JP2015129782A - 現像剤収納容器、現像剤収納ユニット、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、可撓性容器を用いた現像剤収納容器において、現像剤充填後の封止工程による変質および機能損失を起こしている可能性のある現像剤の現像剤収納部への混入を低減することである。
【解決手段】現像剤を排出するための開口を備えた可撓性容器と、前記開口を封止した状態で前記可撓性容器に取り付けられ、前記開口を封止するための接合部を有する封止部材と、を備え、前記可撓性容器は、現像剤を収納するための収納部と前記収納部に現像剤を充填するための導入部を有し、さらに前記現像剤を充填後に前記導入部を封止する充填封止部と前記収納部の間において現像剤の移動を制限する移動制限部を有する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、現像剤を収納する現像剤収納容器、これを備える現像剤収納ユニット、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。

ここで画像形成装置とは、例えば電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置等が含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、少なくとも像担持体、現像剤担持体、及び現像剤収納ユニットを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置に対して着脱可能とするもの、または画像形成装置に対して括り付けられたものである。

また、現像剤収納容器及び現像剤収納ユニットは、前記画像形成装置または前記プロセスカートリッジに収納されるものである。現像剤収納容器及び現像剤収納ユニットは、少なくとも現像剤を収納するための可撓性容器を備えている。

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では、図１２に示すように、現像剤（トナー、キャリア等）を収納する現像剤収納枠体３１に設けた開口を封止部材で封止している。そして、使用時に封止部材であるトナーシール３２の接合部３３を引き剥がすことで開口を開封する方式（特許文献１）が広く採用されている。

また特許文献１には、現像剤の供給の操作性向上、カートリッジ製造時の現像剤の充填工程でカートリッジ機内への現像剤飛散防止による現像剤供給装置のコストダウンを目的として、変形可能な現像剤収納部材に現像剤を収納する構成が記載されている。

特開平４−６６９８０号公報

しかしながら、上記従来例では、変形可能な現像剤収納部材に現像剤を充填（収納）した後、その現像剤を充填するための開口を封止しなければならない。この場合、現像剤充填用の開口を封止する加熱方式や接着方式などによる封止工程によって、その封止部近傍の現像剤が変質して機能性を損なってしまう可能性がある。さらに前述のように変質して機能性を損なってしまった現像剤が現像剤収納部材に混入されてしまうと現像プロセスが正常に行われずに画像不良となってしまうおそれがある。

そこで本発明の目的は、可撓性容器を用いた現像剤収納容器において、現像剤充填後の封止工程による変質および機能損失を起こしている可能性のある現像剤の現像剤収納部への混入を低減することである。

上記目的を達成するため、本発明は、現像剤を排出するための開口を備えた可撓性容器と、前記開口を封止した状態で前記可撓性容器に取り付けられ、前記開口を封止するための接合部を有する封止部材と、を備え、前記可撓性容器は、現像剤を収納するための収納部と前記収納部に現像剤を充填するための導入部を有し、さらに前記現像剤を充填後に前記導入部を封止する充填封止部と前記収納部の間において現像剤の移動を制限する移動制限部を有することを特徴とする。

本発明によれば、可撓性容器を用いた現像剤収納容器において、現像剤充填後の封止工程により機能損失を起こしている可能性のある現像剤が収納部に混入するのを低減することができる。これにより、この現像剤収納容器を用いても、安定した現像プロセスを実現することができる。

本発明の実施例におけるプロセスカートリッジの主断面図である。 本発明の実施例における画像形成装置の主断面図である。 本発明の実施例における開封部材を有した現像剤収納容器の断面からの斜視図である。 本発明の実施例における現像剤収納ユニットの開封前の断面図である。 本発明の実施例における排出部の開封過程の説明断面図である。 本発明の比較例としての現像剤収納容器の説明図である。 本発明の実施例１における現像剤収納容器の説明図である。 本発明の実施例１における現像剤収納容器の説明図である。 本発明の比較例としての現像剤収納容器の説明断面図である。 本発明の実施例１における現像剤収納容器の説明図である。 本発明の実施例２における現像剤収納容器の説明断面図である。 従来例を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本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。

