆って一体的にカートリッジとし、画像形成装置本体に対して着脱自在な構成としている。
【0006】現像手段53には、現像剤であるトナーを収納するトナー容器55と、トナーを攪拌・搬送するための回転体58を有するトナー収納装置を連設させてある。回転体58は駆動側の駆動源からの駆動力を受ける回転保持部材59と非駆動側の軸受とに保持されており、容器55との間隙から容器外へトナーが漏れるのを防止するために、オイルシールを使用している。
【0007】図7は回転保持部材59の取付部分の断面図である。回転保持部材59は枠体57の軸受部に嵌合している。軸受の嵌合部の内側にはオイルシール60が圧入され、このオイルシールのリップ60aと回転保持材59が係合することによってトナー漏れを防止している。Gは回転保持部材59を回転させる駆動ギアである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記したようなオイルシール60を用いたトナーシール方法では以下のような問題点があった。
【0009】プロセスカートリッジや現像装置は小型化・低コスト化が進み、前記した回転保持部材59の軸受構成も簡略化されるため、例えばボールベアリング等を用いた場合のような安定した回転を得にくい。これため、軸とオイルシールの接触状態が不安定になり、トナー漏れが発生するおそれがあった。
【0010】また、プリンタや複写機などのプロセスカートリッジはユーザーが交換作業を行なうが、この際カートリッジに衝撃が加わったりするとトナー漏れが発生することも考えられる。トナー漏れが発生して摺動部にトナーが入り込んだ状態で軸が回転すると軸受部材にトナーが融着しトルクアップの原因となったり、軸がロックしてしまうおそれがある。また、トルクアップすることによって感光体ドラムや現像スリーブに回転むらが発生して、画像に悪影響を与えるおそれがあった。
【0011】本発明の目的は、上記問題点を解決し、オイルシール部からのトナー漏れに起因するトルクアツプや、画像への悪影響を防止したトナー収納装置、並びにこれを備えた現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特徴とするトナー収納装置、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置である。
【0013】(1)以下の構成を持つことを特徴とするトナー収納装置。
【0014】1.トナーを収納するトナー容器2.トナー容器内のトナーを攪拌または搬送するための回転体3.前記トナー容器に同軸上に取り付けられた径の異なる複数のオイルシール4.前記複数のオイルシールは前記トナー容器から離れた位置にあるものほど径が大きい5.前記複数のオイルシールと係合するための径の異なる軸部を同軸上に持ち、前記回転体を回転可能に保持する回転保持部材(2)以下の構成を持つことを特徴とするトナー収納装置。
【0015】1.トナーを収納するトナー容器2.トナー容器内のトナーを攪拌または搬送するための回転体3.前記トナー容器に取り付けられた第1のオイルシール4.第1のオイルシールと同軸上で、かつ、第1のオイルシールよりも外側に取り付けられ、第1のオイルシールよりも内径の大きい第2のオイルシール5.前記第1及び第2のオイルシールと係合するための径の異なる第1および第2の軸部を同軸上に持ち、前記回転体を回転可能に保持する回転保持部材6.前記回転保持部材は、前記第1および第2の軸部の段差面に、軸方向の凹部を持つ(3)前記(1)または(2)に記載のトナー収納装置を備えた現像装置。
【0016】(4)前記(1)または(2)に記載のトナー収納装置を備えた、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ。
【0017】(5)前記(1)または(2)に記載のトナー収納装置を備えた画像形成装置。
【0018】
【発明の実施の形態】〈第1の実施例〉(1)画像形成装置例図1は画像形成装置例の概略構成図である。本例の画像形成装置Aは、転写式電子写真プロセス利用、プロセスカートリッジ着脱式のレーザービームプリンタである。
【0019】7は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光体ドラムと記す)であり、矢印の時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。
【0020】8は帯電手段としての帯電ローラであり、感光体ドラム7に当接していて、かつ所定の帯電バイアスが印加されることで、回転感光ドラム7面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。
