JP6848210B2 - 現像カートリッジ - Google Patents

Description

本開示は、現像カートリッジに関する。

現像カートリッジは、現像剤を収容する筐体と、現像ローラとを備える。現像カートリッジが画像形成装置に装着され、画像形成装置が画像形成動作を実行すると、筐体内の現像剤は、現像ローラの表面に担持される。このような現像カートリッジでは、現像ローラと筐体との間から現像剤が漏れることを防止するために、現像ローラと筐体との間にサイドシールが設けられている。

例えば、特許文献１に記載の現像カートリッジでは、現像ローラ本体に接触するサイドシールの表面に、潤滑剤が塗布されている。これにより、現像ローラ本体およびサイドシールの摩耗を抑制するとともに、現像ローラ本体と筐体との間のシール性を確保している。

特開２００２−２８７４８７号公報

しかし、特許文献１に記載の現像カートリッジでは、サイドシールの表面に塗布された潤滑剤が、経時的に筐体内に浸み出す場合がある。この場合、現像カートリッジを過度に長い期間放置すると、サイドシール表面の潤滑剤が不足する可能性がある。

サイドシール表面の潤滑剤が不足すると、現像ローラ本体と筐体との間のシール性が低下する可能性がある。

そこで、本開示の目的は、現像ローラ本体と筐体との間のシール性を、より長い期間、確保することができる現像カートリッジを提供することにある。

本開示の現像カートリッジは、筐体と、現像ローラと、サイドシールと、潤滑剤とを備える。筐体は、現像剤を収容可能である。現像ローラは、第１方向に延びる第１軸について回転可能である。現像ローラは、第１方向と交差する第２方向において筐体の一端部に位置する。現像ローラは、現像ローラシャフトと、現像ローラ本体とを備える。現像ローラシャフトは、第１軸に沿って延びる。現像ローラ本体は、第１方向に延び、現像ローラシャフトを覆う。現像ローラ本体は、現像ローラシャフトとともに回転可能である。サイドシールは、第１方向における現像ローラ本体の端部と、筐体との間に位置する。サイドシールは、端部の周面の一部と筐体とに接触する。

潤滑剤は、現像カートリッジが未使用であるときに、端部の周面におけるサイドシールに接触しない部分に位置する。潤滑剤は、現像カートリッジが使用されたときに、現像ローラが回転することにより、サイドシールに接触する。

このような構成によれば、現像カートリッジが未使用であるときには、現像ローラ本体の周面において、サイドシールに接触しない部分に潤滑剤が塗布されている。

そのため、現像カートリッジが未使用であるときに、潤滑剤がサイドシールに浸みこんで減少することを、防止できる。

そして、現像カートリッジが使用されたときには、現像ローラ本体の周面に塗布された潤滑剤が、現像ローラの回転に伴って、現像ローラ本体とサイドシールとの間に塗布される。

これにより、現像ローラ本体とサイドシールとの摩擦を低減して、現像ローラ本体およびサイドシールの摩耗を抑制できる。

その結果、現像ローラ本体と筐体との間のシール性を、より長い期間、確保することができる。

本開示の現像カートリッジは、現像ローラ本体と筐体との間のシール性を、より長い期間、確保することができる。

図１は、本発明の現像カートリッジを示す概略図である。 図２は、図１に示す現像ローラの端部をシールするための構成を示す斜視図である。なお、サイドシールと潤滑剤との位置関係を明確に示すために、現像ローラについては仮想線で示す。 図３Ａは、図２に示す筐体に層厚規制ブレードが取り付けられた状態を説明するための説明図である。図３Ｂは、層厚規制ブレードとサイドシールの第２層との相対配置を説明するための説明図である。 図４は、図３Ａに示す筐体にサイドシールが取り付けられた状態を説明するための説明図である。 図５は、図４に示すＡ−Ａ線に相当する断面図であって、潤滑剤を、現像ローラ本体の表面に対して、層形状に塗布した状態を示す。 図６は、図４に示すＡ−Ａ線に相当する断面図であって、潤滑剤を、現像ローラ本体の表面に対して、分割して半球形状に塗布した状態を示す。 図７は、図４に示すＡ−Ａ線に相当する断面図であって、サイドシールに接触しない第１の潤滑剤と、サイドシールに接触する第２の潤滑剤とを、現像ローラ本体の表面に対して塗布した状態を示す。

