(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光ドラムと、トナーを収納するトナー収納容器と、前記感光ドラムと連動して回転し、前記トナー収納容器から供給されたトナーを、前記感光ドラムの表面に形成された静電潜像に応じて前記感光ドラムの表面に付着させてトナー像を形成する現像ローラと、該現像ローラの表面に当接し、現像ローラの表面に付着したトナーの厚さを均一にするドクターブレードとをハウジング内に一体的に収納してなり、前記感光ドラムのトナー像を記録用紙に転写すべくなしてある電子写真記録装置に着脱可能としてあるトナーカートリッジにおいて、
前記トナー収納容器は、トナーを排出する開口を有し、前記ドクターブレードは、前記現像ローラの回転に連動する連動機構に取り付けられており、前記感光ドラムの回転時には前記現像ローラの表面に当接し、前記感光ドラムの停止時には前記トナー収納容器の開口を閉塞すべくなしてあり、
前記感光ドラムは、これと同軸的にギヤが設けられており、
前記現像ローラは、前記ギヤと噛合するギヤが設けられており、
前記連動機構は、
前記現像ローラのギヤと噛合するギヤ部を有する円環状のフリクションギヤと、
該フリクションギヤに遊嵌するピン、及び該ピンの反対側に設けられたカム溝を有し、前記現像ローラの回転軸に回転可能に取り付けられたレバーと、
前記ピンの先端に取り付けられ、前記フリクションギヤを保持する保持具と、
前記フリクションギヤ及びレバー間に介装され、前記フリクションギヤを前記保持具側へ付勢する付勢手段と、
前記レバーのカム溝に係合する第１ピン、及び該第１ピンと同一側に突出する第２ピンを有し、前記ドクターブレードを保持する保持部材と、
該保持部材及びトナーカートリッジのハウジングに取り付けられ、前記ドクターブレードが前記トナー収納容器の開口を閉塞する方向に前記保持部材を付勢するバネと、
を有し、
前記ハウジングは、
前記第１ピンが係合するカム溝と、
前記第２ピンが係合するカム溝とを有する、
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録装置に着脱可能とされているトナーカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ及び複写機等の電子写真記録装置は、回転する感光ドラムの表面を帯電器によって一様に帯電させ、帯電された感光ドラムの表面にレーザ光等を照射することによって露光し、露光部分の電荷を消滅させて静電潜像を形成し、露光されていない部分と同一の極性で帯電されたトナーを感光ドラムの表面の露光部に付着させる。このようにして可視像たるトナー像が形成される。そして、感光ドラムに接する記録用紙の一面にトナー像を転写し、転写したトナー像を定着させるようになっている。
【０００３】
このような電子写真記録装置では、メンテナンスの簡易化を図るために、感光ドラム、帯電器、感光ドラムの表面にトナーを付着させ、感光ドラムに形成された静電潜像を現像する現像器、及び感光ドラム表面に付着した残留トナーを取り除くクリーニング器等を一体的に構成してトナーカートリッジとし、これを電子写真記録装置に着脱可能としてあることが一般的である。
【０００４】
トナーカートリッジ内の現像器は、供給用のトナーを収納するトナー収納容器と、トナー収納容器から供給されたトナーを搬送する搬送ローラと、搬送されたトナーを感光ドラムの表面に付着させる現像ローラと、現像ローラの表面に付着するトナーを均一な厚さにし、摩擦によってトナーを帯電させるドクターブレードとを備えている。
【０００５】
特開平１０−３１２１０４号公報には、トナー収納容器の開口を閉塞するシャッタと、このシャッタ及びトナー収納容器の間の間隙を塞ぐトナー漏れ防止部材とを備え、シャッタ及びトナー収納容器の間からトナーの漏出を防止するトナーカートリッジが開示されている。
【０００６】
