(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーカートリッジとして機能すると共に、画像形成装置における感光体ドラムに隣接させてトナーを感光体ドラムに移行させることにより感光体ドラム上の潜像をトナーで現像可能な現像カートリッジであって、
内部にトナー収容部を形成するハウジングと、
前記ハウジングに支持されるローラ支持フレームと、
前記ローラ支持フレームに回転軸が支持される現像ローラと、
前記現像ローラの周面に当接して該周面に付着したトナーを均す規制ブレードと、
前記現像ローラの周面の両端部に摩擦接触して、前記現像ローラの周面両端部からのトナーの外部への飛散を防止するローラ端シール部材とを備え、
前記ローラ端シール部材の前記摩擦接触する面と反対側の面は、前記ハウジングの内面によって、前記ローラ端シール部材が前記現像ローラの周面両端部から離れないように支持されているが、前記ハウジング部分に対して固定されずに当接しており、前記ローラ端シール部材の基端側はローラ支持フレームに位置固定され、先端側は自由端に形成されていることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の現像カートリッジにおいて、前記ローラ端シール部材の先端側は前記現像ローラの長手方向に移動可能な自由端に形成されていることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像カートリッジにおいて、前記ローラ端シール部材は、前記現像ローラの周面両端部に当接する低摩擦機能部材と、該低摩擦機能部材とハウジングとの間をシールする粉体シール機能部材とが互いに貼り合わされた２重構造であることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の現像カートリッジにおいて、前記ローラ支持フレームが現像ローラの回転軸を支持する両側の側枠部と、前記側枠部の下側において両側枠部に接続されており、前記現像ローラの周面に当接して該周面上のトナーを均すための規制ブレードを支持する下枠部と、前記側枠部の上側において両側枠部に接続されている上枠部とを備えており、前記両側の側枠部、下枠部及び上枠部によって、それらの内側に閉じた閉ループ構造を形成し、また前記現像ローラと規制ブレードとをユニットとして支持しており、前記ローラ端シール部材は、前記下枠部に固定されていることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の現像カートリッジにおいて、前記ローラ支持フレームは、前記ハウジングを構成する材料よりも熱膨張係数が小さい材料で構成されており、
前記ハウジングは第１端面と第２端面とを有し、前記ローラ支持フレームは、前記ハウジングの第１端面及び第２端面の内側のそれぞれ対応する位置に、前記現像ローラの回転軸を支持する第１側枠部と第２側枠部とを備え、
前記ローラ支持フレームは、前記第２側枠部側ではローラ支持フレームがハウジングの第２端面に対してその長手方向への移動が規制されるように一体的に固定され、前記第１側枠部側ではローラ支持フレームがハウジングの第１端面に対してその長手方向への相対的な移動が規制されないように構成されていることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項６】
請求項５に記載の現像カートリッジにおいて、
前記第１側枠部には、第１ネジの直径よりも大きな内径のばか孔が形成され、前記第２側枠部には、第２ネジが螺合可能な孔が形成され、
前記第１端面には、前記ばか孔と対応する位置に、前記第１ネジが螺合可能な孔が形成され、前記第２端面には、前記第２側枠部に形成された前記孔と対応する位置に、第２ネジの直径よりも大きな内径のばか孔が形成され、
前記第１ネジが前記第１端面の前記孔に螺合し、前記第１側枠部のばか孔を貫通し、前記第２ネジが前記第２端面のばか孔を貫通し、前記第２側枠部の前記孔に螺合することにより、前記ローラ支持フレームは、前記第２側枠部側ではローラ支持フレームがハウジングの第２端面に対してその長手方向への移動が規制されるが、前記第１側枠部側ではローラ支持フレームがハウジングの第１端面に対してその長手方向への相対的な移動が規制されないように構成されていることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項７】
請求項６に記載の現像カートリッジにおいて、前記ローラ支持フレームは、前記現像ローラの軸両端部を軸保持部材を介してそれぞれ回転可能に支持し、当該ローラ支持フレームの前記第２側枠部側では、該第２側枠部と前記軸保持部材とで前記ハウジングの第２端面を挟む形で前記第２ネジにより締結されてローラ支持フレームがハウジングの第２端面に対してその長手方向への移動が規制されるように一体的に固定されていることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載された現像カートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーを収容するとともに感光体ドラムに形成された潜像をトナーで現像するための、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置で使用する現像カートリッジに係り、特に現像カートリッジに設けられる現像ローラの両端周面でのトナーの飛散防止用シールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリー現像ユニットを備えるレーザープリンタでは、各々色の異なるトナーを収容した複数の現像カートリッジがロータリー現像ユニットにセットされている。