JP2014142541A - カートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、可撓性の現像剤袋内の現像剤を良好に排出し、現像剤の残量を少なくすることが出来るカートリッジを提供することを目的としている。
【解決手段】 画像形成装置Ａ本体に着脱可能なカートリッジＢにおいて、トナー収納容器21と、トナー排出穴103ａを有し、該トナー収納容器21内部に配置されトナー２を内包する可撓性のトナー袋100と、該トナー袋100に作用してトナー排出穴103ａからトナー２を排出する引っ張りコイルバネ40と、を有し、該引っ張りコイルバネ40はトナー袋100と接することで自由状態から伸長され、該伸長によって蓄積された弾性エネルギーがトナー袋100に作用してトナー２がトナー排出穴103ａから排出されることを特徴とする。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、カートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

現像ローラを有し、現像ローラによって、電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を、現像剤を用いて可視像化する装置を現像装置という。

現像カートリッジとは、上記現像装置を一体的にカートリッジ化し、電子写真画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。

また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体ドラムと、この電子写真感光体ドラムに作用する現像装置とを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。

また、電子写真画像形成装置とは電子写真画像形成方式を用いてシート材に画像を形成するものである。

電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）プリンタ、レーザビームプリンタ等の電子写真プリンタ、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

従来の電子写真形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置には、電子写真感光体及びそれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。

このようなプロセスカートリッジに用いられる現像装置では、現像剤（以下、「トナー」という）を収納するトナー室の中に直接、トナーが収納されている。

また、プロセスカートリッジ製造時のトナー充填工程でプロセスカートリッジの機内にトナーが飛散する。このため変形可能な内部容器にトナーを封入し、トナー室の中に収納するものが提案されている（特許文献１）。

特開平４−６６９８０号公報

しかしながら、前述の特許文献１では内部容器（以下、「トナー袋」という）の底面が、トナーを排出する開口部に向けてトナーが自重で落ちるのに十分な傾斜を持たない構成においては、トナーの排出が困難な場合がある。

また、重力方向下側にトナー袋の開口部を形成出来ない構成においてもトナーの排出が困難な場合がある。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、可撓性の現像剤袋内の現像剤を良好に排出し、現像剤の残量を少なくすることが出来るカートリッジを提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係るカートリッジの代表的な構成は、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、枠体と、開口を有し、前記枠体内部に配置され現像剤を内包する可撓性の現像剤袋と、前記現像剤袋に作用して前記開口から現像剤を排出する弾性部材と、を有し、前記弾性部材は前記現像剤袋と接することで自由状態から伸長され、前記伸長によって蓄積された弾性エネルギーが前記現像剤袋に作用して現像剤が前記開口から排出されることを特徴とする。

上記構成によれば、現像剤袋の底面が現像剤を排出する開口に向けて現像剤が自重で落ちるのに十分な傾斜を持たない構成や、重力方向下側に現像剤袋の開口を形成出来ない構成がある。その構成においても弾性部材の伸長によって蓄積された弾性エネルギーが現像剤袋に作用して現像剤を開口から良好に排出出来る。

よって、可撓性の現像剤袋内の現像剤の残量を少なくすることが出来、現像剤袋内に内包された限られた量の現像剤でより多くの画像を形成することが出来る。

本発明に係るカートリッジの第１実施形態をプロセスカートリッジとして着脱可能な画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 本発明に係るカートリッジを現像カートリッジ或いはプロセスカートリッジとして着脱する際に開閉扉を開いた画像形成装置本体及びカートリッジを示す斜視説明図である。 本発明に係るカートリッジの第１実施形態を適用したプロセスカートリッジの構成を示す断面説明図である。 本発明に係るカートリッジの第１実施形態を適用したプロセスカートリッジの構成を示す分解斜視図である。 クリーニングユニットの構成を示す分解斜視図である。 本発明に係るカートリッジの第１実施形態を適用した現像ユニットの構成を示す分解斜視図である。 本発明に係るカートリッジに適用可能な現像剤袋の構成を示す斜視説明図である。 本発明に係るカートリッジに適用可能な現像剤袋の構成を示す分解斜視図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係るカートリッジに設けた現像剤袋の固定方法を説明する斜視図、（ｃ）は本発明に係るカートリッジの第１実施形態に設けた弾性部材の固定方法を説明する斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は第１実施形態のカートリッジに設けた現像剤袋の開封方法を示す断面説明図である。 （ａ），（ｂ）は第１実施形態のカートリッジに設けた現像剤袋の開口から現像剤を排出する様子を示す現像ユニットの断面説明図である。 （ａ），（ｂ）は第１実施形態のカートリッジに設けた現像剤袋の開口から現像剤を排出する様子を示す現像ユニットの断面説明図である。 （ａ），（ｂ）は弾性部材の作用を説明する断面説明図、（ｃ）は弾性部材のバネ定数の設定例を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係るカートリッジの第２実施形態に設けた現像剤袋の開口から現像剤を排出する様子を示す現像ユニットの断面説明図である。 作用部材が現像剤袋に周期的に作用したときの該現像剤袋の挙動の実験結果を示す図である。 現像剤袋の配置構成を示す断面斜視図である。 （ａ），（ｂ）は現像剤袋の開口と対向する位置の後面部に形成された折り目が現像剤を内包する空間側に突出する様子を示す断面説明図である。 本発明に係るカートリッジの第３実施形態に設けた弾性部材の固定位置を説明する分解斜視図である。 （ａ），（ｂ）は第３実施形態の現像剤袋と弾性部材との位置関係を説明する現像ユニットの断面説明図である。 （ａ），（ｂ）は第３実施形態の現像剤袋と弾性部材との位置関係を説明する平面図である。 第３実施形態の現像剤袋と弾性部材との位置関係を説明する現像ユニットの断面説明図である。 本発明に係るカートリッジの第４実施形態に設けた弾性部材の固定位置を説明する分解斜視図である。 第４実施形態の現像剤袋と弾性部材との位置関係を説明する平面図である。 本発明に係るカートリッジの第５実施形態に設けた弾性部材の固定位置を説明する分解斜視図である。

図により本発明に係るカートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

先ず、図１〜図13を用いて本発明に係るカートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。

尚、以下の説明において、静電潜像が形成される像担持体となる感光ドラム62の回転軸方向をカートリッジＢの長手方向とする。

また、カートリッジＢの長手方向において、画像形成装置Ａ本体（画像形成装置本体）から感光ドラム62が駆動力を受ける側を駆動側（図５の右側に示す駆動力受け部63ａ側）とし、その反対側を非駆動側とする。

図１及び図２を用いて画像形成装置Ａの全体構成及び画像形成プロセスについて説明する。図１は、電子写真方式の画像形成装置Ａ本体及びプロセスカートリッジ（以下、「カートリッジＢ」という）の断面図である。図３は、カートリッジＢの断面図である。ここで、画像形成装置Ａ本体とは、カートリッジＢを除いた部分である。

＜画像形成装置＞
図１に示す画像形成装置Ａは、カートリッジＢを画像形成装置Ａ本体に着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタの一例である。カートリッジＢが画像形成装置Ａ本体に装着されたとき、カートリッジＢの上側に露光手段となるレーザスキャナユニット３が配置される。

また、カートリッジＢの下側に画像形成対象となるシート材Ｐを収容したシートトレイ４が配置されている。

更に、画像形成装置Ａ本体には、シート材Ｐの搬送方向Ｄに沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ５ｂ、搬送ローラ５ｃ、レジストローラ５ｄが設けられている。更に、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ10、排出トレイ11等が順次配置されている。尚、定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。