なお、以下の説明で、現像剤収納容器は、少なくとも、可撓性容器と可撓性容器に設けられた現像剤を排出するための開口を封止する封止部材を備えるものを指す。

現像剤を収納する前の現像剤収納容器を、現像剤を収納する為の現像剤収納容器３７とする。現像剤を収納し封止部材を開封するための開封部材を備えた現像剤収納容器を、開封部材を有した現像剤収納容器３０とする。現像剤を収納し、封止部材を開封するための開封部材を備えていない現像剤収納容器を、現像剤を収納した現像剤収納容器２６とする。

なお、簡略化のため、現像剤収納容器３７、現像剤収納容器３０、現像剤収納容器２６と符号を分けて説明をする。

現像剤収納ユニットは、少なくとも現像剤収納容器と現像剤収納容器を収納する枠体を備えるものである。

〔実施例１〕
図１に本発明を適用できる現像剤収納容器を備えた現像剤収納ユニットを有するプロセスカートリッジの主断面図、図２に本発明を適用できる画像形成装置の主断面図を図示する。

＜プロセスカートリッジの構成概要＞
プロセスカートリッジは、像担持体と、像担持体に作用するプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば像担持体の表面を帯電させる帯電手段、像担持体に像を形成する現像装置、像担持体表面に残留した現像剤（トナー、キャリア等を含む）を除去するためのクリーニング手段がある。

本実施例のプロセスカートリッジＡは、図１に示すように像担持体である感光体ドラム１１の周囲に帯電手段である帯電ローラ１２、そしてクリーニング手段として弾性を有するクリーニングブレード１４を有するクリーナーユニット２４を備えている。また、プロセスカートリッジＡは、第一の枠体１７と、第二の枠体１８を有する現像装置３８を備えている。

プロセスカートリッジＡは、クリーナーユニット２４と現像装置３８とを一体とし、図２に示すように画像形成装置本体Ｂに対して、着脱可能に構成されている。現像装置３８は、現像手段である現像ローラ１３と現像ブレード１５、現像剤供給ローラ２３、現像剤を収納する現像剤を収納した現像剤収納容器２６を備える。現像ローラ１３と、現像ブレード１５は、第一の枠体１７に支持されている。

＜画像形成装置の構成概要＞
このプロセスカートリッジＡは図２に示すような画像形成装置本体Ｂに装着されて画像形成に用いられる。画像形成は装置下部に装着されたシートカセット６から搬送手段を構成する搬送ローラ７によって記録媒体としてのシートＳを搬送し、このシート搬送と同期して、感光体ドラム１１に露光装置８から選択的な露光をして潜像を形成する。

現像剤は、スポンジ状の現像剤供給ローラ２３によって現像ローラ１３（現像剤担持体）に供給され、現像ブレード１５により現像ローラ１３表面に薄層担持される。現像ローラ１３に現像バイアスを印加する事によって、潜像に応じて現像剤を供給し現像剤像に現像する。

この像を転写ローラ９へのバイアス電圧印加によって搬送されるシートＳに転写する。シートＳは定着装置１０へ搬送され画像定着し、排出ローラ１によって装置上部の排出部３に排出される。

＜現像剤収納ユニットの構成概要＞
次に現像剤収納ユニット２５の構成について図３、図４、図５を用いて述べる。ここで図３は開封部材を有した現像剤収納容器３０の断面からの斜視図、図４は現像装置３８の断面図、図５は可撓性容器である現像剤収納容器２６の現像剤を排出する排出部３５近傍の詳細断面図である。なお、断面図は、開封部材２０と、開口３５ａと、固定部１６ｄを通る平面である。また、断面図は、開封部材２０の回転軸に垂直な平面である。

（現像剤収納ユニット）
現像剤収納ユニット２５は、図４に示すように、開封部材を有した現像剤収納容器３０、現像ローラ１３、現像ブレード１５と、これらを支持する第一の枠体１７と第二の枠体１８から構成される。第一の枠体と第二の枠体を合わせたものが現像剤収納容器３０を収納する枠体である。