印刷時には、ロータリー現像ユニットを回転しながら必要な色の現像カートリッジを感光体ドラムに隣接させて、感光体ドラムに形成された潜像にトナーを担持させ、このトナーを感光体ドラムから転写ベルトを介して印刷用紙等のシートに転写して定着する。
【０００３】
現像カートリッジは感光体ドラムにトナーを受け渡し、感光体ドラムに形成された潜像を現像するための現像ローラを備えており、この現像ローラの軸はローラ支持フレームに回転可能に支持されている。現像ローラの周面には供給ローラからトナーが供給され、現像ローラの周面上のトナーは規制ブレードによって一様に均される。現像ローラの周面端部には、規制ブレードによって均されるときに端部側へ押されていくトナーが外部へ飛散しないようにシールするために、端部シールがハウジングに固定して設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の端部シールは、その下面側がハウジングに接着固定されているため、いつも同じ部位が現像ローラの周面と摩擦接触している。そのため、該接触部位が擦り切れて溝状に磨り減り、あるいは集中的に変形して溝状に凹み、長期間使用する間にはこのようにしてできる溝からトナーが外部へ飛散してしまう虞があった。
【０００５】
本発明の目的は、長期間使用しても溝が形成されにくい、現像ローラの端部シール装置及びこれを備える現像カートリッジ、更には画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明にかかる現像カートリッジの第１の態様は、トナーカートリッジとして機能すると共に、画像形成装置における感光体ドラムに隣接させてトナーを感光体ドラムに移行させることにより感光体ドラム上の潜像をトナーで現像可能な現像カートリッジであって、該現像カートリッジが、内部にトナー収容部を形成するハウジングと、前記ハウジングに支持されるローラ支持フレームと、前記ローラ支持フレームに回転軸が支持される現像ローラと、前記現像ローラの周面に当接して該周面に付着したトナーを均す規制ブレードと、前記現像ローラの周面の両端部に摩擦接触して、前記現像ローラの周面両端部からのトナーの外部への飛散を防止するローラ端シール部材とを備え、前記ローラ端シール部材の前記摩擦接触する面と反対側の面は、前記ハウジングの内面によって、前記ローラ端シール部材が前記現像ローラの周面両端部から離れないように支持されているが、前記ハウジング部分に対して固定されずに当接しており、前記ローラ端シール部材の基端側はローラ支持フレームに位置固定され、先端側は自由端に形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、現像ローラの周面の両端部ではローラ端シール部材が摩擦接触しているから、そこからトナーが外部へ飛散することを防止できるのは勿論として、ローラ端シール部材がハウジングに対して固定されずに単位当接しているだけであるから、現像ローラの回転時に現像ローラとの当接位置を微妙に移動することができる。そのため、ローラ端シール部材が、現像ローラの周面に摩擦当接する部位が１カ所に固定されずに頻繁に変化可能であるから、ローラ端シール部材の同じ部位だけが摩擦で磨り減って溝状に削れてしまう、或いは集中的に凹むことを回避できる。
【０００８】
また、本発明にかかる現像カートリッジの第２の態様は、第１の態様において、前記ローラ端シール部材は、その基端側は位置固定され、先端側は前記現像ローラの長手方向に移動可能な自由端に形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記ローラ端シール部材は、その基端側は位置固定され、先端側は前記現像ローラの長手方向に移動可能な自由端に形成されているので、構造簡単にして、第１の態様の作用効果を得ることができる。
【０００９】
また、本発明にかかる現像カートリッジの第３の態様は、第１または第２の態様において、前記ローラ端シール部材は、前記現像ローラの周面両端部に当接する低摩擦機能部材と、該低摩擦機能部材とハウジングとの間をシールする粉体シール機能部材とが互いに貼り合わされた２重構造であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、低摩擦機能部材が現像ローラの周面両端部に当接することで現像ローラの滑らかな回転を維持することができる。また粉体シール機能部材がハウジング側に設けられていることで、トナーの外部への飛散を確実に防止することができる。
【００１１】
