JP2010107619A - 現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置と、その現像カートリッジの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において、トナーの充填量にかかわらずトナーが現像剤担持体に対して迅速に供給される現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置と、その現像カートリッジの製造方法を提供することである。
【解決手段】スターターカートリッジ４０Ａは、筐体４３内の空間を２つの空間第一室４０１、第二室４０２に隔絶する隔壁４２２を備えている。トナーは現像ローラ４９に近い方の第一室４０１にのみ充填されるので、供給ローラ４７に対して早急にトナーが供給される。また、ノーマルカートリッジは、下フレーム４１を共通とし、第一室４０１と第二室４０２とを連通させて両室にトナーを充填する。両カートリッジを同一の形状で作成できる上に低コストで作成することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置と、その現像カートリッジの製造方法に関する。

レーザプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置として、像担持体としての感光ドラムを備えたドラムカートリッジと、このドラムカートリッジに対して着脱可能な現像カートリッジとからなるプロセスカートリッジが本体に対して着脱可能に設けられたものが知られている。（例えば、[特許文献１]）。このような構成にすることで、現像カートリッジとドラムカートリッジとをお互いに別々の時期に交換することができ、コスト面で有利である。

現像カートリッジは、現像剤としてのトナーを収容するトナー収容室や、トナー収容室に対してトナー供給口を介して連通された現像室を備えており、トナーはトナー収容室に設けられたアジテータによって現像室に放出される。現像室内には、供給ローラや現像剤担持体としての現像ローラ等が備えられており、現像室内のトナーは供給ローラの回転によって現像ローラに供給される。現像ローラは感光ドラムにトナーを供給することで感光ドラムにトナー像が形成される。

このトナー像が、搬送されてきた用紙に転写され、その後レーザプリンタ本体に設けられた定着器によってトナー像が用紙に定着されることで、画像形成動作が完了する。

また、現像カートリッジには、例えば、工場からの出荷時に装着される現像カートリッジ，および，この現像カートリッジから交換した以降に装着される現像カートリッジ（つまり市販品；交換用として販売される現像カートリッジ）のように、トナーの容量を異ならせた種類の現像カートリッジがある。より具体的には、レーザプリンタの付属品として販売される現像カートリッジ、例えば、レーザプリンタと一緒に梱包されて出荷される現像カートリッジは、レーザプリンタとは別に交換用として単体で販売される現像カートリッジ（以下、ノーマルカートリッジとする）とはトナー収容室の内容積はほぼ同じであるが、トナーの充填量が少なくされている（以下、スターターカートリッジとする）ことが多い（例えば、[特許文献２]）。
特開２００６−５３３２２号公報 特開平１０−１８７００８号公報（段落番号０２３５−０２４８）

上記のように、相対的に広いスペースに少ないトナーが充填されているスターターカートリッジにおいては、ノーマルカートリッジと比べてトナー収容室から現像室にトナーを供給するのに時間を要する。その結果、例えば画像形成動作を開始するにあたってトナー収容室のトナーを現像室の現像ローラに供給するための立ち上がり時間が長くなってしまうという問題が生じていた。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、画像形成装置において、トナーの充填量にかかわらずトナーが現像剤担持体に対して迅速に供給される現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置と、その現像カートリッジの製造方法を提供することである。