【0021】1は回転感光ドラム7の帯電処理面に対して目的の画像情報の書き込み露光を行う光学手段としてのレーザースキャナである。このレーザースキャナ1は、画像情報に応じて発光したレーザー光源(不図示)からの光を回転するポリゴンミラー1aで走査すると共に、レンズ1bおよび反射ミラー1cを介して回転感光体ドラム7の帯電処理面を走査露光して回転感光ドラム1面に目的の画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【0022】9は現像手段であり、回転感光ドラム1面の静電潜像をトナー像として現像する。現像手段9のトナー容器9aにはトナーTが収納されており、このトナーTは攪拌部材11により現像容器9bに送り出される。現像容器9b内に送られたトナーは、現像部材としての本例ではマグネットローラーを内包した現像スリーブ12の回転にともなって現像ブレードによって摩擦帯電電荷を付与され、現像スリーブ12の表面にトナー層を形成する。そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム7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。現像スリーブ12には所定の現像バイアスが所定のタイミングで印加される。
【0023】回転感光体ドラム7に対する上記のトナー像の形成と同期して、給紙カセット3a内の記録媒体(転写材)2が、ピックアップローラ3b、搬送ローラ対3c・3d、レジストローラ対3e等からなる搬送手段3で反転搬送されて、回転感光体ドラム7とこれに当接させた転写手段としての転写ローラ4との圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングで給紙される。
【0024】そして転写ローラ4にはトナー像と逆極性の所定の転写バイアスが印加されて、転写ニップ部に給紙された記録媒体2の面に回転感光体ドラム7面側のトナー像が順次に転写される。
【0025】転写ニップ部を通過した記録媒体は回転感光体ドラム7面から順次に分離され、ガイド3fで定着手段5へ導入されてトナー像の定着処理を受ける。本例における定着手段5は、ヒータ5aを内蔵する定着ローラ5b及び該ローラ5bに記録媒体2を押圧して搬送する駆動ローラ5cからなるヒートローラタイプのものである。
【0026】定着手段5を出た記録媒体2は、排出ローラ対3g・3h・3iを有する反転経路3jを通してフェースダウン排出部6に排出される。あるいはフラッパ3kによる排出経路切り替えにより、排出ローラ対3mにより不図示のフェースアップ排出部に排出される。
【0027】一方、記録媒体2に対するトナー像転写後の回転感光体ドラム7はクリーニング手段17により転写残りトナー等の残留付着物の除去を受けて繰り返して作像に供される。
【0028】(2)プロセスカートリッジB(図2)
図2に本実施例の画像形成装置におけるプロセスカートリッジBの拡大横断面模型図を示した。
【0029】本実施例の画像形成装置において、プロセスカートリッジBは、像担持体である電子写真感光体ドラム7の周囲に、帯電手段8、現像手段9、及びクリーニング手段17を配置して一体的にカートリッジとし、画像形成装置本体に対して着脱自在な構成としている。
【0030】感光体ドラム7等の各部品は、トナー容器9aと現像容器9bとを結合し、これにクリーニング枠体17aを結合して構成したハウジング内に収納してカートリッジ化し、このプロセスカートリッジBを画像形成装置本体14側に設けたカートリッジ装着手段(不図示)に対して着脱可能に装着するものである。
【0031】本実施例におけるプロセスカートリッジBは、上述したように、トナー容器9a、現像容器9b及びクリーニング枠体17aを結合してハウジングを構成しているが、次にその構成について説明する。
【0032】トナー容器9aはトナー収納部9cを形成するとともにトナー攪拌部材11が回転保持部材としての攪拌軸10に係合して回動可能に取り付けられている。また現像容器9bにマグネットローラー19を内包した現像スリーブ12および現像ブレード13を取り付け、さらに現像スリーブ12の近傍には現像室内のトナーを循環させる攪拌部材20を回動可能に取り付けている。そしてトナー容器9aと現像容器9bを溶着して一体的な現像ユニットを構成している。
【0033】また、クリーニング枠体17aには感光体ドラム7、帯電ローラ8および感光体ドラム7上の残留トナーを掻き落とすためのクリーニングブレード17b等の部品が取り付けられ、さらにプロセスカートリッジBを画像形成装置本体14から取り外しときに感光体ドラム7を、これを保護するドラムシャッタ18を取り付けてクリーニングユニットを構成している。
【0034】そして現像ユニットとクリーニングユニットとをピン21で結合することによって、プロセスカートリッジBを構成する。
【0035】このときクリーニングユニットに取り付けた圧縮バネ22によって現像容器9bを下方へ付勢することにより、現像スリーブ12を感光体ドラム7へ確実に押付ける。したがって現像スリーブ12の長手方向両端にスペーサコロ(図示せず)を取り付けることにより、このスペーサコロ(リング)が感光体ドラム7に押し付けられ、感光体ドラム7と現像スリーブ12とが一定間隔をもっ対向する。
【0036】(3)トナー収納装置(図3・図4)
現像手段(現像装置)9において、トナー容器9a・攪拌部材11の部分が現像容器9bに対するトナー収納装置部分である。以下この部分についてさらに述べる。