また、本発明にかかる現像カートリッジの第４の態様は、第１から第３の態様のいずれか１つにおいて、前記ローラ支持フレームが現像ローラの回転軸を支持する両側の側枠部と、前記側枠部の下側において両側枠部に接続されており、前記現像ローラの周面に当接して該周面上のトナーを均すための規制ブレードを支持する下枠部と、前記側枠部の上側において両側枠部に接続されている上枠部とを備えており、前記両側の側枠部、下枠部及び上枠部によって、それらの内側に閉じた閉ループ構造を形成し、また前記現像ローラと規制ブレードとをユニットとして支持しており、前記ローラ端シール部材は、前記下枠部に固定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、荷重が掛かったときに変形しにくい閉ループ構造のローラ支持フレームにローラ端シール部材が固定されることで、ローラ端シール部材を固定しておくための位置が変化しない。
【００１３】
また、本発明にかかる現像カートリッジの第５の態様は、第１から第４の態様のいずれか１つにおいて、前記ローラ支持フレームは、前記ハウジングを構成する材料よりも熱膨張係数が小さい材料で構成されており、前記ハウジングは第１端面と第２端面とを有し、前記ローラ支持フレームは、前記ハウジングの第１端面及び第２端面の内側のそれぞれ対応する位置に、前記現像ローラの回転軸を支持する第１側枠部と第２側枠部とを備え、前記ローラ支持フレームは、前記第２側枠部側ではローラ支持フレームがハウジングの第２端面に対してその長手方向への移動が規制されるように一体的に固定され、前記第１側枠部側ではローラ支持フレームがハウジングの第１端面に対してその長手方向への相対的な移動が規制されないように構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
現像カートリッジのハウジングを構成する材料の方が、ローラ支持フレームを構成する材料よりも熱膨張係数が大きいので、温度変化によりハウジングとローラ支持フレームとの間で伸縮差（ハウジングの方が伸縮量が大きい）を生じるが、上記構成によれば、第１側枠部側ではローラ支持フレームがハウジングの第１端面に対してその長手方向への相対的な移動が規制されていないから、ハウジングとローラ支持フレームとの伸縮差の違いによるローラ支持フレームの歪みを防止することができる。従って、本発明によれば、ローラ支持フレームに設けられる現像ローラの周面への規制ブレードの当接圧力を、その長手方向に亘って一定に維持し続けることができ、もって長手方向に亘ってムラのないトナー供給が実現される。
【００１５】
また、本発明にかかる現像カートリッジの第６の態様は、第５の態様において、前記第１側枠部には、第１ネジの直径よりも大きな内径のばか孔が形成され、前記第２側枠部には、第２ネジが螺合可能な孔が形成され、前記第１端面には、前記ばか孔と対応する位置に、前記第１ネジが螺合可能な孔が形成され、前記第２端面には、前記第２側枠部に形成された前記孔と対応する位置に、第２ネジの直径よりも大きな内径のばか孔が形成され、前記第１ネジが前記第１端面の前記孔に螺合し、前記第１側枠部のばか孔を貫通し、前記第２ネジが前記第２端面のばか孔を貫通し、前記第２側枠部の前記孔に螺合することにより、前記ローラ支持フレームは、前記第２側枠部側ではローラ支持フレームがハウジングの第２端面に対してその長手方向への移動が規制されるが、前記第１側枠部側では、ローラ支持フレームがハウジングの第１端面に対してその長手方向への相対的な移動が規制されないように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、第５の態様と同様に、ローラ支持フレームに設けられる現像ローラの周面への規制ブレードの当接圧力を、その長手方向に亘って一定に維持し続けることができ、もって長手方向に亘ってムラのないトナー供給が実現される。
【００１７】
また、本発明にかかる現像カートリッジの第７の態様は、第６の態様において、前記ローラ支持フレームは、前記現像ローラの軸両端部を軸保持部材を介してそれぞれ回転可能に支持し、当該ローラ支持フレームの前記第２側枠部側では、該第２側枠部と前記軸保持部材とで前記ハウジングの第２端面を挟む形で前記第２ネジにより締結されてローラ支持フレームがハウジングの第２端面に対してその長手方向への移動が規制されるように一体的に固定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、当該ローラ支持フレームの前記第２側枠部側では、該第２側枠部と前記軸保持部材とで前記ハウジングの第２端面を挟む形で前記第２ネジにより締結されてローラ支持フレームがハウジングの第２端面に対してその長手方向への移動が規制されるように一体的に固定されていることによって、第１側枠部側で、ローラ支持フレームがハウジングの第１端面に対してその長手方向への相対的に移動でき、ハウジングとローラ支持フレームとの伸縮差の違いによるローラ支持フレームの歪みを防止することができる。従って、ローラ支持フレームに設けられる現像ローラの周面への規制ブレードの当接圧力を、その長手方向に亘って一定に維持し続けることができ、もって長手方向に亘ってムラのないトナー供給が実現される。
【００１９】