１．現像カートリッジの概略
図１および図２を参照して、現像カートリッジ１の概略について説明する。

現像カートリッジ１は、筐体２と、現像ローラ３と、層厚規制ブレード４とを備える。現像ローラ３は、第１方向に延びる第１軸Ａ１について回転可能である。

１．１ 筐体
筐体２は、現像剤を収容可能である。現像剤は、例えば、トナーである。筐体２は、第１方向に延びる。また、筐体２内には、アジテータ５が設けられる。アジテータ５は、回転することにより、筐体２内の現像剤を撹拌するとともに、筐体２内の現像剤を現像ローラ３に向かって搬送する。

１．２ 現像ローラ
現像ローラ３は、第１方向と交差する第２方向において、筐体２の一端部に位置する。詳しくは、第２方向は、第１方向と直交する。現像ローラ３は、現像ローラシャフト３Ａと、現像ローラ本体３Ｂとを備える。現像ローラシャフト３Ａは、第１軸Ａ１に沿って延びる。現像ローラシャフト３Ａは、円柱形状を有する。現像ローラ本体３Ｂは、第１方向に延びる。現像ローラ本体３Ｂは、現像ローラシャフト３Ａを覆う。現像ローラ本体３Ｂは、円柱形状を有する。現像ローラ本体３Ｂは、第１方向において、一端部Ｅと、他端部とを有する。他端部は、図示しないが、第１方向において、一端部と離れて位置する端部である。なお、第１方向において、現像ローラシャフト３Ａは、第１方向において、一端部Ｅまたは他端部から突出する。現像ローラ本体３Ｂは、現像ローラシャフト３Ａとともに回転可能である。

１．３ 層厚規制ブレード
層厚規制ブレード４は、現像ローラ本体３Ｂの周面に担持された現像剤の厚みを規制するための構成である。層厚規制ブレード４は、第１方向に延びる。層厚規制ブレード４は、現像ローラ本体３Ｂの表面に接触する一端部４Ａと、筐体２に固定される他端部４Ｂとを有する。他端部４Ｂは、一端部４Ａから離れて位置する。また、層厚規制ブレード４は、一端部４Ａから、他端部４Ｂへ向かって凹む凹部４Ｃを有する。凹部４Ｃは、第１方向における層厚規制ブレード４の端部に設けられている。

また、層厚規制ブレード４は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ブレード本体６と、接触部材７と、シール部材８とを備える。

ブレード本体６は、第１方向に延びる。ブレード本体６は、板形状を有する。ブレード本体６は、金属からなる。

接触部材７は、層厚規制ブレード４の一端部４Ａに位置する。接触部材７は、第１方向に延びる。接触部材７は、シリコーンゴムなどのゴム材料からなる。接触部材７は、現像ローラ本体３Ｂの表面に接触する。第１方向における接触部材７の端部は、凹部４Ｃの縁に沿って設けられる。これにより、接触部材７は、凹部４Ｃの少なくとも一部を囲む。

シール部材８は、第１方向において、接触部材７と並んで位置する。シール部材８は、第１方向に延びる。シール部材８は、第１方向において、接触部材７の端部に接触する。また、シール部材８は、凹部４Ｃの縁に沿って設けられる。これにより、シール部材８は、接触部材７とともに、凹部４Ｃを囲む。

２．現像カートリッジの詳細
現像カートリッジ１は、図２、図４および図５に示すように、さらに、サイドシール１１と、フィルム部材１２（図４参照）と、潤滑剤Ｇ（図５参照）とを備える。

２．１ サイドシール
サイドシール１１は、現像ローラ本体３Ｂの一端部Ｅと、筐体２との間に位置する。サイドシール１１は、一端部Ｅの周面の一部と、筐体２とに接触する。サイドシール１１は、現像ローラ本体３Ｂの一端部Ｅと、筐体２との間から現像剤が漏れることを防止するための構成である。詳しくは、サイドシール１１は、第１層１３と、第２層１４とを有する。

