(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲にパドルを有する円筒部材の内面に現像剤を通過させる線状部材がメッシュ状となったフィルター部材を締結固定したフィルタを有する現像装置であって、前記円筒部材と前記フィルタ部材の締結固定部は、前記円筒部材の内面から前記フィルター部材を支持させる作業治具を当接しつつ、前記円筒部材の一部を溶融又は軟化させて外面より内面に向けて溶融又は軟化物を押し出すことにより、前記円筒部材の一部を前記フィルター部材の内部には突出することなく該フィルター部材の平面方向に押し広げて溶着固定することを特徴とする現像装置に装着されるフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記溶着固定は、先端面が中央に向かって陥没された凹状である工具ホーンを用いて固定することを特徴とする請求項１記載の現像装置に装着されるフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真、複写機、プリンター、ファクシミリ、或いはこれらの複合機等の画像形成装置において、現像剤中の異物を除去するためのフィルターが装着された現像装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、潜像が形成された感光体ドラムの表面に、トナー（現像剤）供給手段からトナーを供給し、感光体ドラム上で可視像化されたトナー像を転写紙（記録紙）等に転写する画像形成装置が広く利用され、これらの画像形成装置の感光体ドラムへのトナー供給系（又は循環系）には、トナー中の異物を除去したり、トナーの凝集塊をなくすためにフィルターを介在させることが提案されている。
【０００３】
たとえば、特開平６−２０８２９６号公報によれば、現像剤循環経路内にフィルター部材を配置させることにより、現像剤中の異物が電極ワイヤーに蓄積される前に除去する画像形成装置が提案されている。そして、そのフィルター部材としては線状部材を格子状に配置したメッシュ部材等が例示され、このフィルター部材は現像剤の通過性を良くするために現像剤の循環経路内に回動可能に配設された攪拌手段と同心状に配設されている。
【０００４】
また、特開平６−２３６１０５号公報によれば、トナーフィルターを備えた画像形成装置が開示され、その画像形成装置によれば、凝集が少なく不純物を殆ど含まないトナーがトナー担持体に供給され、カブリや現像不足や現像過多等のない鮮明な画像が得られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような画像形成装置において回転体の周辺にフィルターを設置する場合には、回転体の振動などによりフィルターの一部が脱落して回転体がフィルターに干渉することがあった。また、この回転体とフィルターとが干渉すると、こすれなどにより異物の発生が予測され、異物の発生は現像動作中又は転写中に画像不良の原因とされる。
【０００６】
また、近年は資源の有効利用が図られ、クリーニングブレード等のクリーニング装置を用いて感光体ドラムからかき落とされた廃トナーは、ブラシ等により回収されて再利用する回収系を備えた画像形成装置も提案されている。
【０００７】
このような回収系を備えた画像形成装置では、転写紙、その他の部材からの繊維状の埃や紙粉等の異物が廃トナーの回収と同時にその廃トナーに混在するので、回収系の適宜の位置にはこの異物を除去するためのフィルターが装着される。また、このようにトナーをフィルターに通過させるには、一般に振動などを与えるのが好ましく、たとえば、特開平６−２０８２９６号公報と同様に、現像剤の循環経路内に回動可能に配設された攪拌手段と同心状の外周面に配設されている。
【０００８】
従って、このような回収系を備えた画像形成装置において、フィルターが確実に固定されていない場合には、この攪拌手段とフィルターとが干渉して異物の発生原因となる。
【０００９】