なお本実施例では現像剤収納ユニット２５は現像装置３８と同じである。これは現像剤収納ユニット２５が現像ローラ１３、現像ブレード１５を有しているからである。しかし現像剤収納ユニット２５と別枠体で現像ローラ１３と現像ブレード１５を支持し、現像剤収納ユニット２５と分離してもよい。この場合、現像装置３８は現像剤収納ユニット２５と現像ローラ１３、現像ブレード１５で構成されたものとなる（不図示）。

（開封部材を有した現像剤収納容器）
開封部材を有した現像剤収納容器３０は、図３、図４、図５に示すように、開封部材２０と現像剤収納容器２６から構成される。開封部材２０は封止部材１９と係合する係合部２０ｂを有しており、現像剤収納容器２６の被係合部１９ｂと係合部２０ｂを係合することにより開封部材を有した現像剤収納容器３０となる。

（現像剤を収納するための現像剤収納容器）
図６（ａ）に示すように、現像剤を収納するための現像剤収納容器３７は、現像剤を排出するための複数の開口３５ａを備えた現像剤収納部材３４と、複数の開口３５ａを封止した状態で現像剤収納部材３４に取り付けられる封止部材１９から構成される。

封止部材１９は、複数の開口３５ａが設けられた排出部３５の周囲を接合部２２で連続して取り囲み開封可能に接合し現像剤収納部材３４に収納する現像剤を封止している。封止部材１９は、開封部材２０の回転により移動されることによって開口３５ａを露出する。

そして、現像剤を収納するための現像剤収納容器３７の現像剤収納部材３４は、現像剤を収納するための収納部４３（図８（ｂ）参照）と、前記収納部４３に現像剤を充填するための導入部としての注入口３９を有している。前記複数の開口３５ａは、前記現像剤収納部材３４（収納部４３）の長手方向にわたって設けられている。

ここで現像剤を収納するための現像剤収納容器３７はまだ現像剤を充填しておらず、現像剤を充填するための注入口３９が開口した状態である。この注入口３９は、収納部４３の長手方向の一方の端部側にある。

（現像剤を収納した現像剤収納容器）
図６（ｂ）に示すように現像剤収納容器２６は、現像剤と、現像剤収納部材３４と、封止部材１９から構成される。ここで現像剤は粉体である。現像剤収納容器２６の現像剤収納部材３４は、現像剤を排出する複数の開口３５ａを封止部材１９で封止し、現像剤を充填するための注入口３９を封止した接合部３９ａを有している。

接合部３９ａは、注入口３９から現像剤を充填した後に、注入口３９を封止するために注入口３９に設けた充填封止部である。このように現像剤を収納した現像剤収納容器２６の開口３５ａ、注入口３９は、それぞれ封止部材１９、接合部３９ａによって封止されているため、収納した現像剤を外に漏れず一つのユニットとして扱うことが可能である。また封止部材１９には開封部材２０に係合する被係合部１９ｂである穴が設けられており、開封部材２０に係合可能となっている。

＜現像剤収納部材の構成＞
図３、図４に示すように現像剤収納部材３４は、シート状の素材を真空成形、圧空成形、プレス成形等により形つくったものを使用したものである。現像剤収納部材３４は内部に現像剤を収納しており、可撓性を有する可撓性容器であり、収納した現像剤を排出するために排出部３５に複数の開口３５ａを備えている。

また可撓性容器である現像剤収納部材３４は、現像剤を収納するための収納部４３（図８（ｂ）参照）と前記収納部４３に現像剤を充填するための注入口３９を有している。さらに現像剤収納部材３４は、前記現像剤を充填後に前記注入口３９を封止する接合部３９ａと、前記収納部４３の間において現像剤の移動を制限する移動制限部４０を有している。