また、本発明にかかる現像カートリッジの第８の態様は、第１から第７の態様のいずれか１つに記載の現像ローラの端部シール部材を備えることを特徴とするものである。本発明によれば、現像ローラの周面端部からのトナーの飛散が長期間に亘って確実に防止できるから、トナーの飛散による印刷面の汚れや装置内部の汚れ等を防止することができる。
【００２０】
また、本発明に係る第９の態様は、第８の態様に記載された現像カートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。本発明によれば、トナーの飛散による印刷面の汚れや装置内部の汚れ等を防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る現像ローラの端部シール装置を備える現像カートリッジを装備する画像形成装置１を示す側断面図である。この画像形成装置１では、装置本体３内に感光体ドラム５が矢印７の方向に回転自在に設けられている。感光体ドラム５の周りには回転方向７に沿って、帯電手段であるの帯電器９、現像手段である現像カートリッジを保持するロータリー現像ユニット１１およびクリーニング部１３がそれぞれ配置されている。帯電器９は帯電バイアス回路（図示省略）から帯電バイアスが印加されており、感光体ドラム５の外周面を均一に帯電させることができる。
【００２２】
ロータリー現像ユニット１１の下方には露光ユニット１５が設けられ、露光ユニット１５からは帯電器９によって帯電された感光体ドラム５の外周面に向けてレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット１５は、画像形成指令を画像展開して得られる画像データに応じてレーザ光Ｌを感光体ドラム５上に走査露光して、感光体ドラム５上に画像形成指令に対応する静電潜像を形成する。
【００２３】
このように形成された静電潜像は、ロータリー現像ユニット１１によってトナー現像される。すなわち、本実施の形態ではロータリー現像ユニット１１として、イエロー用の現像カートリッジ１２Ｙ、シアン用の現像カートリッジ１２Ｃ、マゼンタ用の現像カートリッジ１２Ｍ、およびブラック用の現像カートリッジ１２Ｋが、ロータリー現像ユニット１１の回転軸３１を中心に回転自在に設けられている。これらの現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋは、現像ユニット１１の周方向での位置が決定されることで、感光体ドラム５に対して選択的に隣接し、トナーを感光体ドラム５の表面に供給することができる。これにより、感光体ドラム５上の静電潜像が、選択されたトナー色で顕像化される。図１では、イエロー用の現像カートリッジ１２Ｙが、トナーを感光体ドラム５に供給している状態を示している。尚、以下現像カートリッジについて、その「上」または「下」を説明をする場合、図１の現像カートリッジ１２Ｙの向きを基準とする。
【００２４】
ロータリー現像ユニット１１からクリーニング部１３にかけての上方には転写ユニット１９が設けられている。転写ユニット１９は、複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を回転駆動させる駆動部（図示省略）とを備えている。現像ユニット１１で現像されたトナー像は、一次転写領域１７で転写ユニット１９の中間転写ベルト２１上に一次転写される。また感光体ドラム５は、一次転写領域１７から図１の矢印７で示す回転方向に回転した位置で、クリーニング部１３によって、一次転写後に感光体ドラム５の外周面に残留して付着しているトナーが掻き落とされる。
【００２５】
カラー画像をシート部材Ｓに転写する場合には、感光体ドラム５上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に重ね合わせてカラー画像を形成すると共に、二次転写領域２３において、カセット２５から取り出されたシート部材Ｓ上にカラー画像を二次転写する。このようにしてカラー画像が形成されたシート部材Ｓは定着ユニット２７を経由して装置本体３の上面部に設けられた排出トレイ部２９上へ搬送される。
【００２６】
次に、図１の画像形成装置１に装備されたロータリー現像ユニット１１の構成およびその動作について説明する。図２は、ロータリー現像ユニット１１の斜視図である。図２に示す如く、ロータリー現像ユニット１１は中心に回転軸３１を有し、該回転軸３１の周囲には互いに９０度の角度の間隔で形成された４つのフレーム要素３３から構成される支持フレーム３５が回転軸３１に固定して設けられている。各フレーム要素３３の間には収納部３７が形成されており、各収納部３７に対して前述の４色の現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ及び１２Ｋが収納され、図示しない固定金具によって支持フレーム３３に固定されている。尚、図２では、簡略のため現像カートリッジ１２Ｙのみを示している。
【００２７】
回転軸３１には図示しない駆動部がクラッチを介して接続されており、この駆動部を駆動することで支持フレーム３５を回転させ、４つの現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋのうち、いずれか一つの現像カートリッジを選択的に感光体ドラム５と対向する現像位置（図１中、現像カートリッジ１２Ｙの位置）に位置決めできるように構成されている。