この目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る現像カートリッジは、第一フレームと第二フレームとからなり、両者間に空間が形成される筐体と、前記第一フレームに支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、を備えた現像カートリッジにおいて、前記第一フレームは、底壁と該底壁の両側から立ち上がった一対の側壁とを有し該底壁と対向する面を開放した箱状をなし、前記第二フレームは、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ、前記空間内に延びた隔壁を有し、前記隔壁は、前記第一フレームの前記底壁に当接し、前記空間について、前記現像剤担持体に近い側の第一室と前記現像剤担持体から遠い側の第二室とに隔絶し、前記現像剤は前記第一室にのみ収容されていることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記隔壁と前記第一フレームとの当接部には、シール部材が設けられていることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記隔壁と前記第一フレームとの当接部において、前記隔壁と前記底壁のうち一方は凹部、他方は凸部が形成され、前記凹部と前記凸部とが嵌合していることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記隔壁は、前記当接部において前記底壁と溶着されたことを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項１から４いずれかに記載の発明において、前記第一フレームまたは第二フレームの前記第一室を形成する部分に前記現像剤を充填する現像剤充填口を備えたことを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項１から５いずれかに記載の発明において、前記隔壁は、前記現像剤担持体に向かって下降する方向に傾斜した傾斜面を有することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明に係るプロセスカートリッジは、静電潜像が担持される像担持体を備え、該像担持体と対向して該像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体を備える第一現像カートリッジと第二現像カートリッジとのいずれか一を選択的に着脱可能に装着するプロセスカートリッジにおいて、該第一現像カートリッジは、第一フレームと第二フレームとからなり、両者間に空間が形成される筐体と、前記第一フレームに支持され、前記現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、前記第一フレームは、底壁と該底壁の両側から立ち上がった一対の側壁とを有し該底壁と対向する面を開放した箱状をなし、前記第二フレームは、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ、前記空間内に延びた隔壁を有し、前記隔壁は、前記第一フレームの前記底壁に当接し、前記空間について、前記現像剤担持体に近い側の第一室と前記現像剤担持体から遠い側の第二室とに隔絶し、前記現像剤は前記第一室にのみ収容され、前記第二現像カートリッジは、前記第一フレームと、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ前記第一フレームとの間に前記第一室と前記第二室とを連通させた空間を形成する第三フレームとを有し、前記現像剤を前記第一室と前記第二室の双方に収容し、前記第一室に、前記現像剤担持体を前記一対の側壁間に渡して備え、前記第二室に、該第二室から第一室へ前記現像剤を供給するための攪拌部材を備えることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記第一現像カートリッジは、前記第一室を形成する部分に前記現像剤を充填する現像剤充填口を備え、前記第二現像カートリッジは、前記第二室を形成する部分に前記現像剤を充填する現像剤充填口を備えることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の発明において、前記第一フレームは、その前記一対の側壁に、前記攪拌部材の駆動用回転軸を回転可能に支持する支持穴を有し、前記第一現像カートリッジの第二フレームは、該第二フレームから前記第二室内に延び前記支持穴を封止する封止片をそなえることを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明にかかる画像形成装置は、静電潜像が担持される像担持体に、現像剤を、該像担持体と対向する現像剤担持体から供給する画像形成装置であって、少なくとも前記現像剤および現像剤担持体を備える第一現像カートリッジと第二現像カートリッジとのいずれか一を画像形成装置本体の、発光素子と受光素子とを結ぶセンサ光の経路内の位置に選択的に着脱可能に装着する画像形成装置において、該第一現像カートリッジは、第一フレームと第二フレームとからなり、両者間に空間が形成される筐体と、前記第一フレームに支持され、前記現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、前記第一フレームは、底壁と該底壁の両側から立ち上がった一対の側壁とを有し該底壁と対向する面を開放した箱状をなし、前記第二フレームは、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ、前記空間内に延びた隔壁を有し、前記隔壁は、前記第一フレームの前記底壁に当接し、前記空間について、前記現像剤担持体に近い側の第一室と前記現像剤担持体から遠い側の第二室とに隔絶し、前記現像剤は前記第一室にのみ収容され、前記第二現像カートリッジは、前記第一フレームと、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ前記第一フレームとの間に前記第一室と前記第二室とを連通させた空間を形成する第三フレームとを有し、前記現像剤を前記第一室と前記第二室の双方に収容し、前記第一室に、前記現像剤担持体を前記一対の側壁間に渡して備え、前記第二室に、該第二室から第一室へ現像剤を供給するための攪拌部材を備え、かつ該第二室を形成する部分に、前記センサ光を該第二室内に導く現像剤残量検知窓をさらに備え、前記第一現像カートリッジは、前記第二フレームに、該第二フレームから延び前記現像剤残量検知窓に対して前記センサ光を遮断する遮光部材を有することを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明に係る現像カートリッジの製造方法は、静電潜像が担持される像担持体に、現像剤を、該像担持体と対向する現像剤担持体から供給する画像形成装置に対し選択的に着脱可能に装着され、少なくとも現像剤および現像剤担持体を備える第一現像カートリッジおよび第二現像カートリッジの製造方法において、前記第一現像カートリッジは、第一フレームと第二フレームとからなり、両者間に空間が形成される筐体と、前記第一フレームに支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、を備えた現像カートリッジにおいて、前記第一フレームは、底壁と該底壁の両側から立ち上がった一対の側壁とを有し該底壁と対向する面を開放した箱状をなし、前記第二フレームは、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ、前記空間内に延びた隔壁を有し、前記隔壁は、前記第一フレームの前記底壁に当接し、前記空間について、前記現像剤担持体に近い側の第一室と前記現像剤担持体から遠い側の第二室とに隔絶し、前記現像剤は前記第一室にのみ収容されているものであり、前記第二現像カートリッジは、前記第一フレームおよび前記現像剤担持体を前記第一現像カートリッジと共通とし、前記第二フレームに代え第三のフレームにより前記第一フレームとの間に、前記第一室と前記第二室とが連通された空間を形成するものであって、該第一フレームに前記現像剤担持体を取り付ける工程と、前記第二フレームまたは前記第三フレームのいずれかを選択して前記第一フレームに取り付ける工程と、前記工程において、前記第二フレームを選択した場合には前記第一室に、前記第三フレームを選択した場合には前記第二室に前記現像剤を充填する工程とを含むことを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記第二フレームと前記第三フレームのいずれかを選択して前記第一フレームに装着する工程において前記第三フレームが選択される場合、前記第一フレームに、前記第二室内の前記現像剤を攪拌する攪拌部材を取り付ける工程を有することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、側壁と底壁を有する箱状の第一フレームと、その第一フレームの開放面を覆う第二フレームとからなる筐体を備える現像カートリッジにおいて、両フレームによって形成される空間が、第二フレームから延びた隔壁によって、現像剤担持体に近い側の第一室および現像剤担持体から遠い側の第二室に隔絶されるので、現像剤担持体に近い側に、もともとの空間よりも容積が小さい第一室が形成される。したがって、現像剤担持体を有する第一室にのみ現像剤が収容されることで、筐体の全体の容積にかかわらず、少ない量の現像剤でも早急に現像剤を現像剤担持体に供給することができ、立ち上がり時間を短くすることができる。