＜画像形成プロセス＞
次に、画像形成プロセス動作について説明する。プリントスタート信号に基づいて、感光ドラム62が図１の矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

図示しない帯電バイアス電源により帯電バイアス電圧が印加された帯電ローラ66は、感光ドラム62の外周面に接触し、該感光ドラム62の外周面を均一に帯電する。

レーザスキャナユニット３は、画像情報に応じたレーザ光１を出力する。そのレーザ光１はカートリッジＢの上面に設けられた露光窓部74を通り、感光ドラム62の外周面を走査露光する。これにより、感光ドラム62の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。

一方、図３に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内の現像剤となるトナー２は、カートリッジＢ内（カートリッジ内）のトナー２を搬送する断面長円形状の搬送部材43が回転することによってトナー供給室28に搬送される。

トナー２は、固定磁石からなるマグネットローラ34の磁力により、現像剤担持体となる現像ローラ32の表面に担持される。トナー２は、現像ブレード42によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ32の周面の層厚が規制される。そのトナー２は、静電潜像に応じて感光ドラム62の表面に転移して供給され、トナー像として可視像化される。

また、図１に示すように、レーザ光１の出力タイミングと合わせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ５ｂ、搬送ローラ５ｃによって、画像形成装置Ａ本体の下部に設けられたシートトレイ４内に収納されたシート材Ｐが給送される。

そして、そのシート材Ｐが感光ドラム62の表面上に形成されたトナー像の書き出し位置とシート材Ｐの先端部位置とが一致するようにレジストローラ５ｄにより搬送される。そして、転写ガイド６を経由して、感光ドラム62と転写ローラ７とのニップ部からなる転写位置へ供給される。

そして、図示しない転写バイアス電源により転写ローラ７に転写バイアス電圧が印加され、感光ドラム62の表面に形成されたトナー像（画像）は、感光ドラム62と転写ローラ７との間の転写位置においてシート材Ｐに順次転写されていく。

トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光ドラム62から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そして、シート材Ｐは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。

このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは、排出ローラ10まで搬送され、排出トレイ11に排出される。

一方、図３に示すように、転写後の感光ドラム62は、クリーニングブレード77により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。感光ドラム62の表面から除去された残留トナーＴはクリーニングユニット60の廃トナー室71ｂに貯蔵される。

上記において、帯電ローラ66、現像ローラ32、クリーニングブレード77が感光ドラム62に作用する画像形成プロセス手段である。

＜カートリッジの着脱操作＞
次に、図２を用いて画像形成装置Ａ本体に対するカートリッジＢの着脱操作について説明する。図２は、カートリッジＢを着脱するために開閉扉13を開いた画像形成装置Ａ本体及びカートリッジＢの斜視図である。

画像形成装置Ａ本体には開閉扉13が回動可能に取り付けられている。この開閉扉13を開くとガイドレール12が備えてあり、カートリッジＢはガイドレール12に沿って画像形成装置Ａ本体内に装着される。

そして、画像形成装置Ａ本体に設けられる図示しないモータにより駆動される駆動軸14が、図５の右側に示すカートリッジＢに設けられた駆動力受け部63ａと係合する。これにより、駆動力受け部63ａと結合している感光ドラム62が画像形成装置Ａ本体から駆動力を受けて回転する。更に、帯電ローラ66、現像ローラ32は、画像形成装置Ａ本体の図示しない給電部により給電される。

＜カートリッジの全体構成＞
次に図３及び図４を用いてカートリッジＢの全体構成について説明する。図４は、カートリッジＢの構成を説明する分解斜視図である。

カートリッジＢはクリーニングユニット60と現像ユニット20とを合体して構成される。クリーニングユニット60は、クリーニング枠体71、感光ドラム62、帯電ローラ66及びクリーニングブレード77等からなる。

一方、現像ユニット20は、枠体となるトナー収納容器21及び蓋22、現像容器23、サイド部材26Ｌ，26Ｒ、現像ブレード42、現像ローラ32、マグネットローラ34、搬送部材43、開口となるトナー排出穴103ａを有する。そして、枠体となるトナー収納容器21内部（枠体内部）に配置され現像剤となるトナー２を内包する可撓性の現像剤袋となるトナー袋100、トナー２、付勢部材46等からなる。

これらクリーニングユニット60と現像ユニット20とを結合部材75によって互いに回動可能に結合することによってカートリッジＢを構成する。具体的には、現像ユニット20の長手方向（現像ローラ32の軸方向）両端部の現像容器23に形成したアーム部23ａＬ，23ａＲの先端部に、現像ローラ32の軸方向と平行な回動穴23ｂＬ，23ｂＲが設けられている。

また、クリーニング枠体71の長手方向両端部には、ピン状の結合部材75を嵌入するための嵌入穴71ａが形成されている。そして、アーム部23ａＬ，23ａＲをクリーニング枠体71の所定の位置に合わせて、結合部材75を回動穴23ｂＬ、23ｂＲと嵌入穴71ａに挿入することで、クリーニングユニット60と現像ユニット20とが結合部材75を中心に回動可能に結合される。

このとき、アーム部23ａＬ，23ａＲの根元に取り付けられた付勢部材46がクリーニング枠体71に設けられた当接部71ｄＬ，71ｄＲと当接し、結合部材75を回動中心として現像ユニット20をクリーニングユニット60へ付勢している。これにより、図３に示す現像ローラ32は感光ドラム62の方向へ確実に押し付けられる。

そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた図６に示す間隔保持部材38によって、現像ローラ32は感光ドラム62から所定の間隔をもって保持される。

＜クリーニングユニットの構成＞
次に図５を用いてクリーニングユニット60の構成について説明する。図５は、クリーニングユニット60の構成を説明する斜視図である。

クリーニングブレード77は、板金からなる支持部材77ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材77ｂからなり、支持部材77ａの両端をビス91で固定することで、クリーニング枠体71に対して所定の位置に配置される。

弾性部材77ｂが感光ドラム62と当接し、感光ドラム62の外周面上から残留トナーを除去する。除去されたトナーＴは図３に示すクリーニングユニット60の廃トナー室71ｂに貯蔵される。

図３及び図５に示すシール部材82〜85は、クリーニング枠体71の所定位置に両面テープ等で固定されている。図３に示すシール部材82は、カートリッジＢの長手方向に渡って設けられ、クリーニングブレード77の支持部材77ａの裏側から廃トナーＴが漏出するのを防ぐ。図５に示すシール部材83は、クリーニングブレード77の弾性部材77ｂの長手方向両端部から廃トナーＴが漏出するのを防ぐ。

図５に示すシール部材84は、クリーニングブレード77の弾性部材77ｂの長手方向両端部から廃トナーＴが漏出するのを防止しつつ、感光ドラム62の表面上のトナーＴ等の付着物を拭き取る。シール部材85は、感光ドラム62の長手方向に渡って感光ドラム62に接して設けられ、クリーニングブレード77に対して感光ドラム62の回転方向上流側から廃トナーＴが漏出するのを防ぐ。

図５に示す電極板81、付勢部材68、帯電ローラ軸受67Ｌ，67Ｒは、クリーニング枠体71に取り付けられる。帯電ローラ66の軸部66ａは、帯電ローラ軸受67Ｌ，67Ｒに嵌め込まれる。