また、特開平６−２８９７０２号公報には、現像ローラの両端部に当接し、可撓性を有するトナー漏れ防止部材と、ドクターブレード両端部に当接し、可撓性を有するシール部材とを備え、トナー収納容器から供給されたトナーが外部へ漏出することを防止するトナーカートリッジが開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如き従来のトナーカートリッジでは、トナー収納容器からのトナーの漏出を防止する専用の部材を必要とするため、コストの低減が困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ドクターブレードを感光ドラムの回転に応じて移動させ、感光ドラムの回転時にはドクターブレードを現像ローラの表面に当接する位置に配し、感光ドラムの停止時にはドクターブレードをトナー収納容器の開口を閉塞する位置に配することにより、感光ドラムの回転時にはドクターブレードが現像ローラの表面に付着したトナーの厚さを均一にし、感光ドラムの停止時にはトナー収納容器からのトナーの漏出を防止することが可能となり、しかもトナー収納容器の開口を塞ぐための部材を追加する必要がないトナーカートリッジを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るトナーカートリッジは、回転可能な感光ドラムと、トナーを収納するトナー収納容器と、前記感光ドラムと連動して回転し、前記トナー収納容器から供給されたトナーを、前記感光ドラムの表面に形成された静電潜像に応じて前記感光ドラムの表面に付着させてトナー像を形成する現像ローラと、該現像ローラの表面に当接し、現像ローラの表面に付着したトナーの厚さを均一にするドクターブレードとをハウジング内に一体的に収納してなり、前記感光ドラムのトナー像を記録用紙に転写すべくなしてある電子写真記録装置に着脱可能としてあるトナーカートリッジにおいて、前記トナー収納容器は、トナーを排出する開口を有し、前記ドクターブレードは、前記現像ローラの回転に連動する連動機構に取り付けられており、前記感光ドラムの回転時には前記現像ローラの表面に当接し、前記感光ドラムの停止時には前記トナー収納容器の開口を閉塞すべくなしてある。
【００１０】
この構成のトナーカートリッジによると、ドクターブレードを感光ドラムの回転に応じて移動させ、感光ドラムの回転時にはドクターブレードを現像ローラの表面に当接する位置に配し、感光ドラムの停止時にはドクターブレードをトナー収納容器の開口を閉塞する位置に配することにより、感光ドラムの回転時にはドクターブレードが現像ローラの表面に付着したトナーの厚さを均一にし、感光ドラムの停止時にはトナー収納容器からのトナーの漏出を防止することが可能となり、しかもトナー収納容器の開口を塞ぐための部材を追加する必要がなく、コストの低減を可能とする。
【００１１】
本発明に係るトナーカートリッジは、上記構成に加えて、前記感光ドラムは、これと同軸的にギヤが設けられており、前記現像ローラは、前記ギヤと噛合するギヤが設けられており、前記連動機構は、前記現像ローラのギヤと噛合するギヤ部を有する円環状のフリクションギヤと、該フリクションギヤに遊嵌するピン、及び該ピンの反対側に設けられたカム溝を有し、前記現像ローラの回転軸に回転可能に取り付けられたレバーと、前記ピンの先端に取り付けられ、前記フリクションギヤを保持する保持具と、前記フリクションギヤ及びレバー間に介装され、前記フリクションギヤを前記保持具側へ付勢する付勢手段と、前記レバーのカム溝に係合する第１ピン、及び該第１ピンと同一側に突出する第２ピンを有し、前記ドクターブレードを保持する保持部材と、該保持部材及びトナーカートリッジのハウジングに取り付けられ、前記ドクターブレードが前記トナー収納容器の開口を閉塞する方向に前記保持部材を付勢するバネとを有し、前記ハウジングは、前記第１ピンが係合するカム溝と、前記第２ピンが係合するカム溝とを有する。
【００１２】