そこで、この発明は、現像剤の回収系を備えた画像形成装置においても安定して使用可能な現像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、周囲にパドルを有する円筒部材の内面に現像剤を通過させる線状部材がメッシュ状となったフィルター部材を締結固定したフィルタを有する現像装置であって、前記円筒部材と前記フィルタ部材の締結固定部は、前記円筒部材の内面から前記フィルター部材を支持させる作業治具を当接しつつ、前記円筒部材の一部を溶融又は軟化させて外面より内面に向けて溶融又は軟化物を押し出すことにより、前記円筒部材の一部を前記フィルター部材の内部には突出することなく該フィルター部材の平面方向に押し広げて溶着固定することを特徴とする現像装置に装着されるフィルタの製造方法である。
【００１１】
このように構成すれば、円筒部材の一部は溶融又は軟化されて外面より内面に向けて押し出され、これにより外周の一部には円筒部材の中心に向かって陥没して生じる陥没穴を備える。この陥没樹脂はフィルター部材のメッシュ内に押し込まれるが、このフィルター部材の内周は作業治具により支持されているので陥没樹脂はフィルター部材の内部には突出することなくフィルター部材の平面方向に押し広げられ、フィルター部材の編み目、メッシュ目などに絡まり、締結固定部は、円筒部材の一部がフィルタ部材の内部には突出することなく該フィルター部材の平面方向に押し広げられて溶着固定され、フィルター部材の内部に攪拌手段や搬送手段などの回転手段を装着させても、溶着部が突出してこれらの回転手段と干渉することがなく、溶着樹脂がフィルター部材に絡まり確実に固定される。これにより、回転、攪拌、その他の振動などによりフィルター部材を振動させてもこのフィルター部材が脱落することがない。また、フィルター部材を通過した現像剤は円筒部材の周囲のパドルにより現像ローラに供給させることにより、この現像装置は現像剤の回収系を備えた画像形成装置に適用が可能となる。これにより、現像剤の回収系を備えた画像形成装置においても安定して使用可能な現像装置が提供される。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記溶着固定は、先端面が中央に向かって陥没された凹状である工具ホーンを用いて固定することを特徴とする請求項１記載の現像装置に装着されるフィルターの製造方法である。
【００１３】
このように構成すれば、円筒部材の内部に貯留された現像剤は攪拌されつつフィルター部材を通過して円筒部材の外部に送給されて現像スリーブ等を介して感光体に供給される。これにより、現像剤に異物が混入されていたり、また、凝集塊が存在しても、感光体に供給される現像剤はフィルター部材により異物が除去され、また、フィルター部材により凝集塊が粉砕されている。また、このフィルター部材は円筒部材に溶着固定されているので円筒部材の内部に攪拌手段を備えていてもフィルター部材が円筒部材から脱落することがない。
【００１６】
また、このフィルター部材は作業治具により円筒部材の内周に密着された状態で溶着固定されているので、作業治具を取り除いた後にもフィルター部材は円筒部材の内周にそって密着固定される。
【００１７】
さらに、この溶着に供された樹脂はフィルター部材の内部に突出されることがないので、フィルター部材の内部に攪拌手段や搬送手段などの回転手段を装着させても、溶着部が突出してこれらの回転手段と干渉することがない。
【００１８】
なお、このような構成とするためには、円筒部材及びフィルター部材の少なくとも一端には作業治具を挿入するための開口を備えていることが必要であり、また、このようなフィルター部材としては面状フィルターを筒状にしたものが簡便に入手できる。
【００２０】
このように構成すれば、工具ホーンにより溶融又は軟化された樹脂を周囲に散逸させることなく、確実に円筒部材とフィルター部材との溶着に用いることができる。また、このようにして得られた溶着固定部の陥没穴は、周縁から中心に向かって突出した凸部を備えている。この凸部は工具ホーンの先端面の凹状に嵌合している。
【００２３】
上述の現像装置は、感光体に設けられたクリーニング装置とそのクリーニング装置により回収された現像剤を前記円筒部材の内部に循環させる循環手段を備えた画像形成装置とすることができる。