帯電ローラ66は付勢部材68によって、感光ドラム62に対して付勢されると共に、帯電ローラ軸受67Ｌ，67Ｒによって回転可能に支持される。そして、感光ドラム62の回転に伴って従動回転を行う。

尚、電極板81、付勢部材68、帯電ローラ軸受67Ｌ、軸部66ａは導電性を有する。電極板81は、画像形成装置Ａ本体の図示しない給電部に接触している。これらを給電経路として帯電ローラ66に給電する。

感光ドラム62はフランジ63，64と一体的に結合され、感光ドラムユニット61となる。この結合方法は、カシメ、接着、溶着等を用いる。フランジ64には、図示しないアース接点等が結合されている。また、フランジ63には、画像形成装置Ａ本体から駆動力を受ける駆動力受け部63ａと現像ローラ32に駆動を伝えるフランジギア部63ｂを有している。

軸受部材76がビス90によりクリーニング枠体71の駆動側に一体的に固定され、ドラム軸78がクリーニング枠体71の非駆動側に圧入固定される。そして、軸受部材76は、フランジ63と嵌合し、ドラム軸78は、フランジ64の穴64ａと嵌合する。これにより、感光ドラムユニット61はクリーニング枠体71に回転可能に支持される。

保護部材79は、感光ドラム62の保護（遮光）及び露出が可能となるように、クリーニング枠体71に回動可能に支持される。付勢部材80は、保護部材79の駆動側の軸部79ａＲに取り付けられ、保護部材79を感光ドラム62を保護する向きに付勢する。保護部材79の非駆動側の軸部79ａＬと駆動側の軸部79ａＲは、クリーニング枠体71の軸受部71ｃＬ，71ｃＲに嵌合される。

＜現像ユニット＞
次に図３及び図６を用いて現像ユニット20の構成について説明する。図６は現像ユニット20の構成を説明する分解斜視図である。

トナー収納容器21と蓋22及び現像容器23からなる枠体としての現像枠体は、図３に示す現像剤袋となるトナー袋100を収納するトナー室29やトナー供給室28を形成する。トナー収納容器21と蓋22と現像容器23は、溶着等により一体的に結合される。

トナー袋100の底面を支持し、該トナー袋100に作用して該トナー袋100に設けられた開口となるトナー排出穴103ａからトナー２を排出する弾性部材となる引っ張りコイルバネ40は、その両端をトナー収納容器21に固定される。

トナー袋100はトナー２を内包しており、封止部材101の一端と固定されている。封止部材101の他端は、開封手段として機能する搬送部材43に固定されている。更に、トナー袋100の上部は、枠体となる蓋22に対して固定されて揺動可能に支持されている。

搬送部材43は、非駆動側をトナー収納容器21に支持され、駆動側をトナー収納容器21に取り付けられた搬送ギア50によって支持される。これにより、搬送部材43はトナー室29内で搬送ギア50に従い回転を行う。

現像ブレード42は、板金からなる支持部材42ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材42ｂで構成され、清掃部材47と共に支持部材42ａの長手方向両端部をビス93で現像容器23に対して所定の位置に固定される。

弾性部材42ｂは現像ローラ32と当接し、現像ローラ32の周面上のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与する。清掃部材47は、現像ローラ32の長手方向両端部表面と当接して、トナーＴ等の付着物を清掃する。

現像ローラユニット31は、現像ローラ32、マグネットローラ34、フランジ35、間隔保持部材38、軸受部材37及び現像ローラギア39等によって構成される。現像ローラ32の非駆動側端部からマグネットローラ34が挿入され、端部にはフランジ35が圧入固定されている。

フランジ35には導電性の図示しない電極線が組み込まれており、電極線は現像ローラ32及び電極板27に当接している。導電性の電極板27は、サイド部材26Ｌに固定される。

電極板27は、画像形成装置Ａ本体の図示しない給電部に接触しており、画像形成装置Ａ本体の給電部から、電極板27、電極線を給電経路として現像ローラ32に現像バイアス電圧が印加される。

間隔保持部材38は、現像ローラ32の長手方向両端部に取り付けられる。その外側に軸受部材37が配置され、駆動側においては、その外側に現像ローラギア39が組み込まれる。現像ローラ32の長手方向両端部に配置された軸受部材37によって現像ローラ32は回転可能に支持される。

駆動伝達部材であるギア48，49は、現像枠体に回転可能に取り付けられている。これにより、図２に示す画像形成装置Ａ本体の駆動軸14から図５に示す駆動力受け部63ａを介して受けた駆動力は、図５に示すフランジギア部63ｂ、図６に示す現像ローラギア39、ギア48，49及び搬送ギア50が順次噛み合い伝達される。そして、現像ローラ32、搬送部材43へと駆動力が伝達される。

サイド部材26Ｌ，26Ｒは、長手方向の両端部がビス92を用いて現像枠体に固定される。その際、現像ローラユニット31の軸受部材37は、サイド部材26Ｌ，26Ｒによって保持される。

＜トナー袋の構成＞
図７及び図８を用いて、トナー袋100の構成について説明する。図７はトナー袋100と搬送部材43の組立後の斜視図である。図８は、トナー袋100の構成を説明する分解斜視図である。

図８に示すように、トナー袋100は、シール部材102、トナー収容部材103及び封止部材101によって構成されている。

トナー収容部材103は真空成型、圧空成形、プレス成型等により作成された可撓性のあるシート状材料で形成される部材であり、内部のトナー２を排出する開口としてトナー排出穴103ａを有している。トナー排出穴103ａは、トナー収容部材103の長手方向に沿って所定ピッチで複数設けられた連結部103ｂで区切られている。

封止部材101は、トナー収容部材103のトナー排出穴103ａを覆う封止部101ｂと、開封手段として機能する搬送部材43に固定される固定部101ａが設けられている。

図７に示すように、封止部材101の封止部101ｂはトナー収容部材103のトナー排出穴103ａの全体を覆うように熱溶着され、トナー排出穴103ａを封止する。封止部材101の封止部101ｂの熱溶着形状を図７のＥで示す。

本実施形態では、封止部材101にイージーピール性（易剥離性）を発揮する特殊シーラント層を持つラミネート材を適用している。例えば、ＪＩＳ−Ｚ0238の密封軟包装袋の試験において剥離強さが３Ｎ／１５ｍｍ〜１０Ｎ／１５ｍｍ程度である。そして、トナー収容部材103には前記特殊シーラント層と溶着可能で可撓性のある材質を適用することで熱溶着部においてイージーピール性をもたせることが出来る。

トナー収容部材103のトナー排出穴103ａが封止部材101の封止部101ｂにより封止された後、図８に示す開口部103ｃからトナー収容部材103内にトナー２が充填される。トナー２の充填に際しては、公知のオーガー式充填装置を使用して行うが、同様の機能を有する他の方法を用いても良い。

シール部材102は可撓性のあるシート部材である。このシール部材102は空気が透過する微細な穴が設けられている。図８に示す開口部103ｃからトナー収容部材103内にトナー２が充填される。その後、シール部材102がトナー収容部材103の開口部103ｃを封止するように、シール部材102の周縁部をトナー収容部材103の開口部103ｃの周囲に設けられたフランジ部100ａに熱溶着する。シール部材102の熱溶着形状を図７のＦで示す。

上述のようにトナー２がトナー袋100に封入された後、トナー袋100の周囲のフランジ部100ａに複数の固定穴100ｂが開けられる。

一方、封止部材101の固定部101ａは、搬送部材43に固定されている。その固定方法としては、熱溶着、超音波溶着、接着、擬似接着に加えて、穴と凸部による引っ掛けによる係止等が挙げられる。