また、請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、隔壁と第一フレームの当接する部分にシール部材が設けられることによって、当接する部分を密閉させることができる。したがって、第一室内の現像剤が第二室に漏れ、画像形成動作を開始するにあたって現像剤を現像剤担持体に供給するための立ち上がり時間が長くなったり、現像剤が供給不足になったりすることを低減することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載の効果に加え、当接部が凹凸で嵌合することによって、当接部の接触面積を稼ぐことができる。また、隔壁を動きにくくすることができる。したがって、第一室から第二室へ現像剤が漏れにくくなり、画像形成動作を開始するにあたって現像剤を現像剤担持体に供給するための立ち上がり時間が長くなったり、現像剤が供給不足になったりすることを低減することができる。

また、請求項４記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、隔壁を底壁とを溶着し、一体化させることで第一室内の現像剤が第二室に漏れるのを確実に防ぎ、画像形成動作を開始するにあたって現像剤を現像剤担持体に供給するための立ち上がり時間が長くなったり、現像剤が供給不足になることを低減することができる。

また、請求項５記載の発明によれば、請求項１から４いずれかに記載の効果に加え、第一室内に連通する充填口を設けることによって、現像剤を第一室内にのみ充填することが容易となる。

また、請求項６記載の発明によれば、請求項１から５いずれかに記載の効果に加え、隔壁が現像剤担持体に向かって下降する方向に傾斜していることによって、第一室内に収容された現像剤は、斜面を滑って現像剤担持体の方向へ移動しやすくなる。したがって、現像剤担持体に現像剤を供給しやすい。

また、請求項７記載の発明によれば、少ない量の現像剤を収容した第一現像カートリッジと多量の現像剤を収容した第二現像カートリッジとのいずれか一を選択的に着脱可能に装着するプロセスカートリッジにおいて、第一現像カートリッジは、請求項１記載の発明と同様に、筐体内が隔壁によって二つの部屋に隔絶され、現像剤担持体を有する第一室にのみ現像剤が収容されることで、筐体の全体の容積にかかわらず、少ない量の現像剤でも早急に現像剤を現像剤担持体に供給することができ、立ち上がり時間を短くすることができる。

また、第一現像カートリッジの筐体が、現像剤担持体を有する第一フレームと、その第一フレームの開放面を覆い隔壁を有する第二フレームとに分けて構成されることによって、第二フレームに代え、隔壁のない第三フレームを第一フレームに装着することによって、第一室と第二室との双方に現像剤を収容する第二現像カートリッジを形成することができる。その際に、第一フレームを第一現像カートリッジと第二現像カートリッジの両方の用途で使用することが可能であり、二種類の現像剤の量の現像カートリッジを安価に提供することができ、経済的である。

また、請求項８記載の発明によれば、請求項７に記載の効果に加え、現像剤を充填したい空間に対して充填口が設けられているので、現像剤の充填が容易である。

また、請求項９記載の発明によれば、請求項７または８いずれかに記載の効果に加え、第一フレームを第一現像カートリッジに用いた場合に、第二フレームから延びる封止片により支持穴を封止することによって、万が一隔壁を越えて第二室に現像剤が侵入したとしても、支持穴から現像剤が外部に漏れてしまうことがなくなる。

また、請求項１０記載の発明によれば、少ない量の現像剤を収容した第一現像カートリッジと多量の現像剤を収容した第二現像カートリッジとのいずれか一を選択的に着脱可能に装着する画像形成装置本体において、第一現像カートリッジは、請求項１記載の発明と同様に、第一室にのみ現像剤が充填されているため、画像形成動作開始までの立ち上がり時間が短縮される。また、第二現像カートリッジにおいて第二室の現像剤の残量を検出するための検知窓に対して、第一現像カートリッジにおいては第二フレームから延びた遮光部材によってセンサ光が遮断されることで、第二室に現像剤が収容されていなくても、画像形成装置が現像剤の残量が不足していると誤検知することがない。

また、請求項１１記載の発明によれば、第一現像カートリッジの筐体が、現像剤担持体を有する第一フレームと、その第一フレームの開放面を覆い隔壁を有する第二フレームとに分けて構成されることによって、請求項１記載の発明と同様に、第一現像カートリッジを少ない量の現像剤を収容する現像カートリッジとして構成することができるだけでなく、第二フレームに代え、隔壁のない第三フレームを第一フレームに装着することによって、第一室と第二室との双方に現像剤を収容する第二現像カートリッジを形成することができる。これによって、外形はほぼ同じの第一現像カートリッジと第二現像カートリッジを作成することが可能となる。しかも、第一フレームは同一なので低コストである。第三フレームについても、第二フレームに対し隔壁の有無の差だけなので、製造が容易である。

また、請求項１２記載の発明によれば、請求項１１記載の効果に加え、第三のフレームが選択された場合、ノーマルカートリッジとして使用可能なので、第二室に攪拌部材を設けて現像剤を良好に攪拌できるようにすることが可能となる。

＜レーザプリンタの構成＞
以下、本発明の実施の形態を、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタについて図面を参照して説明する。図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２と、その本体ケーシング２内に収容される、記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。なお、以下は図１に示すように上下前後を定義して説明する。また、紙面奥方向を右、紙面手前方向を左と定義する。