この構成を備えたトナーカートリッジによる場合は、保持部材に、第１ピン及び第２ピンが設けられていて、第１ピン及び第２ピンは夫々カム溝に係合し、保持部材の移動がこれらのカム溝によって規制され、感光ドラムの停止時には、バネによって保持部材が付勢され、このときのドクターブレードの位置がトナー収納容器の開口を閉塞する位置とされ、ドクターブレードがトナー収納容器の開口に圧接されることによって、残留トナー収納容器から残留トナーの漏出が防止される。
【００１３】
また、フリクションギヤが、保持具によって第１ピンからの脱落を防止されており、例えばウェイブワッシャのような付勢手段によって保持具側へ付勢されているため、レバー、付勢手段、及びフリクションギヤが夫々密着し、感光ドラムの回転時には、現像ローラのギヤに噛合しているフリクションギヤによりレバーが現像ローラの回転方向へ揺動し、この揺動に伴ってレバーのカム溝に第１ピンが係合している保持部材が移動し、ドクターブレードが現像ローラの表面に圧接される。フリクションギヤには現像ローラの回転力が伝達され、レバーにはこの回転力とは反対のドクターブレードが現像ローラの表面に圧接されることによる抗力が伝達される。この結果フリクションギヤとレバーとに加わる力が、レバー、付勢手段、及びフリクションギヤの静止摩擦力を上回り、フリクションギヤがレバーに対して相対的に回転して、現像ローラが回転したままドクターブレードが現像ローラの表面に圧接された状態が保持され、現像ローラに付着しているトナー層の厚さが均一にされる。従って、トナー収納容器の開口を塞ぐための専用の部材を追加することなく、トナー収納容器からの残留トナーの漏出を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係るトナーカートリッジの構成を示す側面断面図である。
【００１５】
図において、１は回転軸１１を中心に回転可能な感光ドラムである。該感光ドラム１は、電子写真記録装置に着脱可能なトナーカートリッジ１０のハウジングＨ内に収納されている。また、感光ドラム１の一端からは、回転軸１１がハウジングＨを貫通してハウジングＨの外側に突出しており、この突出した部分にギヤ１３が設けられており、ギヤ１３が電子写真記録装置に設けられた図示しない電動モータの回転軸に取り付けられたギヤと噛合せしめられ、これによって感光ドラム１が図中時計回りに回転するようになっている。ハウジングＨ内の感光ドラム１の上部から感光ドラム１の回転方向の若干上流側の位置には、感光ドラム１と平行に配され、感光ドラム１の全長にわたって当接する帯電ローラ２が設置されている。ハウジングＨの外側であって、感光ドラム１の上方の位置には、レーザ光照射器（図示せず）が感光ドラム１へ向けてレーザ光を照射するように設けられており、ハウジングＨの感光ドラム１上方には、このレーザ光の通路たるレーザ光進入路３が、感光ドラム１と平行な細長い開口として設けられている。
【００１６】
帯電ローラ２及びレーザ光進入路３より感光ドラム１の回転方向下流側の位置には、感光ドラム１の表面にトナーを付着させ、トナー像を形成するための現像ローラ４が、感光ドラム１と平行に当接するように設けられている。また、現像ローラ４の感光ドラム１との接触部分と反対側には、感光ドラム１と平行に配された側断面視Ｕ字状のトナー収納容器４１が設けられている。トナー収納容器４１の内部にはトナーが収納されており、トナー収納容器４１の感光ドラム１側下部には、トナーを供給するための開口４１ａが設けられている。現像ローラ４とトナー収納容器４１との間には、トナー補給ローラ４２が、現像ローラ４に当接した状態でこれと平行に配されている。現像ローラ４には、前述したギヤ１３と噛合するギヤ１２がハウジングＨの外側に設けられており、これによって現像ローラ４が感光ドラム１の回転に従って、感光ドラム１の回転方向と反対の方向に回転するようになっている。また、ハウジングＨの外側に、ギヤ１３と噛合する図示しないギヤと、このギヤに噛合し、トナー補給ローラ４２の回転軸に取り付けられた図示しないギヤとが設けられており、トナー補給ローラ４２が現像ローラ４の回転方向と同一の方向に回転するようになっている。