＜弾性部材とトナー袋の現像枠体への収納構造＞
次に図６、図９、図13を用いてトナー袋100の現像枠体への収納構造について説明する。図９（ａ），（ｂ）は蓋22とトナー袋100との固定方法を説明する分解斜視図である。図９（ｃ）は引っ張りコイルバネ40のトナー収納容器21への固定方法を説明する分解斜視図である。

先ず、引っ張りコイルバネ40について説明する。図９（ｃ）に示すように、引っ張りコイルバネ40を自由状態から伸長して両端部に設けられた係合部をトナー収納容器21の後面板21ｆの内側で天部に突設された固定ボス21ａ及び底板21ｇの前面板21ｅ側に突設された固定ボス21ｃに通す。

その後、固定ボス21ａ，21ｃの先端を加熱溶融させて潰し、引っ張りコイルバネ40をトナー収納容器21に対して固定する。こうすることで、潰されて引っ張りコイルバネ40の両端部に設けられたリング状の係合部の内径よりも広がった固定ボス21ａ，21ｃの先端部21ｂ，21ｄにより、引っ張りコイルバネ40の抜け止めがされる。

これにより、図３に示すように、引っ張りコイルバネ40はトナー袋100のトナー排出穴103ａ側（開口側）が下方となるように該トナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄを水平面ｈに対して所定の傾斜角度θだけ傾斜させて支持する。

本実施形態の引っ張りコイルバネ40は、図９（ｃ）及び図13（ａ），（ｂ）に示すように、トナー収納容器21内（枠体内部）にカートリッジＢの長手方向に対して交差する方向（直交方向）に複数配置されている。

次に、トナー袋100の収納構造について説明する。図９（ａ）に示すように、蓋22の下面に突設された複数の固定ボス22ａをトナー袋100の外周縁に設けられたフランジ部100ａに設けられた固定穴100ｂに通す。その後、図９（ｂ）に示すように固定ボス22ａの先端を加熱溶融させて潰す。こうすることで、潰されて固定穴100ｂの径よりも広がった固定ボス22ａの先端部22ｂにより固定穴100ｂからの抜け止めがされる。このように、蓋22に対してトナー袋100の上部が固定される。

蓋22とトナー袋100との固定方法は、本実施形態に限らず、熱溶着、接着、穴と凸部からなる係合部とによる引っ掛け等により係止されるものでも良い。

このように、蓋22にトナー袋100の上端が固定された後、図６に示すようにトナー収納容器21内に該トナー袋100の底面が引っ張りコイルバネ40により支持されるように収納される。

本実施形態の引っ張りコイルバネ40はトナー袋100と接することで自由状態から伸長され、該伸長によって蓄積された弾性エネルギーがトナー袋100に作用してトナー２がトナー袋100に形成されたトナー排出穴103ａから排出される。

＜引っ張りコイルバネの設定＞
次に図13を用いて引っ張りコイルバネ40のバネ定数Ｋの設定について説明する。図13（ａ），（ｂ）は引っ張りコイルバネ40がトナー袋100に作用している様子を示す図である。図13（ｃ）は引っ張りコイルバネ40のバネ定数Ｋの設定を示した図である。

図13（ａ）に示すように、引っ張りコイルバネ40のバネ定数Ｋを全て同じ値に設定した場合、トナー袋100内のトナー量が多いときは、トナー２の自重によりトナー袋100の中央部が撓む。トナー袋100内のトナー２を排出するためには、トナー袋100を搬送部材43で振動させることが望ましい。そのためにはトナー収納容器21の底板21ｄの上面と、トナー袋100の下面を支持する引っ張りコイルバネ40の下端部との間に隙間Ｘを設けておく必要がある。

そこで、本実施形態では、図13（ｃ）に示すように、カートリッジＢの長手方向（図13の左右方向）中央部の引っ張りコイルバネ40ｂ，40ｃのバネ定数Ｋｂ，Ｋｃは以下の通りとする。即ち、カートリッジＢの長手方向両端部の引っ張りコイルバネ40ａ，40ｄのバネ定数Ｋａ，Ｋｄよりも大きいものを選定する。

このようにバネ定数Ｋを設定することで、カートリッジＢの長手方向中央部において引っ張りコイルバネ40ｂ，40ｃがトナー袋100の底面を押して持ち上げる力（押す力）Ｔ１の方が以下より大きい。即ち、カートリッジＢの長手方向端部において引っ張りコイルバネ40ａ，40ｄがトナー袋100の底面を押して持ち上げる力（押す力）Ｔ２よりも大きい。

これにより、トナー袋100内のトナー量が大きくなった場合でも、図13（ｂ）に示すように、トナー袋100の底面中央部が撓むことなくトナー袋100の底面を平坦状に支持することが出来る。

トナー袋100の底面を平坦状に支持する。これにより、トナー２の排出を良好にするために必要なトナー収納容器21の底板21ｄの上面と、トナー袋100の下面を支持する引っ張りコイルバネ40の下端部との間の隙間Ｘを設けることが出来る。これにより、カートリッジＢを大型化することなく、効率良く設けることが可能となる。

また、トナー袋100内のトナー２が少ない状態（図13（ｃ）のトナーＬＯＷ）のときは以下の通りである。図13（ｂ）に示すように、カートリッジＢの長手方向中央部のトナー袋100の底面を押して持ち上げる力Ｔ１と、カートリッジＢの長手方向両端部のトナー袋100の底面を押して持ち上げる力Ｔ２とが略等しくなる。そのようなトナー袋100の底面を押して持ち上げる力Ｔ３となるように引っ張りコイルバネ40のバネ定数Ｋａ〜Ｋｄを選定しておく。これにより、トナー２の自重が小さいときでも、トナー袋100の底面を平坦状に維持することが出来る。

上記のように引っ張りコイルバネ40を設定することで、トナー袋100内のトナー２が増大した場合でも、カートリッジＢを大型化することなく、効率良くトナー袋100内のトナー２を排出することが可能となる。

近年ではリサイクルの観点からカートリッジＢの長寿命化が望まれている。長寿命化のため、トナー袋100のトナー量を増大させると、トナー２の自重により図13（ａ）に示すように、可撓性のあるトナー袋100の中央部が弛んでしまう。

そこで、本実施形態では、トナー袋100の底面を押して持ち上げる引っ張りコイルバネ40により支持させる。搬送部材43はトナー袋100に周期的に作用する。そして、トナー袋100を介して引っ張りコイルバネ40に周期的に作用する。

搬送部材43による撹拌によりトナー２を排出する構成では、トナー袋100を搬送部材43による撹拌により振動させる必要がある。このため、トナー袋100の下面と、トナー収納容器21の底板21ｄの上面との間に隙間Ｘを設ける必要がある。隙間Ｘを設けるためには、トナー袋100の弛んだ中央部に合わせてトナー収納容器21の底板21ｇを形成する必要があり、そのためカートリッジＢが大型してしまう。

上記本実施形態によれば、カートリッジＢを大型化することなく、可撓性のあるトナー袋100内のトナー２を良好に排出し、残トナー２の量を少なくすることが出来る。

＜トナー袋の開封動作＞
次に図10を用いてトナー袋100の開封動作について説明する。図10（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ開封前、開封中、開封後の現像ユニット20の構成を示す断面説明図である。