【0037】図3は現像装置9の縦断平面模型図である。現像装置9の枠体はトナーを収納するトナー容器9aと現像スリーブ12等が取り付けられる現像容器9bから構成される。トナー容器9aに収納されたトナーは攪拌部材11が回転することによって攪拌され、現像容器9b側に送られる。攪拌部材11はトナー容器の軸受部9cと、トナー容器9aに回転可能に取り付けられた回転保持部材としての攪拌軸10によって保持される。攪拌軸10にはギア23が一体に成型されており、スリーブギア24、アイドラギア25を介して駆動力を伝達されて、攪拌部材11を回転駆動する。また攪拌軸10にはスナップフィットの爪10aが形成されており、攪拌軸10がトナー容器9aから抜けるのを防止している。
【0038】攪拌軸10の取り付け部分の断面図を示したのが図4である。トナー容器9aの軸受部9dには回転保持部材である攪拌軸10が回転可能に嵌合している。また、トナー容器内にはトナーを攪拌するため攪拌部材である回転体11が攪拌軸10によって保持されている。軸受部9dにはトナー容器からのトナー漏れを防止するためにオイルシール26、27が取付けられ、攪拌軸10と係合することによってトナーをシールしている。外側のオイルシール27は内側のオイルシール26よりも内径が大きくなっており、攪拌軸10には段差部10bが形成されている。したがってオイルシール26からトナーが漏れた場合でも段差部10bでトナーが止められるため、攪拌軸10の摺動部にトナーが入り込むことを防止できる。また、オイルシール26からのトナー漏れが進行した場合も、外側のオイルシール27でトナーがシールされるため攪拌軸10の摺動部にはトナーが入りにくい。
【0039】即ち、攪拌軸10はトナー容器9aの軸受部9dに嵌合しており、嵌合部分の内側ではトナー漏れを防止するためのオイルシール26および27と係合している。オイルシール26はトナー容器内の多量のトナーの圧力が加わるため、攪拌軸10とオイルシール26のしめしろが攪拌軸の回転にともなって変動したり、落下などの衝撃が加わったりしたときのシールが非常に難しい。
【0040】本実施例の構成では攪拌軸10が2個のオイルシール26・27と係合し、また、外側につけられたオイルシール27は内側のオイルシール26より内径が大きくなっている。このため、攪拌軸10が不安定な回転をしたり、落下などの衝撃が加わって内側のオイルシール26から少量のトナー漏れが発生しても、2個のオイルシールの間にある攪拌軸10の段差部10bでトナーがとめられ、攪拌軸10と軸受部9dの摺動部までトナーが漏れることはない。
【0041】また、トナー漏れが進行して段差部10bを超えてしまった場合でもオイルシール27に加わるトナーの圧力は小さいため、確実にシールすることができ攪拌軸の摺動部にトナーが入り込まない。
【0042】したがって、摺動部にトナーが融着して攪拌軸がロックしてしまったりトルクが高くなって画像に悪影響を与えるといった問題点を解決することができる。
【0043】このようにすることで高精細画像の現像に必須となる粒径の極めて小さいトナーでも確実にシールすることができ、高品質な画像を提供することができる。
【0044】〈第2の具体例〉(図5)
図5は上記第1の実施例と同様の構成をもつプロセスカートリッジのトナー容器9aの攪拌軸10の取り付け部分の断面図である。攪拌部材11、軸受部9d、オイルシール26及び27は第1の実施例と同様の形状である。
【0045】本実施例では、第1の実施例と同様に、トナー容器の軸受部9dには回転保持部材である攪拌軸10が回転可能に嵌合している。また、トナー容器内にはトナーを攪拌するため攪拌部材である回転体11が攪拌軸10によって保持されている。軸受部9dにはトナー容器からのトナー漏れを防止するためにオイルシール26、27が取付けられ、攪拌軸10と係合することによってトナーをシールしている。外側のオイルシール27は内側のオイルシール26よりも内径が大きくなっている。また、攪拌軸10の段差部10bにはトナー留めである凹部10cが形成されている。したがってオイルシール26からトナーが漏れた場合でも凹部10cにトナーが留まるため、オイルシール27にトナーが入りにくく、攪拌軸10の摺動部にトナーが入り込むことを防止できる。
【0046】このように本実施例では攪拌軸10の段差部分10bに、トナー留めとなる凹部10cが設けられている。このため、オイルシール26からトナー漏れが発生しても凹部10cに留まるのでよりトナーが漏れにくくなる。
【0047】以上の実施例ではプロセスカートリッジに用いられるトナー容器について説明したが、この他にもクリーニングユニットの廃トナー容器に取り付けられるトナー送り部材の回転保持部材に適用しても同様の効果が得られる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オイルシール部からのトナー漏れに起因するトルクアツプや、画像への悪影響を防止したトナー収納装置、並びにこれを備えた現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することができる。




 

 


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