また現像剤収納部材３４は第一の枠体１７、第二の枠体１８枠体に固定されている現像剤袋固定部（被固定部）１６ｄを有している。

（充填と現像剤収納容器）
ここで現像剤を収納するための現像剤収納容器３７と現像剤を収納した現像剤収納容器２６の関係について述べる。

まず図６（ａ）に示すように、現像剤を収納するための現像剤収納容器３７には、現像剤が充填されておらず、現像剤を充填するための注入口３９が開口した状態である。

次に、前述の如く開口した状態の注入口３９から現像剤収納容器３７に現像剤を充填する。また現像剤収納容器３７の可撓性により、注入口３９は充填装置に合わせて変形可能であり、現像剤の飛散なく充填が容易になる。

なお、現像剤の充填に際しては、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かまわない。

次に、現像剤収納容器３７に現像剤を充填した後、注入口３９を接合し封止する。注入口３９を封止する接合部３９ａは、本実施例では超音波で接合することにより形成しているが、他に熱やレーザーなどで接合してもよい。

そして図６（ｂ）に示すように注入口３９を封止する接合部３９ａの接合が完了すると、現像剤が封入され収納された現像剤収納容器２６となる。

なお現像剤を充填するための注入口３９の位置や大きさは、現像剤の充填装置やプロセスカートリッジＡの形状等に合わせて適宜配置すればよい。

＜現像剤の移動を制限する移動制限部＞
図６及び図８を用いて、本実施例の現像剤収納容器が有する移動制限部について説明する。図６（ｂ）に示すように、本実施例の現像剤収納容器２６は、接合部３９ａと収納部４３（図８（ｂ）参照）の間において現像剤の移動を制限する移動制限部４０を有している。移動制限部４０は、図６（ａ）に示すように、現像剤を充填する前の開口した状態の現像剤収納容器３７に設けられており、現像剤の充填後に形成される接合部３９ａと収納部４３の間に構成されるものである。この移動制限部４０は、複数の開口３５ａを有する収納部４３の長手方向の一方の端部側の注入口３９に設けられている。

＜注入口の接合部と突出部について＞
図８を用いて、本実施例の移動制限部４０の形態について説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本実施例の移動制限部４０は、前記接合部３９ａと前記収納部４３の間において前記現像剤収納部材３４の対向する面３４ａ，３４ｂのうちの一方の面側から他方の面側に向けて突出する突出部４０ａを形成している。そして、前記一方の面３４ａに形成した突出部４０ａが、前記注入口３９を接合して封止することで、前記他方の面３４ｂに圧接している。

なお、移動制限部４０としての突出部４０ａは、現像剤収納部材３４の成形工程と同時にシート状の素材を真空成形、圧空成形、プレス成形等により形つくられるが、同時ではなくヒートプレスの様な別の成形工程によるものでもよい。

図８（ｂ）に示すように、突出部４０ａは注入口３９の接合部３９ａと現像剤収納部４３の間に構成されるものである。なお、ここで、現像剤収納部材３４をなす収納部４３は、図中一点鎖線で示す範囲であり、この収納部４３に至るまでの現像剤経路を含めた範囲を前記収納部４３に現像剤を充填するための導入部としての注入口３９とする。

現像剤を注入口３９より充填する際、注入口３９から現像剤収納部４３にかけて現像剤が付着するが、加熱方式や接着方式などによる注入口３９の封止工程（接合部３９ａを形成する工程）によって現像剤が変質して機能性を損なう可能性がある。変質の可能性がある現像剤４２は、封止工程の悪影響が及ぶ範囲の前記注入口３９の接合部３９ａの近傍に存在する。

ここで、図７及び図９を用いて、前述の移動制御部を持たない構成を、比較例として説明する。図７及び図９に示すように、移動制御部としての突出部４０ａを有していない現像剤収納部材の場合、注入口３９の接合部３９ａの近傍に存在する、変質の可能性がある現像剤４２は、現像剤収納部４３への移動と拡散を引き起こしてしまう。

これに対し、本実施例では、前述したように、移動制御部としての突出部４０ａを有する現像剤収納部材３４であり、図８（ｂ）に示すように、前記一方の面３４ａに形成した突出部４０ａが現像剤収納部材３４の対面部である他方の面３４ｂに圧接している。これにより、前記現像剤４２の現像剤収納部４３への移動と拡散は防止することができ、安定した現像プロセスを実現することができる。