第１層１３は、現像ローラ本体３Ｂに接触する。第１層１３は、現像ローラ３の回転方向Ｒに延びる。第１層１３は、織物である。第１層１３は、例えば、超高分子量ポリエチレンや、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）などの繊維からなる。超高分子量ポリエチレン繊維は、具体的には、東洋紡株式会社製のダイニーマ（登録商標）ＳＫ６０などのダイニーマ（登録商標）シリーズを用いることができる。第１層１３を構成する繊維は、繊維が延びる方向に熱を伝えやすい性質を有することが好ましい。詳しくは、繊維が延びる方向における熱伝導率は、繊維の周面方向における熱伝導率に対して、例えば、２倍以上であり、例えば、５０倍以下である。第１層１３を構成する繊維の熱伝導率は、繊維が延びる方向において、例えば、０．１Ｗ／ｃｍ・Ｋ以上であり、例えば、１．０Ｗ／ｃｍ・Ｋ以下である。また、第１層１３の縦糸Ｙ１の径は、例えば、１５０μｍである。第１層１３の横糸Ｙ２の径は、縦糸Ｙ１の径よりも太く、例えば、２００μｍである。第１層１３の織り方は、例えば、綾織、朱子織である。第１層１３の織り方は、好ましくは、綾織である。第１層１３の織り方が綾織であると、第１層１３の表面に、縦糸Ｙ１が並ぶ部分Ｐ１と、横糸Ｙ２が並ぶ部分Ｐ２とを交互に形成することができる。なお、第１層１３の表面とは、現像ローラ本体３Ｂに接触する面である。そして、第１層１３の織り方が綾織であり、第１層１３の横糸Ｙ２の径が縦糸Ｙ１の径よりも太いと、縦糸Ｙ１が並ぶ部分Ｐ１を、横糸Ｙ２が並ぶ部分Ｐ２に対して凹ませることができる。これにより、縦糸Ｙ１が並ぶ部分Ｐ１を、潤滑剤Ｇが流れる流路として利用することができる。また、第１層１３は、現像ローラ３の回転方向Ｒにおいて、上流側の端部１３Ａと、下流側の端部１３Ｂとを有する。第１層１３の下流側の端部１３Ｂは、層厚規制ブレード４のシール部材８に重なる。これにより、第１層１３の下流側の端部１３Ｂは、第１方向において、凹部４Ｃと並ぶ。

第２層１４は、図３Ｂおよび図５に示すように、現像ローラ３の回転方向Ｒにおいて、層厚規制ブレード４のシール部材８の上流側に位置する。第２層１４は、層厚規制ブレード４のシール部材８と接触する。また、第２層１４は、現像ローラ本体３Ｂの径方向において、第１層１３と筐体２との間に位置する。第２層１４は、第１層１３と筐体２とに接触する。詳しくは、第２層１４は、第１層１３の裏面に接着されている。なお、第１層１３の裏面とは、現像ローラ本体３Ｂに接触する面とは反対側の面である。また、第２層１４は、筐体２に設けられるシール支持面２Ａに接触する。シール支持面２Ａは、現像ローラ３の回転方向に延びる。シール支持面２Ａの一部は、層厚規制ブレード４の凹部４Ｃに重なる。シール支持面２Ａのうち、層厚規制ブレード４の凹部４Ｃに重なる部分を、重複部分２０と定義する。第２層１４は、シール支持面２Ａの重複部分２０には重ならない。これにより、シール支持面２Ａの重複部分２０と、現像ローラ本体３Ｂとは、現像ローラ本体３Ｂの径方向において、凹部４Ｃを介して向かい合う。すなわち、筐体２と現像ローラ本体３Ｂとは、現像ローラ本体３Ｂの径方向において、凹部４Ｃを介して向かい合う。シール支持面２Ａの重複部分２０と、現像ローラ本体３Ｂとは、現像ローラ本体３Ｂの径方向において、間隔を隔てている。