本体ケーシング２の一方側の側壁には、後述するプロセスカートリッジ２０を着脱するための着脱口６が形成されており、その着脱口６を開閉するためのフロントカバー７が設けられている。フロントカバー７は、図示しないカバー軸を中心として支持されており、図２に示すようにフロントカバー７が開くと着脱口６が開放され、この着脱口６を介して、プロセスカートリッジ２０を本体ケーシング２に対して着脱させることができる。

フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ９と、給紙トレイ９の前端部の上方に設けられる給紙ローラ１０および分離パッド１１と、給紙ローラ１０の後側に設けられるピックアップローラ１２と、給紙ローラ１０の前側下方において対向配置されるピンチローラ１３と、給紙ローラ１０の前側上方において対向配置される紙粉取りローラ８と、給紙ローラ１０の後側上方に設けられるレジストローラ１４とを備えている。

給紙トレイ９内に積層収容された用紙は、ピックアップローラ１２の回転により給紙ローラ１０と分離パッド１１間に送られ、１枚ずつに分離され、ピンチローラ１３およびレジストローラ１４を経て画像形成部５に送られる。

画像形成部５は、露光手段としてのスキャナ部１９、プロセスカートリッジ２０、定着部５０などを備えている。

スキャナ部１９は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、図示しないレーザ光源、回転駆動されるポリゴンミラー２２、ｆθレンズ２３、反射鏡２４、レンズ２５および反射鏡２６などを備えている。

レーザ光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー２２で偏向されて、ｆθレンズ２３を通過した後、反射鏡２４によって光路が折り返され、さらにレンズ２５を通過した後、反射鏡２６によってさらに光路が下方に屈曲されることにより、プロセスカートリッジ２０の後述する感光ドラム９１の表面上に照射される。

このプロセスカートリッジ２０は、スキャナ部１９の下方において、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着されている。

また、プロセスカートリッジ２０は、像担持体としての感光ドラム９１、帯電手段としてのスコロトロン型帯電器９２、転写手段としての転写ローラ９４、クリーニングブラシ９３等を備えたドラムカートリッジ９０と、ドラムカートリッジ９０に対して着脱可能な、ノーマルカートリッジ４０Ａを備えている。ドラムカートリッジ９０は、ノーマルカートリッジ４０Ａのほかに、後述するスターターカートリッジ４０Ｂを選択的に装着することが可能である。

本体ケーシング２に装着されたプロセスカートリッジ２０では、図１に示すように、まず、スターターカートリッジ４０Ａの現像室４０１に収容されている現像剤としてのトナーが供給ローラ４７の回転により、本発明の現像剤担持体の一例としての現像ローラ４９に供給される。そして、供給ローラ４７と、現像バイアスが印加されている現像ローラ４９との間で正に摩擦帯電される。

現像ローラ４９の表面に供給されたトナーは、現像ローラ４９の回転に伴なって、層厚規制ブレード４８の圧接部と現像ローラ４９との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ４９の表面に担持される。

感光ドラム９１の表面は、その感光ドラム９１の回転に伴って、まず、スコロトロン型帯電器９２により一様に正帯電された後、スキャナ部１９からのレーザビームの高速走査により露光され、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ４９の回転により、現像ローラ４９上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム９１に対向して接触するときに、感光ドラム９１の表面上に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム９１の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム９１の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム９１の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

その後、感光ドラム９１の表面上に担持されたトナー像は、図１に示すように、レジストローラ１４によって搬送されてくる用紙３が、感光ドラム９１と転写ローラ９４との間の転写位置を通る間に、転写ローラ９４に印加される転写バイアスによって、用紙３に転写される。トナー像が転写された用紙３は、定着部５０に搬送される。

なお、転写後に感光ドラム９１上に付着する用紙３からの紙粉は、クリーニングブラシ９３によって回収される。

定着部５０では、転写位置において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ５２と加圧ローラ５１との間を通過する間に熱定着させる。トナーが定着した用紙３は、本体ケーシング２の上面に向かって上下方向に延びた排紙パス５３に搬送され、その上側に設けられる排紙ローラ５４によって、本体ケーシング２の上面に形成された排紙トレイ５５上に排紙される。
＜ノーマルカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ２０に装着される２種類の現像カートリッジのうち、多量のトナーを収容するノーマルカートリッジ４０Ｂの構成について、図３、図４、図５を用いて説明する。図３に示すように、ノーマルカートリッジ４０Ｂは、本発明の第一フレームに相当する下フレーム４１と、第三フレームに相当する上フレーム４２Ｂから構成され、両者間に空間を形成している筐体４３内に供給ローラ４７、現像ローラ４９、層厚規制ブレード４８、アジテータ４６３等を備えている。

図３、図４に示すように、下フレーム４１は、樹脂で成形され左右方向を長手方向とした箱状のものであり、底壁４４と、その長手方向両側から対向して立ち上がった右側壁４５および左側壁４６を備えており、前方に開口部４４２を有し、底壁４４と対向する上面を開放面としている。底壁４４は、前後方向（長手方向に対して直交方向）の間の位置において上方に向かって隆起した凸部４４３を、側壁４５，４６間を渡して形成している。

凸部４４３よりも後方の底壁４４は、供給ローラ４７および現像ローラ４９の外周に対応した部分円筒面状に形成されている。また、凸部４４３よりも前方の底壁４４は、後述するアジテータ４６３の回転軌跡に対応した部分円筒面状に形成されている。その前方側の底壁４４の前端から立ち上がった前壁４４３が、側壁４５，４６間を渡して形成されている。前壁４４３の上端は前方に延長されて、把持部４４１として形成されている。