【００２８】
支持フレーム３５に保持される現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋは、いずれも同一の構成を有している。従ってここでは、現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２を総称して現像カートリッジ１２として、以下説明する。
【００２９】
現像カートリッジ１２は、上部ハウジング部材４１と下部ハウジング部材４２が一体的に組み合わされて、本体となるハウジング４３が形成されている。図３は、上部ハウジング部材４１と下部ハウジング部材４２とを矢印の方向に開けた状態を示している。
【００３０】
ハウジング４３内にはトナーを収容するためのトナー収容部４５が形成されており、トナー収容部４５には、トナー４７を撹拌するための複数の傾斜した撹拌片５１が形成されている。ロータリー現像ユニット１１が回転軸３１を中心として回転するときに、トナー４７が撹拌片５１に沿って落下することによりトナー収容部４５内でトナー４７が撹拌されるようになっている。
【００３１】
またトナー収容部４５には、表面がウレタンスポンジで形成された供給ローラ５３（Ｓローラともいう）が回転可能な状態で配置されている。図３及び図４に示す如く、供給ローラ５３の外側には現像ローラ５５（Ｄローラとも云う）が供給ローラ５３と接触した状態で配置されており、供給ローラ５３がハウジング４３内に収納されたトナー４７をその表面に担持した状態で矢印の方向に回転するとき、現像ローラ５５はその外周面に供給ローラ５３からトナー４７を受け取りながら、供給ローラ５３と同じ速度で図４の矢印の方向へ回転するようになっている。
【００３２】
現像ローラ５５は感光体ドラム５と接触しながら回転し、現像ローラ５５に担持されたトナー４７は、現像位置３９において感光体ドラム５の表面に付着するようになる。このようにして、トナー４７は供給ローラ５３から現像ローラ５５の表面に擦り付けられて、所定厚み（例えば数１００μｍ）のトナー層を形成し、このトナー層が同様にして感光体ドラム５へ移行する。
【００３３】
図２及び図５（ａ）に示すように、ハウジング４３を構成する上部ハウジング部材４１の上面５７には、トナー収容部４５内の空気を大気と流通させるための連通孔６１が形成されている。連通孔６１には、空気は通過するがトナーは通過しない大きさの多数の微孔が形成されたシール６３が貼付されている。このようなトナー収容部４５内との空気連通手段を上部ハウジング部材４１の上面５７に設けることにより、ロータリー現像ユニット１１が回転軸３１を中心として回転するとき、トナー４７の落下現象によりその下側の空気が連通孔６１から押し出されるため、トナー収容部４５内の空気を入れ替えることができる。
【００３４】
図６は現像カートリッジ１２Ｃと現像カートリッジ１２Ｋとに注目して、ロータリー現像ユニット１１が図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態に回転したときの各現像カートリッジ１２Ｃ、１２Ｋ内のトナー４７の動きを示すものである。尚、図６（ａ）、（ｂ）ではシール６３は図示を省略してある。
【００３５】
図６（ａ）において、現像カートリッジ１２Ｋ内のトナー４７Ｋは下部ハウジング部材４２側に位置し、その後図６（ｂ）に示す位置までロータリー現像ユニット１１が回転すると、現像カートリッジ１２Ｋ内のトナー４７Ｋは上部ハウジング部材４１側へ落下するように移動し、その時、トナー収容部４５内の空間の領域６５の空気は上側から覆い被さるように落下してくるトナー４７Ｋによって連通孔６１から追い出されるようになる。
【００３６】
また連通孔６１にシール６３が貼付された構成は、下部ハウジング部材４２側に形成してもよい。このように下部ハウジング部材４２側に連通孔６１を形成した構成は、現像カートリッジ１２Ｃに図示している。尚、１つの現像カートリッジ１２の上部ハウジング部材４１と下部ハウジング部材４２との両方に連通孔６１を形成するようにしてもよい。
【００３７】
下部ハウジング部材４２に連通孔６１を形成した場合には、図６（ａ）に示す如く、現像カートリッジ１２Ｃ内のトナー４７Ｃが上部ハウジング部材４１側に位置する状態から、図６（ｂ）に示す位置までロータリー現像ユニット１１が回転すると、現像カートリッジ１２Ｃ内のトナー４７Ｃは下部ハウジング部材４２側へ落下するように移動し、その時、トナー収容部４５内の空間の領域６６の空気は上側から覆い被さるように落下してくるトナー４７Ｃによって下部ハウジング部材４２に形成された連通孔６１から追い出される。
【００３８】
このようにトナー収容部４５内の空気が連通孔６１を介して自由に流通可能とすることにより、トナー収容部４５内のトナー４７が消費されていく過程でも、トナー収容部４５内が負圧とならず、トナー収容部４５内の圧力を常に大気圧と等しくしておくことができる。またトナー収容部４５の近くに熱発生源が存在する場合でも、トナー収容部４５内の空気がこの熱発生源からの熱で膨張して加圧状態になることを防止することができる。従ってトナー収容部４５内の圧力の影響を排除して、トナー収容部４５からのトナーの供給状態を常に一定に維持することができる。