【００２４】
このように構成すれば、クリーニングブレードのようなクリーニング装置によりクリーニングされて除去される現像剤を回収して利用できるので、資源の有効利用が図れる。また、この循環系には、フィルター部材が装着されているので、回収現像剤内に紙片粉などの異物が混入されていても、除去することができる。また、現像剤をフィルター部材に通過させるために回転などの振動を与えてもこのフィルター部材は溶着固定されているので、脱落する心配がない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を帯電ローラ方式によるクリーニングブレードを設けているトナーリサイクル方式による画像形成装置を一例として説明する。
【００２６】
まず、図１はこの画像形成装置の作像部（画像形成部）の構成図である。符合１０１に示す感光体の周囲には、プロセス順に、帯電ローラ１０２、光書き込み系１０３、現像ユニット（現像装置）１０４、転写装置１０５、クリーニングブレード１０６、除電光学系１０７等が配置されている。
【００２７】
この感光体１０１、帯電ローラ１０２、クリーニングブレード１０６は感光体ユニットとして１つのカートリッジ内に収容されていたり、また、この感光体ユニットには、クリーニングブレードにより回収されたトナーＴを現像ユニット１０４まで搬送する搬送手段が組み込まれていても、また、別途に設けられていてもよい。このトナー回収及び搬送手段（トナー回収系）は、例えば、クリーニングブレード１０６によって掻き落とされた廃トナーＴを回収するトナー回収羽根などのトナー回収手段、回収されたトナーを搬送するトナー搬送コイル、等のトナー搬送手段である。
【００２８】
また、現像ユニット１０４は、ケース１０と、そのケース１０内に収納された現像スリーブ１１と、円筒部材１５により支持された外側パドル１２とこの外側パドル１２（円筒部材１５）の回転軸と同心に設けられた内側スクリュウ（攪拌軸）１４とから大略構成されている。
【００２９】
また、この円筒部材１５の内面には、金網などにより構成された環状のフィルター２０（この図では不図示）がこの内側スクリュウ１４に干渉しないように溶着固定されている。このフィルター２０は、良好なトナーは通過するが繊維屑などの異物やトナーの凝集塊は通過しない多数の孔を備えていればよく、例えば、線状体がメッシュに形成されたものが例示される。なお、この現像ユニット１０４は、メンテナンスのためにユニット化されているので、この構成に限らず、例えば、感光体ユニットと一体となっていてもよく、その他のユニットや部位、部材を含んでいてもよい。
【００３０】
ケース１０の上方には回収されたトナーＴを現像ユニット１０４内に搬入するためのトナー回収口１３が設けられている。この回収口１３の位置は、例えば紙面手前側である。この回収口１３から送給されたトナーＴは、内側スクリュウ１４の回転により紙面奥側へ搬送されるとともにトナーＴは攪拌される。
【００３１】
この間、トナーＴはフィルター２０を通過して、凝集塊や異物のない良好なトナーＴが円筒部材１５の外部に送出される。バドル１２の回転によりトナーＴは現像スリーブ１１に供給される。
【００３２】
一方、帯電ローラ１０２によって均一に帯電された感光体１０１に、光書き込み系１０３にて光学的に潜像が形成され、現像スリーブ１１によりこの感光体１０１はトナーの均一な供給を受けてトナーの可視化像が形成される。この感光体１０１に形成されたトナー像は、搬送された転写紙に転写部１０５によって転写される。転写紙に転写されたトナー像は、不図示の定着装置により定着され、その後、転写紙は排出される。
【００３３】
感光体１０１上の転写紙上に転写されなかった転写残トナーＴは、クリーニングブレード１０６によって感光体１上から掻き取られる。感光体１上の残留電荷は、除電光学系７により除電され、次の作像動作に備えられる。
【００３４】
クリーニングブレード１０６によって掻き落とされた転写残トナーＴは、Ｔトナー回収系を介して現像装置１０４の図面手前側のトナー回収口１３からパドル１２内に搬送されて循環再使用される。