トナー袋100、封止部材101及び開封手段として機能する搬送部材43は、現像ユニット20のトナー室29内に収納されている。

引っ張りコイルバネ40は、トナー収容部材103の底面103ｄと、トナー排出穴103ａと対向する後面103ｅと接触しながら、トナー袋100内のトナー２の自重によって略「く」の字に変形する。

未使用のカートリッジＢが画像形成装置Ａ本体に装着されると、画像形成装置Ａ本体から駆動力が伝達されて図10（ａ）の開封前の状態から、搬送部材43が図10（ａ）の矢印Ｇ方向で示される回転方向に回転する。

このとき、図10（ｂ）に示すように、封止部材101は搬送部材43に巻き取られると同時に、封止部101ｂとトナー収容部材103との熱溶着部が剥離してゆき、トナー収容部材103のトナー排出穴103ａが露出し始める。

更に、画像形成装置Ａ本体から駆動が伝達されると、図10（ｃ）に示すように、封止部材101は搬送部材43に完全に巻き取られ、トナー収容部材103のトナー排出穴103ａは完全に露出する。こうしてトナー２は重力により作用を受けているので、トナー排出穴103ａを介してトナー室29に排出される。

トナー袋100内のトナー排出穴103ａの上部には、図10（ｃ）に示すように、排出したトナー２の分量だけ空間Ｓが出来る。空間Ｓとトナー２が介在する境界面ＳＬと水平面ｈとが成す角度は、トナー２の固有の安息角と略等しくなる。尚、安息角とはトナー袋100内のトナー２が自発的に崩れることなく安定を保つ斜面の角度である。

＜トナーの排出動作＞
次に図11及び図12を用いてトナー２のトナー袋100からの排出動作について説明する。図11（ａ），（ｂ）は、封止部材101の開封直後におけるトナー袋100内のトナー残量が多い状態でのトナー排出の様子を説明する現像ユニット20の断面説明図である。図12（ａ）はトナー袋100内のトナー残量が中程度でのトナー排出の様子を説明する現像ユニット20の断面説明図である。図12（ｂ）はトナー袋100内のトナー残量が少ない状態でのトナー排出の様子を説明する現像ユニット20の断面説明図である。

先ず、図11（ａ）を用いて、トナー残量が多い状態でのトナー排出について説明する。

搬送部材43は、作用部材としてのシート部材43ａを有している。搬送部材43は、ポリスチレン（ＰＳ；Polystyrene）、ポリカーボネート（ＰＣ；Polycarbonate）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ；Polyoxymethylene）等の剛性を有する材質からなる。

シート部材43ａはシート状の可撓性の材質、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ；Polyphenylene sulfide）、ポリカーボネイト（ＰＣ；Polycarbonate）からなる。或いは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Polyethylene terephthalate）からなり、トナー２の撹拌と搬送を行っている。

シート部材43ａの撹拌半径を図11（ａ）のｒ１で示す。搬送部材43が図11（ａ）の矢印Ｇ方向に回転することでシート部材43ａは、撹拌半径ｒ１内領域のトナー２をトナー供給室28に搬送する。

搬送部材43が更に矢印Ｇ方向に回転すると、シート部材43ａと封止部材101はトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆの連結部103ｂに接触する。これにより、トナー収容部材103は図11（ｂ）の矢印Ｑ方向に外力を受ける。トナー収容部材103に接触している引っ張りコイルバネ40は図11（ｂ）の矢印Ｍ１，Ｎ１方向に変位する。

搬送部材43が更に矢印Ｇ方向に回転し、シート部材43ａと封止部材101とがトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆの連結部103ｂから離間すると、引っ張りコイルバネ40は図11（ｂ）の矢印Ｍ２，Ｎ２方向に変位する。尚、矢印Ｍ１方向と矢印Ｍ２方向、矢印Ｎ１方向と矢印Ｎ２方向とは互いに逆方向とする。

引っ張りコイルバネ40は弾性体で構成されているので、外力が取り除かれた後に矢印Ｍ１方向と矢印Ｍ２方向との間、矢印Ｎ１方向と矢印Ｎ２方向との間で振動が誘発される。引っ張りコイルバネ40が振動することによってトナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄ及び後面103ｅも振動し、該底面103ｄ及び後面103ｅの内側近傍のトナー２が加振されて、トナー２がほぐれ易くなる。

搬送部材43が図11の矢印Ｇ方向に回転し続けると、トナー袋100内のトナー２が自重及び引っ張りコイルバネ40が振動することによってトナー排出穴103ａから排出される。そして、トナー室29からトナー供給室28に搬送されてトナー室29及びトナー供給室28内に満たされる。

次に、図12（ａ）を用いて、トナー袋100内のトナー残量が中程度でのトナー排出の様子を説明する。

トナー袋100内のトナー２が自重及び引っ張りコイルバネ40が振動することによってトナー排出穴103ａから排出される。そして、トナー室29からトナー供給室28に搬送されたトナー２は、現像ローラ32の表面に担持された後、図３に示す感光ドラム62へ転移され、該感光ドラム62の表面上にトナー像として可視像化される。

これにより、トナー供給室28及びトナー室29のトナー２が消費されるため、それを補う量のトナー２がトナー袋100のトナー排出穴103ａから排出され、トナー袋100内のトナー２の残量は減っていく。

トナー袋100内のトナー２が減ると、引っ張りコイルバネ40に作用するトナー２の自重による外力が減るため、それと釣り合うように引っ張りコイルバネ40が縮む。

引っ張りコイルバネ40が縮むと図12（ａ）に示す「く」の字形状の屈曲度合いが減り、より直線状に近づくため、トナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄは持ち上げられ、水平面ｈに対する傾斜角度θは大きくなる。図11（ｂ）に示すトナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄの水平面ｈに対する傾斜角度θ１と、図12（ａ）に示すトナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄの水平面ｈに対する傾斜角度θ２と、を比較すると、｛θ１＜θ２｝となる。

また、引っ張りコイルバネ40によりトナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄが持ち上げられたことによって、該トナー収容部材103の後面103ｅに弛みが生じてトナー袋100の内部側へ屈曲する。

また、トナー袋100内のトナー２が減ると、搬送部材43と一体的に回転するシート部材43ａと封止部材101とがトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆに周期的に接触することによって発生する引っ張りコイルバネ40への作用力が増加する。そして、図12の矢印Ｑ方向と、矢印Ｍ１，Ｍ２方向とがより平行に近くなる。

この２点によって、図12の矢印Ｍ１，Ｍ２方向への変位量（振動の振幅）が増加し、トナー袋100内のトナー２のほぐし効果が向上する。

次に、図12（ｂ）を用いてトナー袋100内のトナー残量が少ない状態でのトナー排出の様子を説明する。

更にトナー消費が進むと、トナー袋100内のトナー２が減り、引っ張りコイルバネ40に作用するトナー２の自重による外力が減るため、それと釣り合うまで引っ張りコイルバネ40が縮む。

図12（ｂ）に示すように、トナー袋100内のトナー２が残り少なくなると、引っ張りコイルバネ40は略直線状になるまで縮む。トナー収容部材103の底面103ｄは更に持ち上げられ、該底面103ｄの水平面ｈからの傾斜角度θ３は更に大きくなる（θ１＜θ２＜θ３）。

図12（ｂ）に示すように、トナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄ及び後面103ｅはトナー袋100の内部側へ突出するようにほぼＳ字状に屈曲する。

また、トナー袋100内のトナー２が減ると、上述したように、トナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄの矢印Ｍ１，Ｍ２方向への変位量（振動の振幅）が増加し、トナー袋100内のトナー２のほぐし効果が向上する。