【００１７】
また、現像ローラ４の回転に連動する連動機構２０に現像ローラ４と平行な長板のドクターブレード４３が取り付けられており、感光ドラム１の回転時にはドクターブレード４３が現像ローラ４の表面に当接し、感光ドラム１の停止時にはドクターブレード４３がトナー収納容器４１の開口４１ａを閉塞するようになっている。
【００１８】
次に、連動機構２０の構成を説明する。図２は連動機構２０の構成を示す部分平面断面図である。現像ローラ４の一端側には、ギヤ１２と噛合するフリクションギヤ１４が設けられている。フリクションギヤ１４は、外側がギヤ部となっている円環状をなしている。
【００１９】
また、フリクションギヤ１４と、ハウジングＨとの間には、両端が円弧状をなしており、一端の方が他端よりも小径の円弧状となっている長板状のレバー１５が配されており、このレバー１５の大径側の端部には、フリクションギヤ１４のに遊嵌するピンが突設されている。また、フリクションギヤ１４とレバー１５との間には、ウェイブワッシャ１４ａが介装され、ピンの先端に止め輪１４ｂ（保持具）が係合されており、ウェイブワッシャ１４ａがフリクションギヤ１４を止め輪１４ｂ側へ付勢している。この結果、フリクションギヤ１４に所定のトルクより大きいトルクが与えられたときにだけ、フリクションギヤ１４がレバー１５に対して相対的に回転するようになっている。一方、レバー１５の小径側の端部は、現像ローラ４の回転軸のハウジングＨとギヤ１２との間の部分に回転自在に取り付けられている。また、レバー１５の大径側の端部には、レバー１５の長手方向に長いカム溝１５ａが、この端部がレバー１５の大径の端部から突出した状態で設けられている。
【００２０】
図１に示すように、現像ローラ４の上方のハウジングＨには、現像ローラ４と略同軸的な円弧状をなす長孔のカム溝１６ａが、レバー１５が現像ローラ４の回転軸回りに揺動したときに、カム溝１５ａが対向する位置に設けられている。さらに、このカム溝１６ａの上方のハウジングＨの内面には、これと略平行な円弧状をなすカム溝１６ｂが設けられている。
【００２１】
現像ローラ４の上方には、現像ローラ４と平行な長手部材の保持部材１７が配されている。この保持部材１７のトナー収納容器４１側の側部は、下方に直角に屈曲せしめられた状態の曲げ部となっており、この曲げ部内側にこれと平行な長板のドクターブレード４３が先端から突出するように取り付けられている。また、保持部材１７の感光ドラム１側の側部は、上方に所定角度をなして屈曲せしめられた状態の曲げ部となっており、この曲げ部のカム溝１６ａ，１６ｂ側の端部には、曲げ部の内側に直角に屈曲せしめられた状態の腕部１７ａが設けられている。そして、この腕部１７ａがカム溝１６ａ，１６ｂと対向するように配されている。
【００２２】
腕部１７ａのカム溝１６ａ，１６ｂと対向する面には、ピン１７ｂ及びピン１７ｃが突設されている。ピン１７ｂは、カム溝１６ａを貫通し、カム溝１５ａに係合しており、ピン１７ｃは、カム溝１６ｂに係合している。
【００２３】
また、ハウジングＨ内面のカム溝１６ｂの上方には、円形のボスが突出しており、このボスにつる巻バネＳの円環部が係合されている。つる巻バネＳの一端はハウジングＨの内面に設けられたフックで固定されており、他端はピン１７ｃに係合されている。これによって、保持部材１７がトナー収納容器４１側に付勢されている。
【００２４】
そして、更に感光ドラム１の回転方向下流側の感光ドラム１下方には、感光ドラム１と平行な細長い開口５がハウジングＨに設けられており、電子写真記録装置に感光ドラム１と平行に設けられた転写ローラ６と感光ドラム１とが接することができるようになっている。
【００２５】
また、感光体１の前記現像ローラ４との当接位置の反対側では、感光体１と平行な長板のクリーニングブレード７が、一側の先端が感光体１の回動方向に逆らうように当接すべく配されている。クリーニングブレード７の下方のハウジングＨの内面には、感光体１の表面から除去された残留トナーを回収する残留トナー収納部８が、感光体１と平行な側面視略Ｖ字の溝状をなして設けられている。