【００３５】
これにより、作像工程中のトナーに異物が混入されたり、また、凝集塊が存在しても、感光体に供給されるトナーはフィルター２０により異物や凝集塊が除去されるので常に安定な画像が形成される。
【００３６】
また、フィルター２０は円筒部材１５に溶着固定されているので、固定が確実でありトナーＴを攪拌軸１４を回転させてもフィルター２０が脱落することがない。
【００３７】
また、回転する円筒部材と現像ローラへの供給手段であるパドルとが一体となっているので、装置が簡略化されている。
【００３８】
これにより、クリーニング装置によりクリーニングされて除去されるトナーを回収して再利用を図っても安定した画像を形成できるので、資源の有効利用が図れる。
【００３９】
つぎに、このようなフィルター２０の円筒部材への溶着固定法の好ましい例について説明する。
【００４０】
このフィルター２０は、図２に示すように、略矩形の網状のフィルター部材の両端縁を重合して環状に形成し、その重合部２１の２点２１ａ、２１ｂはそれぞれの開口端２０ａ、２０ｂとの距離が等間隔で接着固定されている。
【００４１】
また、円筒部材１５は、図３（ａ）に示すように、その少なくとも一端にはフィルター２０を内挿するための大きな開口１５ａが設けられ、また、他端の内周には挿入されたフィルター２０の開口端２０ａと当接してフィルター２０の装着位置を位置決めするための縮径部１５ｃが設けられている。
【００４２】
また、円筒部材１５の軸方向中央の外周面には、内装されたフィルター２０を通過して円筒部材内部のトナーが外部に通過するための開口１５ｂを備えている。なお、図３、図４において符合１２はパドルを示すが、説明の簡略化のために図面上ではその端面のみを示して説明し、その他の部位は省略されている。また、パドル１２の形状はこの図示にものに限定されずにスクリュウ型のパドルや攪拌フィンなどを備えたパドル等、自由であることはもちろんである。
【００４３】
ついで、環状に保持されたフィルター２０が開口１５ａから挿入される（図３）。ここで、このフィルター２０は、２点２１ａ、２１ｂにて接合されているだけであるので、円筒形の外形形状に自由度があり、円筒部材１５の内周に沿ってこの円筒状のフィルター２０を密着させて装着することができる。
【００４４】
一方、このフィルター２０を重合部２１に亘って線状に沿って連続して完全接着させると、そのフィルター２０の外形が安定して固定されるので、フィルター２０を円筒部材１５に内装する場合に、この安定した形状が融通性をなくす。
【００４５】
たとえば、フィルター２０の外周径が大きすぎて、この外周径と環状部材１５の内周径との間の隙間が小さいとフィルターの挿入が困難になってしまう。一方、フィルター２０の外周径が小さすぎてこの隙間が大きくなると、円筒部材１５に内挿されたフィルター２０はガタツキが大きくなる。このガタツキの大きい状態で、フィルター２０の円周方向の上下２点で接合した場合、フィルター２０はこの上下の接合点に向けて延びた楕円状に変形してしまい、形状に偏りが生じて装着される。これにより、円筒部材１５の内部に攪拌軸１４を配設すると、フィルター２０の内周面が攪拌軸１４と干渉してしまうことがある。
【００４６】
ついで、フィルター２０の開口端２０ａを縮径部１５ｃに当接するまで押し込んで位置決めし、図４に示すように、開口１５ａからストッパブロックなどの一対の作業治具２２、２２が挿入される。この作業治具２２、２２はフィルター２０の内周の相対向する面（図面上上下）に向けて当接される。これらの作業治具２２、２２は、それぞれ前後二箇所に、図４，図５に示すように、円筒部材１５の内周形状と略一致した形状のストッパ部２３、２３を備えている。このストッパ部２３は溶融樹脂などと接触しても接着性を示さない材料から形成されている。
【００４７】
ついで、超音波発熱手段としての工具ホーン（超音波伝送用固体ホーン）２４が用意される。この工具ホーン２４は、超音波発生手段による振動を円筒部材１５の樹脂に伝えて発振時の加熱溶融と加圧とを同時に行うためのものである。この工具ホーン２４の先端には、図示の通りの任意断面が円弧状の凹部（ヘコ形状）２４ａを備えているのが好ましい。