図12（ｂ）に示す状態から更にトナー消費が進むと、引っ張りコイルバネ40の図12（ｂ）の矢印Ｍ１，Ｍ２方向の振動によって、トナー袋100内のトナー２がほぐされる。これと同時に、トナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄの内表面側に付着したトナー２が該底面103ｄの内表面から剥がされる。これにより、トナー袋100内のトナー２を略全量排出することが出来る。

以上説明したように、本実施形態のカートリッジＢによれば、トナー袋100内のトナー２をトナー排出穴103ａから良好に排出し、トナー袋100内の残トナー量を減らすことが出来る。

また、トナー袋100を介して弾性部材としての引っ張りコイルバネ40に周期的に作用する作用部材として搬送部材43と一体的に回転するシート部材43ａを用いる。これによって、トナー袋100内のトナー２の残量に応じて引っ張りコイルバネ40により該トナー袋100を持ち上げると共に、トナー袋100を加振することが出来る。

これによって、トナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄがトナー２が自重で落ちるのに十分な傾斜角度θを持たない構成がある。その構成においても引っ張りコイルバネ40の伸長によって蓄積された弾性エネルギーがトナー袋100のトナー収容部材103の底面103ｄ及び後面103ｅに作用する。そして、トナー袋100内のトナー２を良好に排出し、該トナー袋100内の残トナー２の量を少なくすることが出来る。

尚、本実施形態では弾性部材として引っ張りコイルバネ40を用いたが、これに限ることはなく、弾性を有した部材であれば良い。例えば、材質として天然ゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム等のゴム材、形状として平板形状、チューブ形状、円筒形状でも良い。

次に図14〜図17を用いて本発明に係るカートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは、同一の符号を付して説明を省略する。

前記第１実施形態では、作用部材となる搬送部材43は断面長円形状で構成され、搬送部材43自体はトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆから離間されている。そして、搬送部材43に一端部が固定された封止部材101とシート部材43ａとが搬送部材43の回転に伴ってトナー収容部材103の前面103ｆの連結部103ｂに周期的に接触する構成とした。

本実施形態では、図14に示すように、搬送部材43の外周端部に押圧部43ｂが設けられ、搬送部材43の回転に伴って押圧部43ｂも同時にトナー収容部材103の前面103ｆの連結部103ｂに周期的に接触する構成とした。これにより、トナー袋100内のトナー２に対して更に積極的に作用し、トナー排出性を向上させるものである。

図14（ａ）〜（ｃ）はトナー袋100内に残存しているトナー２の排出について説明する現像ユニット20の断面説明図である。図14（ａ）〜（ｃ）は、搬送部材43が図14の矢印Ｇ方向で示す回転方向に回転している様子を示す。図14（ａ）は搬送部材43の押圧部43ｂがシート部材43ａを介してトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆに当接する瞬間の状態を示している。

その後、搬送部材43が図14の矢印Ｇ方向に回転してゆくと、図14（ｂ）に示すように作用部材としての押圧部43ｂがトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆに干渉する領域に達する。尚、押圧部43ｂ先端の回転半径を図14のｒ２で示す。

このとき、トナー袋100は押圧部43ｂ及びシート部材43ａから押圧力を受ける。シート部材43ａ及び押圧部43ｂは共にトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆに対して押圧力を付与する。ここで、シート状のシート部材43ａの押圧力に比べて剛性を有する押圧部43ｂの押圧力の方が大きいので、本実施形態では押圧部43ｂを主たる作用部材として定義する。

ここで、可撓性を有するトナー袋100は変形すると共に、トナー袋100の下部と、その内部のトナー２は図14の矢印Ｈ方向に移動する。トナー袋100が図14の矢印Ｈ方向に最大変位する瞬間に速度は「０（零）」になり、これと同時に加速度は図14の矢印Ｊ方向に最大になる。このとき、トナー袋100内のトナー２には、トナー袋100の中で相対的に図14の矢印Ｈ方向に動くような慣性力が働く。これにより、トナー袋100内のトナー２は、ほぐされる。

更に搬送部材43が図14の矢印Ｇ方向に回転すると、押圧部43ｂはトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆから離間する。押圧部43ｂがトナー袋100のトナー収容部材103の前面103ｆから離間した直後、トナー袋100は押圧部43ｂからの押圧力が解除される。そして、トナー袋100内のトナー２の自重と、引っ張りコイルバネ40の復元力とによってトナー袋100の下部と、その内部のトナー２は図14（ｂ）の矢印Ｊ方向に移動する。

その後、図14（ｃ）に示すように、トナー袋100は搬送部材43の受け止め部43ｃとの衝突により急減速し、押圧部43ｂがトナー袋100に当接する前の位置で停止する。このとき、急減速によりトナー袋100内のトナー２には、トナー袋100の中で図14（ｃ）の矢印Ｊ方向に動くような慣性力が働く。

トナー袋100内のトナー２は重力及び慣性による図14（ｃ）の矢印Ｊ方向の力によりトナー排出穴103ａに向かって移動してゆく。

本発明者等は、トナー袋100のこの揺動運動の変位、速度及び加速度を実験にて測定し、トナー２に前述した慣性力が働いていることを確認した。

図15はトナー袋100の挙動の実験結果を示すグラフである。尚、測定は、図14に示すトナー袋100の測定部100ｄの変位をレーザー変位計を用いて測定した。トナー袋100の変位、速度、加速度の時間推移のグラフを図15に示す。

図15に示すグラフは上から縦軸に変位、速度、加速度を示しており、横軸は時間を示す。図15においてトナー袋100の揺動開始時がｔ１、揺動解放時がｔ２、完全停止時がｔ３である。また、図15に示す縦軸は上向きが図14の矢印Ｊ方向を示し、下向きが図14の矢印Ｈ方向を示している。

図15に示すグラフから分かるように、トナー袋100は揺動開始時ｔ１から移動加速し、揺動解放時ｔ２の前後で図14の矢印Ｊ方向の加速度が生じている。このときトナー袋100の中のトナー２には図14の矢印Ｈ方向に慣性力が働く。また、完全停止時ｔ３の前には図14の矢印Ｊ，Ｈ方向の加速度が生じている。このときトナー袋100の中のトナー２には図中矢印Ｈ，Ｊ方向に慣性力が働く。

このように、実験によって、前述したシート部材43ａとトナー袋100との離間以降のトナー２に働く慣性力を確認出来た。

上述のように、トナー袋100とシート部材43ａとの押圧、離間、衝突により、トナー袋100は揺動運動する。その揺動運動に伴いトナー袋100内のトナー２は良好にほぐされ、その後、トナー排出穴103ａに向かって移動してゆく。

作用部材としての押圧部43ｂとトナー袋100との当接、離間、衝突はカートリッジＢに駆動が伝達されている間は周期的に繰り返される。前述した揺動運動と振動が連続的に作用して、トナー２は良好にトナー排出穴103ａより排出される。

図16は現像ユニット20の断面斜視図である。説明の都合上、部品の一部を省略している。

図16に示すように、トナー袋100の両側面にトナー収納容器21に対して側面空間112が設けてある。同様にトナー袋100の下部及び後部にはトナー収納容器21に対して下部空間110と後部空間111が設けられ、それらの下部空間110と後部空間111に引っ張りコイルバネ40が配置されている。