２．２ フィルム部材
フィルム部材１２は、図４に示すように、第１層１３の上流側の端部１３Ａの一部に重なる。フィルム部材１２は、第１方向に延びる。フィルム部材１２は、サイドシール１１と筐体２との境界部分を覆うための構成である。

２．３ 潤滑剤
潤滑剤Ｇは、例えば、フッ素系樹脂およびフッ素油が溶媒中に分散したフッ素系潤滑剤である。フッ素系樹脂およびフッ素油は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンである。溶媒は、例えば、パーフルオロアルカンである。フッ素系潤滑剤は、フッ素系樹脂およびフッ素油を、例えば、１０質量％以上、例えば、２０質量％以下、含有する。なお、フッ素系潤滑剤は、溶媒を、フッ素系樹脂およびフッ素油を除く残分として、例えば、８０質量％以上、例えば、９０質量％以下、含有する。潤滑剤Ｇの稠度は、例えば、３００である。なお、潤滑剤Ｇは、後述する現像ローラ本体３Ｂの周面の他、サイドシール１１の第１層１３にも予め塗布されている。

２．３．１ 潤滑剤の位置
潤滑剤Ｇは、図２および図５に示すように、現像カートリッジ１が未使用であるときに、現像ローラ本体３Ｂの一端部Ｅの周面に塗布される。なお、図示しないが、潤滑剤Ｇは、現像カートリッジ１が未使用であるときに、現像ローラ本体３Ｂの他端部の周面にも塗布される。なお、現像カートリッジ１が未使用であるとは、現像カートリッジ１が製造され、出荷された時の状態をいう。潤滑剤Ｇは、第１方向において、フィルム部材１２（図４参照）に対して間隔を隔てて位置する。これにより、現像カートリッジ１が使用され、現像ローラ３が回転したときに、潤滑剤Ｇは、フィルム部材１２に接触することなく、現像ローラ３の回転に伴ってサイドシール１１まで運ばれる。

また、潤滑剤Ｇは、現像カートリッジ１が未使用であるときに、現像ローラ本体３Ｂの一端部Ｅの周面において、サイドシール１１に接触しない部分に位置する。これにより、潤滑剤Ｇがサイドシール１１に接触する場合と比べて、潤滑剤Ｇがサイドシール１１に浸みこむことを防止でき、現像ローラ本体３Ｂに塗布された潤滑剤Ｇが経時的に減少することを防止できる。なお、現像ローラ本体３Ｂは、未使用の現像カートリッジ１が使用されるときに、最初に感光体Ｄに接触する接触部分Ｎを有する。潤滑剤Ｇは、現像カートリッジ１が未使用であるときに、現像ローラ３の回転方向Ｒにおいて、接触部分Ｎよりも下流、かつ、サイドシール１１よりも上流に位置する。これにより、現像カートリッジ１が使用され、現像ローラ３が回転したときに、潤滑剤Ｇは、感光体Ｄに接触することなく、現像ローラ３の回転に伴ってサイドシール１１まで運ばれる。また、潤滑剤Ｇは、現像カートリッジ１が未使用であるときに、現像ローラ本体３Ｂの一端部Ｅの周面において、第１軸Ａ１を中心とした角度θが３６°以上、４０°以下となる範囲内に位置する。潤滑剤Ｇがこの範囲内に塗布されていることにより、潤滑剤Ｇの塗布量を確保することができる。

２．３．２ 潤滑剤の形状
潤滑剤Ｇの形状は、塗布量を確保することができれば、特に限定されない。潤滑剤Ｇは、例えば、図５に示すように、所定の厚みを有し、現像ローラ３の回転方向Ｒに連続的に延びる層形状であってもよい。この場合、現像ローラ３の回転方向Ｒにおける潤滑剤Ｇの長さは、例えば、６．１ｍｍ以上であり、例えば、７．０ｍｍ以下である。また、第１方向における潤滑剤Ｇの長さは、例えば、４．０ｍｍ以下、具体的には、２．５ｍｍである。また、潤滑剤Ｇは、例えば、図６に示すように、現像ローラ３の回転方向Ｒに間隔を隔てて並ぶ複数の部分に分割して塗布してもよい。この場合、潤滑剤Ｇは、半球形状であってもよい。また、潤滑剤Ｇは、例えば、図７に示すように、サイドシール１１に接触しない第１の潤滑剤Ｇ１と、サイドシール１１に接触する第２の潤滑剤Ｇ２とを含んでもよい。また、潤滑剤Ｇは、第１方向に間隔を隔てて並ぶ複数の部分に分割して塗布してもよい。