【００２６】
次に、電子写真記録装置の動作を説明する。感光ドラム１は、図示しない電動モータによって図中時計回りに回転せしめられる。帯電ローラ２は、感光ドラム１と接しつつ、感光ドラム１の回転に従って、感光ドラム１の回転方向と反対の方向に回転する。感光ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電され、レーザ光進入路３を進行してきたレーザ光によって露光される。露光部分の電荷は光導電現象により消失し、感光ドラム１の表面に静電荷のパターンたる静電潜像が形成される。
【００２７】
一方、トナー収納容器４１の開口４１ａから供給されたトナーは、トナー補給ローラ４２によって現像ローラ４へ搬送され、現像ローラ４の表面に付着される。現像ローラ４に付着したトナーは、ドクターブレード４３によって現像ローラ４の表面に形成されるトナー層の厚さを均一にされ、これに伴って、ドクターブレード４３との摩擦により、トナーが前述した静電潜像における露光されていない部分と同一の極性で帯電される。
【００２８】
現像ローラ４の表面に付着したトナーは、感光ドラム１の静電潜像の電界により露光されていない部分に引き付けられ、可視像たるトナー像が感光ドラム１の表面に形成される。
【００２９】
電子写真装置の図示しない記録用紙供給部から、記録用紙が感光ドラム１と転写ローラ６との間に導入され、転写ローラ６にトナーと反対の極性のコロナを発生させて、感光ドラム１のトナー像を記録用紙に転写する。そして、転写後の記録用紙を電子写真記録装置側に設けられた定着部へ搬送し、記録用紙表面のトナーを瞬間的な熱と圧力によって溶融させ、記録用紙の繊維と接着させて画像を定着させる。
【００３０】
感光ドラム１に未転写のまま付着している残留トナーをクリーニングブレード７によって感光ドラム１の表面から除去する。除去された残留トナーは、クリーニングブレード７の下方に落下する。落下した残留トナーは残留トナー収納部８に設けられた開口から残留トナー収納部８の内部に導入され、回収される。これによって、次の画像入力に備える。
【００３１】
また、感光ドラム１が停止状態のときには、トナーがトナー収納容器４１の外部に漏れないように、開口４１ａを閉塞する必要がある。図３は、ドクターブレード４３の動作を示す説明図である。保持部材１７は、ピン１７ｂ，１７ｃが夫々カム溝１６ａ，１６ｂに係合していることにより、移動が規制されている。図３（ａ）に示すように、感光ドラム１が停止状態のときには、つる巻バネＳによって、保持部材１７が矢符で示す方向に付勢された状態となっており、このとき保持部材１７のドクターブレード４３の基端部分近傍部が、開口４１ａの上縁と圧接し、同様にドクターブレード４３の先端部分が開口４１ａの下縁と圧接して、開口４１ａがドクターブレード４３によって閉塞された状態となっている。このとき、保持部材１７がつる巻バネＳに付勢されているため、ピン１７ｂ，１７ｃが夫々カム溝１６ａ，１６ｂのトナー収納容器４１側端部付近に位置している。
【００３２】
感光ドラム１の回転が始まったとき、ギヤ１３も同様に回転し始める。そして、ギヤ１３に噛合しているギヤ１２も回転し、これによって現像ローラ４が回転する。更に、ギヤ１２に噛合しているフリクションギヤ１４及びレバー１５が、ギヤ１３の回転とともに現像ローラ４の回転軸を中心として感光ドラム１側へ回転する。このため、ピン１７ｂがカム溝１６ａに沿って感光ドラム１側へと移動し、同様にピン１７ｃがカム溝１６ｂに沿って移動して、保持部材１７が感光ドラム１側へ移動する。そしてドクターブレード４３が、開口４１ａから離れ、現像ローラ４の表面にその先端が当接する。
【００３３】