【００３９】
上記のようなシール６３を貼付した連通孔６１は、ロータリー現像ユニット１１の回転によるトナー４７の動きによって、ハウジング内の空気を押し出したり、逆に吸引する、すなわち「呼吸」することができるような位置に形成する必要がある。
【００４０】
また上記のような作用を有する部分であれば、上部ハウジング部材４１あるいは下部ハウジング部材４２のどのような位置に連通孔６１が形成されていても構わないが、連通孔６１は上部ハウジング部材４１あるいは下部ハウジング部材４３の両端付近に形成することが好ましい。この理由について図７を参照しながら説明する。
【００４１】
図７に示す如く、現像ローラ５５は回転軸６７に対して取り付けられており、回転軸６７の両端には現像ローラ５５より僅かに大きな直径を有する当接規制コロ６９が回転自在に設けられている。図１においてロータリー現像ユニット１１が回転し、例えばイエロー用の現像カートリッジ１２Ｙが感光体ドラム５に近づくと、現像カートリッジ１２Ｙの２つの当接規制コロ６９の周面が感光体ドラム５に軽く衝突して、現像ローラ５５の周面と感光体ドラム５の周面との距離を所定距離に規定する。尚、この所定距離は図７では比較的大きく描かれているが、実際には１ｍｍ以下の極小さな距離である。
【００４２】
当接規制コロ６９の周面が感光体ドラム５に衝突するときの振動は、その近傍であるハウジング４３の両端付近には特に伝達し易いため、ハウジング４３の両端付近のトナー４７はこの振動により一気に落下しやすい。このような理由から連通孔６１を上部ハウジング部材４１あるいは下部ハウジング部材４３の両端付近、特に２つの当接規制コロ６９の位置と対応する位置に形成することが好ましい。
【００４３】
連通孔６１の形態は、図５（ａ）に示すように比較的大きな孔をハウジング４３の両端に１つずつ形成したり、図５（ｂ）に示すように大きな孔に代えてそれぞれ４つ（数は限定されない）の小孔をハウジング４３の両端に形成したり、図５（ｃ）に示すように両端の連通孔６１に加えてハウジング４３の中央部にも複数の小孔を形成するようにしてもよい。これらいずれの小孔にも微孔を有するシール６３が貼付されていることは前述したとおりである。
【００４４】
連通孔６１の上に貼付する微孔を有するシール６３の上には、図５（ｄ）に示す如く、例えば取り扱い上の注意等を記載したラベル７１を重ねて貼付するようにしてもよい。ラベル７１には、図５（ｄ）中に拡大して断面図で示したように、空気を連通できる空気穴７３が形成されており、これにより連通孔６１を介しての空気連通機能は確保されている。
【００４５】
次に現像カートリッジ１２における現像ローラ５５の周辺の構造について説明する。現像カートリッジ１２のハウジング４３にはローラ支持フレーム７５が固定されている。ローラ支持フレーム７５は全体が金属で構成されており、図８（ａ）に示す如く、下枠部７７と、下枠部７７の両端から９０度屈曲して形成される側枠部７９ａ、７９ｂと、側枠部７９ａ、７９ｂの各上端にネジ８１で接続されている上枠部８３とから構成されている。そして下枠部７７、上枠部８３及び２つの側枠部７９ａ、７９ｂによって囲まれた領域には現像ローラ５５が配置可能となっている。
【００４６】
また下枠部７７には、ブレード固定フレーム８５が複数の固定ネジ８７によって取り付けられており、該ブレード固定フレーム８５と下枠部７７との間には図４に示す如く、リン青銅でできたブレード支持プレート８９が設けられている。ブレード支持プレート８９の先端側の上面にはゴムや樹脂部材等で構成される規制ブレード９１が貼付されており、該規制ブレード９１は、ブレード支持プレート８９自体のバネ復帰作用と、ブレード支持プレート８９の先端側の下側に設けられるバックアップスポンジ９３（図４参照）の弾性復帰作用とにより、現像ローラ５５の周面に対してその長手方向に亘って一定圧で押圧されている。
【００４７】
規制ブレード９１は、トナー４７がこれと摩擦することによって同じ極性に帯電するという機能を有する。このようにして現像ローラ５５に対して所定極性に帯電されたトナーが供給され、感光体ドラム５上の静電潜像を現像ローラ５５上のトナー４７によって現像することができる。
【００４８】
また規制ブレード９１は、現像ローラ５５の周面に付着したトナー４７を、例えば厚みが最終的に１００μｍ程度になるように平均的に均す機能を有する。従って、現像ローラ５５の長手方向でのトナー４７の厚みを均一にするため、規制ブレード９１が現像ローラ５５の周面に対してその長手方向に亘って一定圧で押圧されていることが現像カートリッジ１２にとって重要なことである。
【００４９】
このような規制ブレード９１の現像ローラ５５への押圧力の平均化を担保するために、上述したようにローラ支持フレーム７５の構成要素として上枠部８３を追加し、ローラ支持フレーム７５が閉ループ構造となるようにしている。
【００５０】
即ち、このような閉ループ構造を採用し、現像ローラ５５と規制ブレード９１とをユニット化することにより、ローラ支持フレーム７５の保形性が高くなるから、現像カートリッジ１２をロータリー現像ユニット１１の収納部３７に装着したり、そこから脱着するときにローラ支持フレーム７５に相当の力が加わったとしても、現像ローラ５５の周面と規制ブレード９１との位置関係はその長手方向に亘って変化しにくくなる。これにより規制ブレード９１は、その長さ方向に亘り、常に一定の力で現像ローラ５５の周面に押圧し続けるから、現像ローラ５５の周面でのトナー４７の分布が現像ローラ５５の長さ方向で偏ることを防止することができ、色の濃淡のムラ等の印刷不良を防止することができる。