潤滑剤Ｇの厚みは、例えば、０．６ｍｍ以下である。潤滑剤Ｇの厚みがこの範囲内であると、未使用の現像カートリッジ１に衝撃が加わった場合でも、潤滑剤Ｇが飛散することを防止できる。

また、潤滑剤Ｇの塗布量は、現像ローラ本体３Ｂの片方の端部にあたり、例えば、８ｍｍ^３である。また、潤滑剤Ｇの重量は、現像ローラ本体３Ｂの片方の端部にあたり、例えば、１６ｍｇである。

３．現像カートリッジの動作
次いで、現像カートリッジ１の動作について説明する。

現像カートリッジ１が画像形成装置に装着され、画像形成装置が画像形成動作を実行すると、図５に示すように、現像ローラ３が回転方向Ｒに回転する。

すると、潤滑剤Ｇは、現像ローラ３の回転に伴って回転方向Ｒに移動し、サイドシール１１の第１層１３に接触する。すなわち、潤滑剤Ｇは、現像カートリッジ１が使用されたときに、現像ローラ３が回転することにより、サイドシール１１に接触する。

すると、潤滑剤Ｇは、サイドシール１１の第１層１３に浸みこむとともに、図４に示すように、現像ローラ３の回転により、第１層１３の縦糸Ｙ１が並ぶ部分Ｐ１に沿って、第１流れ方向Ｆ１へ流れる。第１流れ方向Ｆ１は、現像ローラ３の回転方向Ｒへ向かうにつれて凹部４Ｃへ向かう方向である。

また、筐体２内の現像剤は、現像ローラ本体３Ｂの表面に担持されて現像ローラ３の回転方向Ｒへ搬送された後、層厚規制ブレード４の接触部材７によって、一部が掻き取られる。掻き取られた現像剤は、層厚規制ブレード４の接触部材７に沿うように、第２流れ方向Ｆ２へ流れる。第２流れ方向Ｆ２は、第１方向に沿って、凹部４Ｃへ向かう方向である。

そして、第１層１３の表面を流れる潤滑剤Ｇと、層厚規制ブレード４によって掻き取られた現像剤とは、凹部４Ｃにおいて混合される。得られた混合物は、シール支持面２Ａの重複部分２０と、現像ローラ本体３Ｂとの間に蓄積される。蓄積された混合物によって重複部分２０と現像ローラ本体３Ｂとの間が閉塞されることにより、重複部分２０と現像ローラ本体３Ｂとの間から現像剤が漏れることを、より確実に防止できる。

４．作用効果
現像カートリッジ１によれば、図５に示すように、現像カートリッジ１が未使用であるときには、現像ローラ本体３Ｂの周面において、サイドシール１１に接触しない部分に潤滑剤Ｇが塗布されている。

そのため、現像カートリッジ１が未使用であるときに、潤滑剤Ｇがサイドシール１１に浸みこんで減少することを防止できる。

そして、現像カートリッジ１が使用されたときには、現像ローラ本体３Ｂの周面に塗布された潤滑剤Ｇが、現像ローラ３の回転に伴って、現像ローラ本体３Ｂとサイドシール１１との間に塗布される。

これにより、現像ローラ本体３Ｂとサイドシール１１との摩擦を低減して、現像ローラ本体３Ｂおよびサイドシール１１の摩耗を抑制できる。

その結果、現像ローラ本体３Ｂと筐体２との間のシール性を、より長い期間、確保することができる。
５．変形例
上記した実施形態では、現像ローラ３は、円柱形状の現像ローラシャフト３Ａをそなえているが、現像ローラ３は、現像ローラシャフト３Ａの代わりに、第１方向に延びる円筒形状の部材を備えてもよい。この場合、現像ローラ本体３Ｂは、円筒形状の部材の周面に配置される。