【００４８】
この工具ホーン２４がこのストッパ部２３に相当する位置の円筒部材１５に向けて外部より当接されて振動が与えられる。これにより、円筒部材１５の当接部が溶融又は軟化される。この溶融又は軟化された樹脂は凹部２４ａの形状に誘導されながら周囲には広がらずにスポット的にフィルター２０の締結点に向けて押し出される。
【００４９】
この軟化又は溶融樹脂はフィルター２０の目を通過してフィルター２０から突出しようとするが、ストッパ部２３があるので、このストッパ部２３が壁となって溶融樹脂をフィルター２０の面方向に（円筒部材１５の内周）に沿って誘導し、周囲に押し広げられる。これにより円筒部材１５の樹脂は半抜き状態となってフィルター２０を通過し、さらに押し広げられてフィルター２０に絡みつき、締結部１５１が形成される。
【００５０】
この締結部１５１の面積などは、工具ホーン２４の先端の円筒部材１５への食い込み深さにより調整することができる。
【００５１】
予め、食い込みの設定深さを定めて、設定深さまで工具ホーン２４の先端（凹部２４ａ）が到達したら発振も停止する。工具ホーン２４の先端付近に向けて数秒間冷却風を吹き付けてその状態で冷却することにより、溶融又は軟化した樹脂を固めることができ、有る程度固まった状態で工具ホーン２４を取り去る。
【００５２】
これにより、溶融して冷えきれない樹脂が工具ホーンに絡み付くのが防止され、この締結部１５１は、図６に示すように、フィルター２０の編み目を巻き込んだ状態で円筒部材２０と一体化されて、フィルター２０は円筒部材１５に確実に固定される。
【００５３】
また、この締結は円筒部材の外部よりホーンを押し当てて操作されるので、作業が容易である。なお、このように外部からホーンを押し当てる場合には、図４に示すように、四箇所同時に締結作業を行うこともできるが、一箇所毎に順番に締結固定してもよい。また、この締結箇所は四箇所に限らずに六箇所、八箇所など自由であるが、この図に示すように、フィルター２０の軸方向前後及び円周方向の対向する二箇所、合計四箇所での締結合で十分であり、また、この四箇所で締結すれば締結作業が容易である。
【００５４】
たとえば、この締結数は、円筒部材１５の円周上に無数あるのが望ましいが、締結作業が複雑となるので、回転時の慣性に耐えうる強度が確保できて安定できる最小ポイント数でよい。この実施の形態では、円周方向には、回転中心に対して対称に工具ホーンが配置され、加圧されることで安定する方向に力は働き溶融深さ方向に対し先端位置の安定化が図れている。
【００５５】
また、同時に、軸方向にも奧側と前側との二箇所で締結すれば、片持ちでなく安定して固定することができる。それ故、この実施の形態では、円周方向に二箇所、軸方向に二箇所の計四箇所で締結している。
【００５６】
このようにしてフィルター２０を円筒部材１５の内周に締結すれば、この締結部１５１はストッパ部２３によりフィルター２０が円筒部材１５に密接された状態で締結されるので、フィルター２０は、その形状を変形させることなく締結され、これによりガタツクことなく円筒部材１５の内面に締結させることができる。また、締結樹脂はストッパ部２３により制約されているので、締結部１５１がフィルター２０の内周面に突出することがない。これにより、内部に攪拌軸１４を内装しても、この攪拌軸１４にフィルター２０が干渉することがない。
【００５７】
換言すれば、この発明では円筒部材１５の外周にスポットで加熱し、外側より押し込まれた樹脂が円筒部材１５の内面側に押し込まれ、網状のフィルター２０の格子の中に樹脂を流し込む方式である。そのためフィルター２０の形状を変形し難くして溶着を行う事ができる。
【００５８】
なお、超音波発生手段に変えて、はんだごてなどの加熱材を用いて外周から溶接してもよいが、熱い状態で加熱材を引抜くと樹脂が固まらないままの状態で引き抜くことになり、締結部にヒゲが発生しそれが異物となり画像異常の原因となってしまうことがある。はんだごてなどの加熱材に比べて、超音波発熱手段によれば、冷却が容易であるので、このようなヒゲの発生を抑えて作業を行えるという特徴を備える。