こうすることで、トナー袋100、引っ張りコイルバネ40のトナー収納容器21との摩擦による揺動及び振動への阻害を無くすことが出来る。よって、トナー袋100の揺動及び振動によるトナー２の排出効果を良好に発揮出来る。

このようにしてトナー袋100から排出されたトナー２は、搬送部材43によりトナー供給室28に供給される。

本実施形態では、作用部材を搬送部材43で構成したためトナー袋100の揺動及びトナー２の搬送を同一の部材で行えるため好適である。

引っ張りコイルバネ40に周期的に作用する作用部材として押圧部43ｂを用いることによってトナー袋100に対する加振の効果が増大する。

以上説明したように、トナー収納容器21内の底面がトナー２が自重で落ちるのに十分な傾斜を持たない構成においてもトナー袋100内のトナー２を良好に排出し、トナー袋100の残トナー量を少なくすることが出来る。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

図17（ａ），（ｂ）はトナー袋100のトナー排出穴103ａと対向する位置の後面部に形成された折り目がトナー２を内包する空間側に突出する様子を示す断面説明図である。

図17（ａ），（ｂ）は前記第１、２実施形態におけるトナー２のトナー収容部材103の変形の様子を説明する断面図である。尚、説明の都合上、トナー収容部材103の断面のみを用いて説明する。

本実施形態ではトナー袋100内のトナー収容部材103の後面103ｅの変形に工夫を行ってトナー排出性を向上させるものである。

図17（ａ），（ｂ）において、実線はトナー収容部材103の変形前の断面を示す。また、点線はトナー２の消費が略終了し、引っ張りコイルバネ40によってトナー収容部材103の底面103ｄ及び後面103ｅが図17（ａ）の矢印Ｚ方向に持ち上げられた状態の断面を示す。

変形後の点線で示すように、トナー収容部材103の後面103ｅは、上面103e1と下面103e2とをつなぐ部分が円弧状に撓められている。円弧状に撓められると、円弧形状から元の直線形状に復元しようとする復元力が上下方向に発生する。

下方向の復元力は、引っ張りコイルバネ40がトナー袋100を図17（ａ）の矢印Ｚ方向に持ち上げる方向に対して抗うため引っ張りコイルバネ40のバネ力を強く設計する必要がある。

更に、ユーザがカートリッジＢを画像形成装置Ａ本体から取り出し、後面103ｅが鉛直下向きになるように取り扱った場合に、上面103e1上にトナー２が堆積する。しかし、上面103e1は復元力によって図17（ａ）の矢印Ｚ方向に持ち上げられているため堆積したトナー２が落ち難い。

そこで、図17（ｂ）はこの点を改良した例を示す。実線と点線の使い分けは図17（ａ）と同じである。

図17（ｂ）に示すように、トナー収容部材103の後面103ｅに折り目103ｇを設けている。折り目103ｇはトナー２を内包する空間側に突出するように設けている。

また、図17（ｂ）に示す下側稜線103ｉの変形半径ｒ３と上側稜線103ｈの変形半径ｒ４を比較すると、｛ｒ３＜ｒ４｝となるため、折り目103ｇの位置は後面103ｅの中間点よりも下側稜線103ｉに近い位置に設定してある。

本実施形態では下側稜線103ｉから折り目103ｇまでの長さをＬ２、折り目103ｇから上側稜線103ｈまでの長さをＬ１とした場合、Ｌ２：Ｌ１≒７：１２としてある。

引っ張りコイルバネ40の作用によりトナー収容部材103が持ち上げられると、図17（ｂ）に示すように、折り目103ｇが内側に折れ曲がり、上面103e1と下面103e2が略くっつくように変形する。

以上説明したように、トナー袋100の内側に向かうように折り目103ｇを設けたことにより、折り目103ｇを介してトナー収容部材103の後面103ｅが容易に折れ曲がるので後面103ｅの復元力が減少する。これにより、引っ張りコイルバネ40のバネ力を必要以上に大きく設定する必要がない。

更に、折り目103ｇの位置を後面103ｅの中間点よりも下側稜線103ｉに近い位置とすることで、変形後の上面103e1の傾斜角度が底面103ｄの傾斜角度と同等まで近づけることが出来る。これによりユーザの取り扱いで上面103e1にトナー２が堆積しても傾斜面を滑り落ちることが出来、結果としてトナー２を良好に排出し、トナー袋100の残トナー量を少なくすることが出来る。

次に、図18〜図21を用いて本発明に係るカートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では弾性部材となる引っ張りコイルバネ201，202が枠体となるトナー収納容器21の内部にカートリッジＢの長手方向（図20の左右方向）に対して略平行で且つ互いに異なる高さ位置に複数設けられたものである。これにより、トナー袋100内のトナー２に対して更に積極的に作用しトナー排出性を向上させるものである。

図18は、引っ張りコイルバネ201，202のトナー収納容器21の内部における固定位置を説明する分解斜視図である。図19は、トナー袋100と引っ張りコイルバネ201，202の位置関係を説明する現像ユニット20の断面図である。

図20は、トナー袋100と引っ張りコイルバネ201，202の位置関係を説明する現像ユニット20の平面図である。図21は、トナー袋100と引っ張りコイルバネ201，202の位置関係を説明する現像ユニット20の断面図である。

図18に示すように、トナー収納容器21には、引っ張りコイルバネ201，202がカートリッジＢの長手方向に渡って設けられている。引っ張りコイルバネ201，202のトナー収納容器21への固定方法は前記第１実施形態と同様である。

図19（ａ）に示すように、引っ張りコイルバネ201は、カートリッジＢが画像形成装置Ａ本体に装着された姿勢において、引っ張りコイルバネ202に対してトナー袋100のトナー排出穴103ａから離れた位置で且つ上方向に配置されている。

即ち、トナー袋100の底面103ｄが、トナー排出穴103ａから離れるほど引っ張りコイルバネ202が上方向となるように配置されている。

本実施形態では、引っ張りコイルバネ201，202の設置位置によりトナー収容部材103の底面103ｄがトナー排出穴103ａから離れるほど上方向となるように設定している。引っ張りコイルバネ201がトナー収容部材103の底面103ｄを押し上げる力を引っ張りコイルバネ202がトナー収容部材103の底面103ｄを押し上げる力よりも強く設定する等の方法でも良い。

トナー袋100がトナー収納容器21に収納されると、引っ張りコイルバネ201，202は、トナー袋100に図19（ａ）の矢印Ｚ１方向に押し下げられて、それぞれ図19（ａ）に示す位置まで移動する。

そして、トナー２が減少していくに連れて、引っ張りコイルバネ201，202は、図19（ａ）に示す状態から図19（ｂ）に示す状態へとトナー袋100の底面103ｄを図19（ａ）の矢印Ｚ２方向に押し上げる。

この動作と同時に、底面103ｄに対して引っ張りコイルバネ201，202がそれぞれ当接している位置は、底面103ｄの図19（ａ）の矢印Ｙ方向に移動していく。

即ち、引っ張りコイルバネ201，202の底面103ｄとの当接位置は、それぞれ図20（ａ）に示す位置に移動する。図20（ａ）は図19（ａ）に示す引っ張りコイルバネ201，202の位置を実線で示し、図19（ｂ）に示す引っ張りコイルバネ201，202の位置を破線で示している。

このように、引っ張りコイルバネ201，202が底面103ｄと当接している位置を移動させてトナー袋100内のトナー２をほぐすことで、より良好にトナー２をトナー室29に排出することが可能である。