凸部４４３よりも後方の現像ローラ４９寄りの空間は現像室４０１、凸部４４３よりも前方の現像ローラ４９から遠い側の空間はトナー収容室４０２として使用される。

下フレーム４１の現像室４０１の下部において側壁４５，４６間を橋渡して、供給ローラ４７、現像ローラ４９が支持されている。現像ローラ４９は、供給ローラ４７の後側において、供給ローラ４７と互いに圧縮されるように接触し、開口部４４２から一部外周を露出させている。また、現像ローラ４９は、カートリッジ４０Ｂがドラムカートリッジ９０に装着された状態で、感光ドラム９１に対向して接触する。現像ローラ４９には、現像時に現像バイアスが印加される。また、現像ローラ４１および供給ローラ４７は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

層厚規制ブレード４８は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部を備えている。現像ローラ４９の上方において下フレーム４１に支持されて、押圧部がブレード本体の弾性力によって現像ローラ４９上に圧接されている。

図３、図５に示すように、樹脂で成形された上フレーム４２Ｂは、板状の蓋部４２１、蓋部４２１からその長手方向にわたって略垂直方向に突出したリブ４２９などを備えている。

蓋部４２１は、長方形の板状に形成されており、下フレーム４１の開放上面を覆うようにして側壁４５、４６および前壁４４３に対して架け渡されるようにして取り付けられている。取り付け方は、接着剤などで接着する、超音波溶着するなど、種々の方法が考えられる。リブ４２９は、凸部４４３と間隔をおいて位置し、凸部４４３との間に、現像室４０１とトナー収容室４０２とを連通する連通口４３１を形成している。

トナー収容室４０２における一方の側壁４５には、トナー収容室４０２にトナーを充填するための第一充填口４５７が形成され、その第一充填口４５７は、常にキャップ４５４で封止されている。

トナー収容室４０２には本発明の攪拌部材の一例としてのアジテータ４６３が設けられている。アジテータ４６３は、支持軸４６４と、支持軸４６４を中心として径方向外側に延びたワイパ４６５とから構成されている。支持軸の４６４一端は左側壁４６の支持穴４６２に挿入され、他端は右側壁４５に設けられた溝部４５２（図９参照）に挿入されることで支持されている。

そして、アジテータ４６３は支持穴４６２から突出した端部に連結したギア機構によって支持軸４６４を中心として図３において時計回り方向に回転する。アジテータ４６３の回転に伴い、ワイパ４６５がトナー収容室４０２の底壁４４に溜まっているトナーをかきとり、連通口４３１を通じて現像室４０１に送る。また、現像室４０１に送られなかったトナーはトナー収容室４０２内でワイパ４６５に攪拌される。

トナー収容室４０２における両側壁４５，４６には、トナー収容室４０２に収容したトナーの残量検知窓４５１，４６１が形成されている。この検知窓４５１は、それぞれ対向する位置に開けられた穴に透明材料を嵌合して構成されている。ノーマルカートリッジ４０Ｂを含むプロセスカートリッジ２０を本体ケーシング２内に装着したとき、対向した発光素子と受光素子６０（図２）とを結ぶセンサ光の経路内の位置に、一対の検知窓４５１，４６１が配置され、公知のようにトナーの残量が検知される。
＜スターターカートリッジの構成＞
次に、ノーマルカートリッジ４０Ｂよりも少ない量のトナーを収容したスターターカートリッジ４０Ａの構成について説明する。スターターカートリッジ４０Ａは、下フレーム４１、供給ローラ４７、現像ローラ４９、層厚規制ブレード４８をノーマルカートリッジ４０Ｂと共通とし、上フレーム４２Ａを異にしている。ノーマルカートリッジ４０Ｂと同じ部分については同じ符号を付す。

図６，７に示すように、スターターカートリッジ用の上フレーム４２Ａは、蓋部４２１から、連通口４３１を閉塞する隔壁４２２を略垂直方向に突出させている。

隔壁４２２は、図６に示すように下フレーム４１に取り付けたときに下フレーム４１の凸部４４３に当接する。この当接部４３０では、図８に示すように凸部４４３の先端と隔壁４２２の先端に形成された凹部４２７とが嵌合している。このように、隔壁４２２の先端部とした上フレーム４２Ａの隔壁４２２との当接部４３０におけるそれぞれの形状を、一方を凸形状、他方を凹形状に形成することで当接部４３０における両者の接触面積が大きくなり、隙間なく当接させることが可能となる。また、両者が凹凸で嵌合しているために下フレーム４１に取り付けられた上フレーム４２Ａを安定させることができる。

さらに、隔壁４２２と側板４５，４６も互いに接している。これによって、隔壁４２２は現像室４０１をトナー収容室４０２とを本発明の第一室（現像室４０１）と第二室（トナー収容室４０２）として完全に隔絶している。

蓋部４２１の現像室４０１の上方に対応する位置には、トナーを現像室４０１内に充填する第二充填口４２５が形成されている。この第二充填口４２５は、隔壁４２２に隣接した位置でかつ供給ローラ４７とほぼ対向して位置し、通常はキャップ４５４によって封止されている。スターターカートリッジ４０Ａでは、第二室（トナー収容室）４０２は、トナーを充填せず、空の室としている。