【００５９】
これにより円筒部材１５の外周には樹脂が内面に向けて半抜き形状になって形成された陥没穴２５が形成される。この陥没穴２５の形状は工具ホーン２４の先端の凹部２４ａの形状に嵌合している。すなわち、溶着固定部の陥没穴２５は、周縁から中心に向かって突出した凸部を備えている。
【００６０】
なお、以上のこの締結作業では、作業治具２２を用いていたが、この作業治具２２を用いずに締結を行った場合、締結樹脂の量（半抜き量）が多すぎると、図７に示すように、余分な樹脂は円筒部材１５の内面に吐出されて、内面に向かって突き出した突出締結部１５２が形成される。この突出締結部１５２の突出部の肉厚が厚い場合には、パドル１２の内部に装着される攪拌軸１４に干渉する場合がある。
【００６１】
また、この締結樹脂は、場合によっては、フィルター２０を中心軸に向かって押し出されるので、フィルター２０を中心に向かって変形させることもある。このような場合にも同様に、パドル１２の内部に装着される攪拌軸１４に干渉する場合がある。
【００６２】
また、この実施の形態では、超音波加熱手段を円筒部材１５の外に配置しているが、ここで内側に配置すると仮定した場合、工具ホーンを屈曲形状に複雑に作らなければならない。また、フィルターを金網等により構成した場合には、内部から工具ホーンを接触させて超音波を発振させると騒音が著しくまた金属をたたく摩耗が著しくなる。
【００６３】
以上、この発明の実施の形態を帯電ローラ方式によるクリーニングブレードを設けているトナーリサイクル方式による画像形成装置を一例として説明したが、この方式の画像形成装置に用いる現像装置に限らず、トナーリサイクル方式（トナー回収系）を備えないものでもよい。トナーや現像剤が充填される現像装置であれば、どのような方式の現像装置又は画像形成装置に用いてもよい。フィルターの内部に回転する円筒部材が内装される装置としては、現像装置内でトナーが循環する循環系を備えたものが例示される。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に従えば、現像剤を通過させるフィルター部材が脱落せずに確実に固定でき、これにより、現像剤の回収系を備えた画像形成装置においても安定して使用可能な現像装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像形成装置の作像部の構成図である。
【図２】 フィルター２０の構造を説明する図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】 図３（ａ）、（ｂ）は、円筒部材１５へのフィルター２０の装着の様子を説明する図である。
【図４】 円筒部材１５へのフィルター２０の溶着固定作業を側断面により説明する図である。
【図５】 円筒部材１５へのフィルター２０の溶着固定作業を縦断面より説明する図である。
【図６】 好ましい手法により溶着固定された締結部の固定状況を説明する図であり、図６（ａ）は部分縦断面模式図、図６（ｂ）は部分側断面模式図である。
【図７】 円筒部材１５へのフィルター２０の固定状況を説明する図であり、図７（ａ）は部分縦断面模式図、図７（ｂ）は部分側断面模式図である。
【符合の説明】
１０１  感光体ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光書き込み系
１０４  現像ユニット（現像装置）
１０５  転写装置
１０６  クリーニングブレード
１０７  除電光学系
１０８  トナー回収口
１０  ケース
１１  現像スリーブ
１２  パドル
１３  トナー回収口
１４  攪拌軸
１５  円筒部材
２０  フィルター（フィルター部材）
２２  ストッパブロック
２４  工具ホーン（超音波加熱手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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