また、図21に示すように、搬送部材43に設けられたシート部材43ａがトナー袋100に作用し、トナー袋100が揺動運動する際にもトナー袋100の底面103ｄと引っ張りコイルバネ201，202とがそれぞれ当接している位置は変化する。図20（ｂ）は図19（ａ）に示す引っ張りコイルバネ201，202の位置を実線で示し、図21に示す引っ張りコイルバネ201，202の位置を破線で示している。

即ち、図20（ｂ）に示すように、引っ張りコイルバネ201，202のトナー袋100の底面103ｄとの当接位置は、シート部材43ａがトナー袋100に作用すると、それぞれ図20（ｂ）の破線で示す位置に移動する。

このように、トナー袋100が揺動運動を繰り返すことにより、引っ張りコイルバネ201，202がトナー袋100の底面103ｄと当接している位置も移動を繰り返す。これにより、トナー袋100内のトナー２がほぐれ、より良好にトナー２をトナー室29に排出することが可能となる。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

次に、図22及び図23を用いて本発明に係るカートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の第４実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、弾性部材となる引っ張りコイルバネ203，204がトナー袋100に作用する方向がカートリッジＢの長手方向（図23の左右方向）に対して交差し、互いに所定の角度傾斜した方向となるように複数設けたものである。

これにより、本実施形態ではトナー袋100内のトナー２に対して更に積極的に作用してトナー排出性を向上させるものである。

図22は引っ張りコイルバネ203，204の固定位置を説明する分解斜視図である。図23はトナー袋100と引っ張りコイルバネ203，204の位置関係を説明する現像ユニット20の平面図である。

引っ張りコイルバネ203，204とトナー袋100の底面103ｄとが当接している位置をトナー２の減少やトナー袋100の揺動運動によって変化させる。このためには、引っ張りコイルバネ203，204の作用方向をカートリッジＢの長手方向に対して傾斜した方向とすることで可能となる。

よって、図22及び図23に示すように引っ張りコイルバネ203，204を配置する。図22に示すように、引っ張りコイルバネ203，204の作用方向をカートリッジＢの長手方向に対して傾斜した方向とした場合、トナー袋100がトナー収納容器21内に収納されると引っ張りコイルバネ203，204は、図23に実線で示す位置まで移動する。

そして、トナー２が減少するに連れて引っ張りコイルバネ203，204がトナー袋100の底面103ｄと当接する位置は、それぞれ図23の破線で示す位置に移動する。

また、シート部材43ａがトナー袋100に作用してトナー袋100を揺動させると、引っ張りコイルバネ203，204がトナー袋100の底面103ｄと当接する位置は、それぞれ図23の一点鎖線で示す位置に移動する。

よって、トナー袋100内のトナー２がほぐれ、より良好にトナー２をトナー室29に排出することが可能となる。

次に、図24を用いて本発明に係るカートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の第５実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、弾性部材となる引っ張りコイルバネ205，206が枠体となるトナー収納容器21の内部にカートリッジＢの長手方向に対して交差する方向で、且つ互いに交差するように複数設けたものである。図24は、引っ張りコイルバネ205，206の固定位置を説明する分解斜視図である。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

以上説明したように本発明によれば、トナー２の排出の際にトナー袋100の振動を妨げないために必要な現像容器23とトナー袋100とのクリアランスを効率良く設けることが可能となる。そのため、現像ユニット20を大型化することなく、可撓性のあるトナー袋100内のトナー２を良好に排出し、残トナー量を少なくすることが出来る。

尚、前記各実施形態では、画像形成装置Ａ本体に着脱可能なカートリッジＢの一例としてプロセスカートリッジを採用した場合の一例について説明した。

そして、プロセスカートリッジにはトナー袋100を有する。更に、静電潜像が形成される感光ドラム62を有する。更に、トナー袋100内のトナー２を感光ドラム62の表面に供給する現像ローラ32とを有する構成とした。

そして、画像形成装置ＡにプロセスカートリッジからなるカートリッジＢが着脱可能に構成され、シート材Ｐに画像を形成する構成とした。

他に、画像形成装置Ａ本体に着脱可能なカートリッジの一例として現像カートリッジを採用しても良い。

そして、現像カートリッジにはトナー袋100と、該トナー袋100内のトナー２を静電潜像が形成される感光ドラム62の表面に供給する現像ローラ32とを有する構成とする。

そして、画像形成装置Ａに現像カートリッジが着脱可能に構成され、シート材Ｐに画像を形成する構成としても良い。

尚、前記各本実施形態に記載されている構成部品の機能、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

Ａ …画像形成装置
Ｂ …カートリッジ(プロセスカートリッジ)
２ …トナー(現像剤）
21 …トナー収納容器（枠体）
40，40ａ〜40ｄ …引っ張りコイルバネ(弾性部材)
100 …トナー袋(現像剤袋)
103ａ …トナー排出穴（開口）

Claims (16)

1. 画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、
   枠体と、
   開口を有し、前記枠体内部に配置され現像剤を内包する可撓性の現像剤袋と、
   前記現像剤袋に作用して前記開口から現像剤を排出する弾性部材と、
   を有し、
   前記弾性部材は前記現像剤袋と接することで自由状態から伸長され、前記伸長によって蓄積された弾性エネルギーが前記現像剤袋に作用して現像剤が前記開口から排出されることを特徴とするカートリッジ。
2. 前記弾性部材に周期的に作用する作用部材を有することを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記カートリッジの長手方向中央部において前記弾性部材が前記現像剤袋を押す力の方が、前記カートリッジの長手方向端部において前記弾性部材が前記現像剤袋を押す力よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカートリッジ。
4. 前記弾性部材は前記現像剤袋の前記開口側が下方となるように該現像剤袋の底面を水平面に対して所定の角度傾斜させて支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
5. 前記現像剤袋は上部が前記枠体に支持されて揺動可能とされ、
   前記作用部材が前記現像剤袋に周期的に接触することで前記弾性部材に周期的に作用することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のカートリッジ。
6. 前記現像剤袋の前記開口と対向する位置の後面部において、現像剤を内包する空間側に突出し得る折り目を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
7. 前記作用部材は、前記カートリッジ内の現像剤を搬送する搬送部材を兼ねることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載のカートリッジ。
8. 前記弾性部材は、前記現像剤袋に作用する方向が、前記カートリッジの長手方向に対して所定の角度傾斜した方向となるように設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のカートリッジ。
9. 前記弾性部材は、前記枠体内部に前記カートリッジの長手方向に対して交差する方向に複数設けられたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
10. 前記弾性部材は、前記枠体内部に前記カートリッジの長手方向に対して交差する方向で且つ互いに所定の角度傾斜した方向となるように複数設けられたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
11. 前記弾性部材は、前記枠体内部に前記カートリッジの長手方向に対して交差する方向で且つ互いに交差するように複数設けられたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
12. 前記弾性部材は、前記枠体内部に前記カートリッジの長手方向に対して略平行に複数設けられたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
13. 前記弾性部材は、前記枠体内部に前記カートリッジの長手方向に対して略平行で且つ互いに異なる高さ位置に複数設けられたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のカートリッジと、
    現像剤を静電潜像が形成される像担持体の表面に供給する現像剤担持体と、
    を有することを特徴とする現像カートリッジ。
15. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のカートリッジと、
    静電潜像が形成される像担持体と、
    現像剤を前記像担持体の表面に供給する現像剤担持体と、
    を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
16. 請求項１４に記載の現像カートリッジまたは請求項１５に記載のプロセスカートリッジが着脱可能に構成され、シート材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

Images