１ 現像カートリッジ
２ 筐体
３ 現像ローラ
３Ａ 現像ローラシャフト
３Ｂ 現像ローラ本体
４ 層厚規制ブレード
４Ａ 一端部
４Ｂ 他端部
４Ｃ 凹部
１１ サイドシール
１２ フィルム部材
１３ 第１層
１３Ａ 上流側の端部
１３Ｂ 下流側の端部
１４ 第２層
Ａ１ 第１軸
Ｄ 感光体
Ｇ 潤滑剤
Ｇ１ 第１の潤滑剤
Ｇ２ 第２の潤滑剤
Ｎ 接触部分
θ 角度

Claims (7)

1. 現像剤を収容可能な筐体と、
   第１方向に延びる第１軸について回転可能な現像ローラであって、前記第１方向と交差する第２方向において前記筐体の一端部に位置する現像ローラであり、前記第１軸に沿って延びる現像ローラシャフトと、前記第１方向に延び、前記現像ローラシャフトを覆う現像ローラ本体であって、前記現像ローラシャフトとともに回転可能な現像ローラ本体とを備える現像ローラと、
   前記第１方向における前記現像ローラ本体の端部と、前記筐体との間に位置するサイドシールであって、前記端部の周面の一部と前記筐体とに接触するサイドシールと、
   現像カートリッジが未使用であるときに、前記端部の周面における前記サイドシールに接触しない部分のみに位置する潤滑剤であって、前記現像カートリッジが使用されたときに、前記現像ローラが回転することにより、前記サイドシールに接触する潤滑剤であり、油を含有する潤滑剤と
   を備えることを特徴とする、現像カートリッジ。
2. 前記現像ローラ本体は、未使用の前記現像カートリッジが使用されるときに、最初に感光体に接触する接触部分を有し、
   前記現像カートリッジが未使用であるときに、前記潤滑剤は、前記現像ローラの回転方向において、前記接触部分よりも下流、かつ、前記サイドシールよりも上流に位置することを特徴とする、請求項１に記載の現像カートリッジ。
3. 前記現像カートリッジが未使用であるときに、前記潤滑剤は、前記端部の周面において、前記第１軸を中心とした角度が３６°以上、４０°以下となる範囲内に位置することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の現像カートリッジ。
4. 前記現像カートリッジが未使用であるときに、前記潤滑剤の厚みは、０．６ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
5. 前記現像カートリッジが未使用であるときに、前記潤滑剤は、前記サイドシールに接触しない第１の潤滑剤を含むことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
6. 前記サイドシールは、前記現像ローラ本体に接触する第１層であって、前記現像ローラの回転方向に延びる第１層と、前記現像ローラ本体の径方向において前記第１層と前記筐体との間に位置する第２層とを有し、前記第１層は、前記現像ローラの回転方向において、上流側の端部と、下流側の端部とを有し、
   前記現像カートリッジは、前記第１層の前記上流側の端部に重なるフィルム部材を、さらに備え、
   前記潤滑剤は、前記第１方向において、前記フィルム部材に対して間隔を隔てて位置することを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
7. 前記現像カートリッジは、前記現像ローラ本体の周面に担持された現像剤の厚みを規制するための層厚規制ブレードであって、前記第１方向に延びる層厚規制ブレードを、さらに備え、
   前記層厚規制ブレードは、前記現像ローラ本体の表面に接触する一端部と、筐体に固定される他端部とを有し、
   前記層厚規制ブレードは、前記一端部から前記他端部へ向かって凹む凹部を有し、
   前記第１層の前記下流側の端部は、前記第１方向において、前記凹部と並び、
   前記筐体と前記現像ローラ本体とは、前記現像ローラ本体の径方向において、前記凹部を介して向かい合うことを特徴とする、請求項６に記載の現像カートリッジ。

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