また、スターターカートリッジ４０Ａでは、蓋部４２１から第二室４０２内を通って一対の検知窓４５１同士を結ぶ線上まで延びる、本発明の遮光部材の一例としての遮光板４２３が形成されている。そのため、後述するように一対の検知窓４５１の機能が無効化される。

さらに、スターターカートリッジ４０Ａでは、遮光板４２３と同様に蓋部４２１から、第二室４０２を通り支持穴４６２と対向する位置まで延びる封止板４２８が形成されている。封止板４２４は左側壁４６に対向する側面から左側壁４６の支持穴４６２に嵌合して支持穴４６２を塞ぐ封止部４２８を有している。

上記のように構成されたスターターカートリッジ４０Ａは、出荷時のレーザプリンタ１に対して予め装着されている現像カートリッジであって、第一室（現像室）４０１内にのみトナーが充填されており、第二室４０２内にはトナーが入っていない。このトナーとしては、例えば重合トナーが用いられている。重合トナーは、略球状をなし、流動性が極めて良好であり、高画質の画像形成を達成することができる。

したがって、筐体４３の全体の容積にかかわらず、少ない量のトナーを隔壁４２２によって供給ローラ４７、現像ローラ４９の近傍に保持しておくことができ、早急にトナーを現像ローラ４９に供給することができるので、立ち上がり時間を短くすることができる。

また、隔壁４２２と底壁４４とが凹凸で嵌合していることによって、第一室（現像室４０１）に充填された重合トナーは第二室４０２に侵入しにくくなっている。さらに、万が一重合トナーが第二室４０２に侵入したとしても、アジテータ支持穴４６２が封止板４２４の封止部４２８によって封止されているので、スターターカートリッジ４０Ａからトナーが漏れ出すことがない。

さらに、スターターカートリッジ４０Ａとノーマルカートリッジ４０Ｂとは、下フレーム４１を共通としており、両者の外形はほぼ同一である。したがって、両者は同じレーザプリンタ１に対して装着することが可能である。そのため、ドラムカートリッジ９０は、レーザプリンタ１に予め装着されていたスターターカートリッジ４０Ａのトナーがなくなった場合に、交換用として単体で市販されているノーマルカートリッジ４０Ｂを装着して使用することができる。

また、検知窓４５１，４６１を結ぶ線上に遮光板４２３が位置していることによって、スターターカートリッジ４０Ａの装着時にレーザプリンタ１内部の発光素子から出射されたセンサ光が受光素子に検出されることがない。仮にセンサ光が検出されると、第二室４０２内にはトナーが収容されていないために検出回路は「トナー切れ」と判断してしまうが、遮光板がセンサ光を遮光するのでそのような誤検知を起こすことがない。なお、スターターカートリッジ４０Ａを使用する場合には、画像形成した用紙の枚数、またはデータ量を計数して、トナーが消費されたことを検出すればよい。
＜現像カートリッジの製造方法＞
次に、本発明における現像カートリッジとしてのスターターカートリッジ４０Ａおよびノーマルカートリッジ４０Ｂの製造方法について説明する。図１０に示すように、まず、Ｓ１において下フレーム４１を準備する。下フレーム４１は、樹脂成形によって同一の形状のものを大量に作ることが可能である。

次に、Ｓ２にて準備された下フレーム４１に対して現像ローラ４９、供給ローラ４７、層厚規制ブレード４８等を取り付ける。そして、Ｓ３に進み、スターターカートリッジ用およびノーマルカートリッジ用の上フレーム４２Ａ，４２Ｂをそれぞれ準備する。

次に、Ｓ４にてＳ３で準備されたスターターカートリッジ用およびノーマルカートリッジ用の上フレーム４２Ａ，４２ＢのいずれをＳ１にて準備された下フレーム４１に取り付けるかを選択する。ノーマルカートリッジ４０Ｂ用の上フレーム４２Ｂを選択した場合（Ｓ４：ＮＯ）は、Ｓ５に進んで第二室４０２にアジテータ４６３を取り付ける。そして、Ｓ６に進んで上フレーム４２Ｂが下フレーム４１に取り付けられ、筐体４３が完成する。次に、Ｓ７にて第一充填口４５７からトナーを充填してノーマルカートリッジ４０Ｂが完成する。

Ｓ４にてスターターカートリッジ用の上フレーム４２Ａが選択された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）は、Ｓ８に進んで上フレーム４２Ａを下フレーム４１に取り付ける。そしてＳ９に進んで第二充填口４２５からトナーを充填し、スターターカートリッジ４０Ａが完成する。

以上の工程によってスターターカートリッジ４０Ａおよびノーマルカートリッジ４０Ｂが製造される。このとき、下フレーム４１はスターターカートリッジ４０Ａ、ノーマルカートリッジ４０Ｂともに共通なので、低コストに製造することが可能である。また、共通フレームを使用するので完成品の形状を揃えることができる。なお、上フレーム４２Ａ，４２Ｂや下フレーム４１を準備する工程は、最初の工程とすることも可能である。
＜その他の実施形態＞
本発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能である。

スターターカートリッジ４０Ａの第一充填口４５７と第二充填口４２５とがそれぞれ第一室（現像室４０１）と第二室４０２に対応する位置において同一の側板４５に形成されていても良い。このようにすると、上フレーム４２Ａに充填口を形成しなくてもよいので、スターターカートリッジ４０Ａとノーマルカートリッジ４０Ｂの外形を同一に揃えることが可能となる。