更に感光ドラム１が回転するため、ドクターブレード４３が現像ローラ４に更に強い力で圧接される。このときフリクションギヤ１４には、現像ローラ４の回転力が伝達され、レバー１５にはこの回転力とは反対のドクターブレード４３が現像ローラ４の表面に圧接されることによる抗力が伝達される。この結果フリクションギヤ１４とレバー１５との間には規定値を越える力が加わる。これによって、フリクションギヤ１４がレバー１５に対して相対的に回転し、図３（ｂ）に示すように、現像ローラ４が回転したままドクターブレード４３が現像ローラ４の表面に圧接された状態が保持される。
【００３４】
感光ドラム１の回転が停止されたときには、つる巻バネＳによって、ドクターブレード４３が開口４１ａを閉塞する位置へ戻される。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係るトナーカートリッジによる場合は、ドクターブレードを感光ドラムの回転に応じて移動させ、感光ドラムの回転時にはドクターブレードを現像ローラの表面に当接する位置に配し、感光ドラムの停止時にはドクターブレードをトナー収納容器の開口を閉塞する位置に配することにより、感光ドラムの回転時にはドクターブレードが現像ローラの表面に付着したトナーの厚さを均一にし、感光ドラムの停止時にはトナー収納容器からのトナーの漏出を防止することが可能となり、しかもトナー収納容器の開口を塞ぐための部材を追加する必要がなく、コストの低減を可能とする。
【００３６】
また、保持部材に、第１ピン及び第２ピンと夫々係合するカム溝が設けられているため、保持部材の移動がこれらのカム溝によって規制され、感光ドラムの停止時には、バネによって保持部材が付勢され、このときのドクターブレードの位置がトナー収納容器の開口を閉塞する位置とされ、ドクターブレードがトナー収納容器の開口に圧接されることによって、残留トナー収納容器から残留トナーの漏出が防止される。また、感光ドラムの回転時には、現像ローラのギヤに噛合しているフリクションギヤによりレバーが現像ローラの回転方向へ揺動し、この揺動に伴ってレバーのカム溝に第１ピンが係合している保持部材が移動し、ドクターブレードが現像ローラの表面に圧接される。フリクションギヤには現像ローラの回転力が伝達され、レバーにはこの回転力とは反対のドクターブレードが現像ローラの表面に圧接されることによる抗力が伝達される。この結果フリクションギヤとレバーとに加わる力が、レバー、付勢手段、及びフリクションギヤの静止摩擦力を上回り、フリクションギヤがレバーに対して相対的に回転して、現像ローラが回転したままドクターブレードが現像ローラの表面に圧接された状態が保持され、現像ローラに付着しているトナー層の厚さが均一にされる。従って、トナー収納容器の開口を塞ぐための専用の部材を追加することなく、トナー収納容器からの残留トナーの漏出を防止することが可能となる等本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るトナーカートリッジの構成を示す側面断面図である。
【図２】  連動機構の構成を示す部分平面断面図である。
【図３】  ドクターブレードの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  レーザ光進入路
４  現像ローラ
５  開口
６  転写ローラ
７  クリーニングブレード
８  残留トナー収納部
１０  トナーカートリッジ
１１  回転軸
１２  ギヤ
１３  ギヤ
１４  フリクションギヤ
１４ａ  ウェイブワッシャ
１４ｂ  止め輪（保持具）
１５  レバー
１５ａ  カム溝
１６ａ，１６ｂ  カム溝
１７  保持部材
１７ａ  腕部
１７ｂ，１７ｃ  ピン
２０  連動機構
４１  トナー収納容器
４１ａ  開口
４２  トナー補給ローラ
４３  ドクターブレード
Ｈ  ハウジング
Ｓ  つる巻バネ
【図１】
0004360004.tif 000002
【図２】
0004360004.tif 000003
【図３】
0004360004.tif 000004