【００５１】
次に、ローラ支持フレーム７５を下部ハウジング部材４２に取り付ける構造について、図９（ａ）（ｂ）を参照しながら説明する。図９（ａ）は図３における現像ローラ５５の左側を破断して軸１０３が支持されている様子を示し、図９（ｂ）は図３における現像ローラ５５の右側を破断して軸が支持されている様子を示す。
【００５２】
図９（ａ）（ｂ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の端面９５ａ、９５ｂには各々供給ローラ用貫通穴（図示せず）と現像ローラ用貫通穴９９とが形成されており、端面９５ａ、９５ｂの外側には軸保持部材１０１ａ、１０１ｂが設けられている。尚、図示しないが、供給ローラ５３の軸の両端部は、軸保持部材１０１ａ、１０１ｂから供給ローラ用貫通穴内に延びる軸保持部（図示せず）に回転可能に支持されている。
【００５３】
また現像ローラ５５の軸１０３の両端部は、軸保持部材１０１ａ、１０１ｂから現像ローラ用貫通穴９９内へ延びる軸保持部１０５に回転可能に支持されている。図９（ａ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａにはネジ１０７のネジ山よりも若干小さな２つの孔１０６が形成されており、そこに座金１０８を介してネジ１０７が強制的にねじ込まれることにより、左側の軸保持部材１０１ａと下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａとが固定されている。またローラ支持フレーム７５における左側の側枠部７９ａにも、下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａの孔１０６と整合する位置にネジ１０７用の２つの孔が形成されているが、これらの孔はネジ１０７のネジ山よりも少し大きいばか孔１０９となっており、ここにネジ１０７が入り込んでいる。
【００５４】
一方、図９（ｂ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の右側の端面９５ｂにはネジ１１１のネジ山よりも大きな２つのばか孔１１３が形成されており、ローラ支持フレーム７５における右側の側枠部７９ｂには、前記ばか孔１１３と整合する位置にネジ１１１用の雌ネジが形成された２つのネジ孔１１５が形成されている。そして、側枠部７９ｂと前記軸保持部材１０１ｂとで前記ハウジングの端面９５ｂを挟む形で、右側の軸保持部材１０１ｂに形成された孔からばか孔１１３及びネジ孔１１５にネジ１１１をねじ込むことにより、右側の軸保持部材１０１ｂ、下部ハウジング部材４２の右側の端面９５ｂ及び右側の側枠部７９ｂが一体に固定される。
【００５５】
このような構成の結果として、ハウジング４３とローラ支持フレーム７５との関係は、右側においてはハウジングの長手方向への移動が規制されるように互いに一体に固定されているが、左側においてはローラ支持フレーム７５の側枠部７９ａが下部ハウジング部材の端面９５ａに対して固定されていないため、両者は互いの影響を受けることなく、前記ばか孔１０９に前記ネジ１０７の挿通部分がガイドされて、ハウジングの長手方向に相対的に自由に移動することが可能となる。
【００５６】
かかる構成を採用する理由は、ハウジング４３を構成する樹脂の方が、ローラ支持フレーム７５を構成する金属よりも熱膨張係数が大きいので、温度変化によりハウジング４３とローラ支持フレーム７５との間で伸縮差（ハウジング４３の方が伸縮量が大きい）を生じるが、このような伸縮差による影響をなくすためである。即ち、上記構成を採用することによりハウジング４３とローラ支持フレーム７５との伸縮差の違いによるローラ支持フレーム７５の歪みを防止することができるから、ローラ支持フレーム７５に設けられる現像ローラ５５の外周面への規制ブレード９１の当接圧力を、その長手方向に亘って一定に維持し続けることができ、長手方向に亘ってムラのないトナー供給が実現される。
【００５７】
尚、図９（ａ）（ｂ）では明瞭に示されていないが、下部ハウジング部材４２の端面９５ａとローラ支持フレーム７５の側枠部７９ａとの間は、下部ハウジング部材４２が、通常想定される使用環境下で最も縮んだ状態でも両者の間に僅かに隙間が形成されているように設計されている。
【００５８】
次に、ハウジング４３内のトナー収納部４５から外部へのトナー４７の飛散を防止する構造について説明する。図４に示す如く、現像ローラ５５の上方には、ローラ支持フレーム７５の上枠部８３に対して飛散防止シール部材１１７が固定されており、飛散防止シール部材１１７の他端側は、下部ハウジング部材４２に固定されているバックアップスポンジ１１９によって現像ローラ５５側へ押し付けられている。これにより現像ローラ５５と上枠部８３との間からのトナー４７の外部への飛散を防止している。
【００５９】