また、図１１に示すように、隔壁４２２が供給ローラ４７および現像ローラ４９の方向に向かって下降する方向に傾斜するように構成してもよい。すなわち、隔壁４２２は第一室（現像室４０１）において上フレーム４２Ａ側を向いた面が形成される。これによって第一室（現像室４０１）内に収容されたトナーは、上フレーム４２Ａ側を向いた傾斜面を滑って現像ローラ４９の方向へ移動しやすくなる。したがって、現像ローラ４９にトナーを供給しやすくなる。また、第二充填口４２５を隔壁４２２の斜面と対向する上フレーム４２Ａに設けるようにすると、特に重合トナーを充填する時には、流動性の良い重合トナーが斜面を滑って現像ローラ４９側へ移動しやすくなるので、画像形成のためのトナーの供給時間を短縮することができる。

また、図１２に示すように、凸部４４３と隔壁４２２との当接部４３０において、スポンジなどのシール部材４４９を介在させておくようにしてもよい。シール部材４４９を介在させることで、当接部４３０の隙間からトナーが第二室４０２側に漏れ出ることを防ぐことができる。もちろん、先述のように当接部４３０に凹凸を形成し、さらにシール部材４４９を介在させても良い。

当接部４３０におけるトナーのシール方法としては、その他にも当接部４３０にて隔壁４２２と凸部４４３とを溶着する等が考えられる。

また、実施例中の構成を適宜組み合わせてスターターカートリッジおよびノーマルカートリッジが作成されても良い。

なお、トナーは重合トナーに限らず、他の方法で作成されたトナーを充填しても良いことは言うまでもない。また、本発明は、実施形態の説明ではモノクロ用のプリンタを挙げて説明したが、本実施例に限らず、カラーレーザプリンタにも適用することが可能である。

画像形成装置の一実施形態であるレーザプリンタ１の側断面図である。 レーザプリンタ１においてプロセスカートリッジ２０を着脱する状態を説明する側断面図である。 ノーマルカートリッジ４０Ｂの側断面図である。 下フレーム４３の斜視図である。 ノーマルカートリッジ４０Ｂの上フレーム４２Ｂの斜視図である。 スターターカートリッジ４０Ａの下フレーム４３と上フレーム４２Ａの隔壁４２２とが当接する当接部４３０付近を側面図として模式的に描いた図面である。 スターターカートリッジ４０Ａ用の上フレーム４２Ａの斜視図である。 隔壁４２２と凸部４４３との当接部４３０付近の拡大断面図である。 図６のＡ−Ａ線断面図である。 現像カートリッジの製造過程を示したフローチャートである。 他の実施形態としてのスターターカートリッジ４０Ａの側断面図である。 さらに他の実施形態の隔壁４２２と凸部４４３との当接部４３０付近の拡大断面図である。

符号の説明

１ レーザプリンタ
２０ プロセスカートリッジ
４０Ａ スターターカートリッジ
４０Ｂ ノーマルカートリッジ
４１ 下フレーム
４２Ａ，４２Ｂ 上フレーム
４３ 筐体
４４ 底壁
４５ 右側壁
４６ 左側壁
４７ 供給ローラ
４９ 現像ローラ
９０ ドラムカートリッジ
９１ 感光ドラム
４０１ 第一室
４０２ 第二室
４２２ 隔壁
４２３ 遮光板
４２８ 封止部
４２５ 第二充填口
４５１，４６１ 窓部
４５２ 第一充填口
４６２ アジテータ支持穴
４６３ アジテータ

Claims (12)