また、ローラ支持フレーム７５の上枠部８３の内側にはシール部材１２１が貼付されており、該シール部材１２１が下部ハウジング部材４２との間の隙間を塞いでおり、これによりバックアップスポンジ１１９を通過してしまったトナー４７の外部への飛散を防止している。
【００６０】
更に、図８（ｃ）及び図１０に示す如く、現像ローラ５５の周面の両端部にはローラ端シール部材１２３が当接し、現像ローラ５５の端部からのトナー４７の外部への飛散を防止している。図１０中の一部拡大側面図に示す如く、ローラ端シール部材１２３は、上側の低摩擦機能部材１２５と下側の粉体シール機能部材１２７とが貼り合わされた２重構造である。上側の低摩擦機能部材１２５は、例えばフジロン３０００（登録商標）（フジコー株式会社製）などのように現像ローラ５５との接触面の回転摩擦抵抗をなるべく小さくし、回転摩耗に対する耐久性に優れた材質で構成されている。また下側の粉体シール機能部材１２７は、例えば羊毛フェルトのようにトナーなどの粉体に対するシール機能性に優れた材質で構成されている。
【００６１】
このようなローラ端シール部材１２３の基端側はブレード支持プレート８９又は下枠部７７に固定されており、ローラ端シール部材１２３の先端側は、下部ハウジング部材４２によって下側から支持されているが、下部ハウジング部材４２には固定されておらず、自由端となっている。
【００６２】
ローラ端シール部材１２３の先端側を自由端とすることにより、現像ローラ５５の両端の周面とローラ端シール部材１２３との接触状態が経時的に微妙に変化するため、ローラ端シール部材１２３の同じ箇所だけが溝状に磨り減ってしまい、シール性能が低下するということを回避することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、現像ローラの周面の両端部ではローラ端シール部材が摩擦接触しているから、そこからトナーが外部へ飛散することを防止できるのは勿論として、ローラ端シール部材がハウジングに対して固定されていないから、現像ローラの回転時に現像ローラの長手方向に揺動するように微妙に移動することができる。そのためローラ端シール部材が現像ローラの周面に摩擦当接する部位が頻繁に変化するから、ローラ端シール部材の同じ部位だけが摩擦で磨り減って溝状に削れてしまうことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像ローラの端部シール装置を備える現像カートリッジを装備する画像形成装置を示す側断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置で用いられるロータリー現像ユニットの斜視図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置で用いられる上部ハウジング部材と下部ハウジング部材とを矢印の方向に開けた状態の現像カートリッジを示す斜視図である。
【図４】同現像カートリッジの側断面図である。
【図５】同現像カートリッジのハウジングに形成された連通孔の４つの実施の形態を示す正面図である。
【図６】同現像カートリッジの現像カートリッジ１２Ｃと現像カートリッジ１２Ｋとに注目して、ロータリー現像ユニットが（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態に回転したときの各現像カートリッジ内のトナーの動きを示す説明図である。
【図７】本発明に係り、感光体ドラムに対して、現像カートリッジの現像ローラに設けられる当接規制コロが衝突した状態を示す側面図である。
【図８】本発明に係り、（ａ）はローラ支持フレームの全体を示す正面図であり、（ｂ）はローラ支持フレームの左側部分の拡大図であり、（ｃ）はローラ端シール部材及びローラ支持フレーム周辺を示す側断面図である。
【図９】（ａ）は図３における現像ローラの左側を破断して軸が支持されている様子を示し、（ｂ）は図３における現像ローラ５５の右側を破断して軸が支持されている様子を示す断面図である。
【図１０】本発明に係り、ローラ支持フレームと、これに支持される供給ローラ及び現像ローラを示す斜視図である。
【符号の説明】
１１  ロータリー現像ユニット
１２、１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋ  現像カートリッジ
４３  ハウジング
４５  トナー収容部
４７  トナー
５１  撹拌片
５３  供給ローラ
５５  現像ローラ
５７  上部ハウジング部材の上面
５９  下部ハウジング部材の下面
１０６  孔
１０７  ネジ
１０８  座金
１０９  ばか孔
１１１  ネジ
１１３  ばか孔
１１５  ネジ孔
１１７  飛散防止シール部材
１１９  バックアップスポンジ
１２１  シール部材
１２３  ローラ端シール部材
１２５  低摩擦機能部材
１２７  粉体シール機能部材
【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】
0004106531.tif 000008
【図８】
0004106531.tif 000009
【図９】
0004106531.tif 000010
【図１０】
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