1. 第一フレームと第二フレームとからなり、両者間に空間が形成される筐体と、
   前記第一フレームに支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、を備えた現像カートリッジにおいて、
   前記第一フレームは、底壁と該底壁の両側から立ち上がった一対の側壁とを有し該底壁と対向する面を開放した箱状をなし、
   前記第二フレームは、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ、前記空間内に延びた隔壁を有し、
   前記隔壁は、前記第一フレームの前記底壁に当接し、前記空間について、前記現像剤担持体に近い側の第一室と前記現像剤担持体から遠い側の第二室とに隔絶し、
   前記現像剤は前記第一室にのみ収容されている
   ことを特徴とする現像カートリッジ。
2. 前記隔壁と前記第一フレームとの当接部には、シール部材が設けられてい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. 前記隔壁と前記第一フレームとの当接部において、前記隔壁と前記底壁のうち一方は凹部、他方は凸部が形成され、前記凹部と前記凸部とが嵌合していることを特徴とする請求項１または２に記載の現像カートリッジ。
4. 前記隔壁は、前記当接部において前記底壁と溶着されたことを特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ。
5. 前記第一フレームまたは第二フレームの前記第一室を形成する部分に前記現像剤を充填する現像剤充填口を備えたことを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の現像カートリッジ。
6. 前記隔壁は、前記第二フレームから前記現像剤担持体に向かって下降する方向に傾斜した傾斜面を有することを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の現像カートリッジ。
7. 静電潜像が担持される像担持体を備え、該像担持体と対向して該像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体を備える第一現像カートリッジと第二現像カートリッジとのいずれか一を選択的に着脱可能に装着するプロセスカートリッジにおいて、
   該第一現像カートリッジは、
   第一フレームと第二フレームとからなり、両者間に空間が形成される筐体と、前記第一フレームに支持され、前記現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、前記第一フレームは、底壁と該底壁の両側から立ち上がった一対の側壁とを有し該底壁と対向する面を開放した箱状をなし、前記第二フレームは、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ、前記空間内に延びた隔壁を有し、前記隔壁は、前記第一フレームの前記底壁に当接し、前記空間について、前記現像剤担持体に近い側の第一室と前記現像剤担持体から遠い側の第二室とに隔絶し、前記現像剤は前記第一室にのみ収容され、
   前記第二現像カートリッジは、
   前記第一フレームと、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ前記第一フレームとの間に前記第一室と前記第二室とを連通させた空間を形成する第三フレームとを有し、前記現像剤を前記第一室と前記第二室の双方に収容し、
   前記第一室に、前記現像剤担持体を前記一対の側壁間に渡して備え、前記第二室に、該第二室から第一室へ前記現像剤を供給するための攪拌部材を備える
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 前記第一現像カートリッジは、前記第一室を形成する部分に前記現像剤を充填する現像剤充填口を備え、
   前記第二現像カートリッジは、前記第二室を形成する部分に前記現像剤を充填する現像剤充填口を備えることを特徴とする請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
9. 前記第一フレームは、その前記一対の側壁に、前記攪拌部材の駆動用回転軸を回転可能に支持する支持穴を有し、
   前記第一現像カートリッジの第二フレームは、該第二フレームから前記第二室内に延び前記支持穴を封止する封止片をそなえることを特徴とする請求項７または８に記載のプロセスカートリッジ。
10. 静電潜像が担持される像担持体に、現像剤を、該像担持体と対向する現像剤担持体から供給する画像形成装置であって、少なくとも前記現像剤および現像剤担持体を備える第一現像カートリッジと第二現像カートリッジとのいずれか一を画像形成装置本体の、発光素子と受光素子とを結ぶセンサ光の経路内の位置に選択的に着脱可能に装着する画像形成装置において、
    該第一現像カートリッジは、
    第一フレームと第二フレームとからなり、両者間に空間が形成される筐体と、前記第一フレームに支持され、前記現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、前記第一フレームは、底壁と該底壁の両側から立ち上がった一対の側壁とを有し該底壁と対向する面を開放した箱状をなし、前記第二フレームは、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ、前記空間内に延びた隔壁を有し、前記隔壁は、前記第一フレームの前記底壁に当接し、前記空間について、前記現像剤担持体に近い側の第一室と前記現像剤担持体から遠い側の第二室とに隔絶し、前記現像剤は前記第一室にのみ収容され、
    前記第二現像カートリッジは、
    前記第一フレームと、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ前記第一フレームとの間に前記第一室と前記第二室とを連通させた空間を形成する第三フレームとを有し、前記現像剤を前記第一室と前記第二室の双方に収容し、
    前記第一室に、前記現像剤担持体を前記一対の側壁間に渡して備え、前記第二室に、該第二室から第一室へ現像剤を供給するための攪拌部材を備え、かつ該第二室を形成する部分に、前記センサ光を該第二室内に導く現像剤残量検知窓をさらに備え、
    前記第一現像カートリッジは、前記第二フレームに、該第二フレームから延び前記現像剤残量検知窓に対して前記センサ光を遮断する遮光部材を有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
11. 静電潜像が担持される像担持体に、現像剤を、該像担持体と対向する現像剤担持体から供給する画像形成装置に対し選択的に着脱可能に装着され、少なくとも現像剤および現像剤担持体を備える第一現像カートリッジおよび第二現像カートリッジの製造方法において、
    前記第一現像カートリッジは、第一フレームと第二フレームとからなり、両者間に空間が形成される筐体と、前記第一フレームに支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、を備えた現像カートリッジにおいて、前記第一フレームは、底壁と該底壁の両側から立ち上がった一対の側壁とを有し該底壁と対向する面を開放した箱状をなし、前記第二フレームは、前記開放面を覆って前記一対の側壁間に渡って取り付けられ、前記空間内に延びた隔壁を有し、前記隔壁は、前記第一フレームの前記底壁に当接し、前記空間について、前記現像剤担持体に近い側の第一室と前記現像剤担持体から遠い側の第二室とに隔絶し、前記現像剤は前記第一室にのみ収容されているものであり、
    前記第二現像カートリッジは、前記第一フレームおよび前記現像剤担持体を前記第一現像カートリッジと共通とし、前記第二フレームに代え第三のフレームにより前記第一フレームとの間に、前記第一室と前記第二室とが連通された空間を形成するものであって、
    該第一フレームに前記現像剤担持体を取り付ける工程と、
    前記第二フレームまたは前記第三フレームのいずれかを選択して前記第一フレームに取り付ける工程と、
    前記工程において、前記第二フレームを選択した場合には前記第一室に、前記第三フレームを選択した場合には前記第二室に前記現像剤を充填する工程と
    を含むことを特徴とする現像カートリッジの製造方法。
12. 前記第二フレームと前記第三フレームのいずれかを選択して前記第一フレームに装着する工程において前記第三フレームが選択される場合、前記第一フレームに、前記第二室内の前記現像剤を攪拌する攪拌部材を取り付ける工程を有することを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。