なお、突出部４０ａの範囲は現像剤収納部４３への移動を起こしうる範囲をカバーするものでよい。しかし、前記突出部４０ａを形成する工程上の制約や注入口３９の封止工程上の制約によって、図１０（ａ）（ｂ）や図１０（ｃ）（ｄ）に示すような形状をとる場合もある。

図１０（ａ）及び図１０（ｃ）に示すように、前記接合部３９ａは、前記注入口３９において現像剤収納部材３４の対向する面３４ａ，３４ｂ（図８（ｂ）参照）を接合して封止している。図１０（ｂ）及び図１０（ｄ）に示すように、前記突出部４０ａは、前記接合部３９ａによる接合領域にわたって設けられている。これにより、突出部４０ａの範囲は、注入口３９の封止後に接合部３９ａの周囲にあるトナーが、現像剤収納部４３への移動を起こしうる範囲をカバーすることができる。

〔実施例２〕
図１１を用いて、本実施例の現像剤収納容器について説明する。ここでは、本実施例の現像剤収納容器における移動制限部の構成について説明する。なお、移動制限部の構成を除く、その他の構成は、前述した実施例と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、同等の機能を有する部材については同一符号を付して説明を省略する。

前述した実施例１では現像剤収納部材３４の対向する面のうちの一方の面に１つの突出部を設けた構成を例示したが、実施例２では図１１に示すように現像剤収納部材３４の対向する両方の面に複数の凹部と凸部を設けている。

図１１に示すように、本実施例の移動制限部は、接合部３９ａと収納部４３の間において現像剤収納部材３４の対向する両方の面３４ａ，３４ｂにそれぞれ凹部４０ｂ１，凸部４０ｂ２と、凹部３４ｃ１と凸部３４ｃ２を形成している。そして、一方の面３４ａの凹凸部４０ｂ１，４０ｂ２と、他方の面３４ｂにおいて相対する凹凸部３４ｃ１，３４ｃ２が互いに入れ子になる構造にしている。すなわち、一方の面３４ａに形成した凹部４０ｂ１と凸部４０ｂ２が、他方の面３４ｂに形成した凸部３４ｃ２と凹部３４ｃ１に相互に噛み合う構造にしている。

これにより、注入口３９の接合部３９ａの近傍に存在する、変質の可能性がある現像剤４２の移動制限の回数と距離を増やすことができ、現像剤収納部４３への移動と拡散をより確実に防止することができ、安定した現像プロセスを実現することができる。

〔他の実施例〕
前述した実施形態では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかしながら、プロセスカートリッジは、これに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。

また前述した実施形態では、感光体ドラムを含むプロセスカートリッジが画像形成装置本体に対して着脱自在な構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、各構成部材がそれぞれ組み込まれた画像形成装置、或いは各構成部材がそれぞれ着脱可能に装着された画像形成装置であっても良い。

また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

Ａ …プロセスカートリッジ
Ｂ …画像形成装置本体
Ｓ …シート
１１ …感光体ドラム
１３ …現像ローラ
１５ …現像ブレード
１７ …第一の枠体
１８ …第二の枠体
１９ …封止部材
２０ …開封部材
２３ …現像剤供給ローラ
２４ …クリーナーユニット
２５ …現像剤収納ユニット
２６，３０，３７ …現像剤収納容器
３４ …現像剤収納部材
３４ａ，３４ｂ …面
３４ｃ１ …凹部
３４ｃ２ …凸部
３５ａ …開口部
３８ …現像装置
３９ …注入口
３９ａ …接合部
４０ …移動制限部
４０ａ …突出部
４０ｂ１ …凹部
４０ｂ２ …凸部
４２ …現像剤
４３ …収納部

Claims (10)

1. 現像剤を排出するための開口を備えた可撓性容器と、
   前記開口を封止した状態で前記可撓性容器に取り付けられ、前記開口を封止するための接合部を有する封止部材と、を備え、
   前記可撓性容器は、現像剤を収納するための収納部と前記収納部に現像剤を充填するための導入部を有し、さらに前記現像剤を充填後に前記導入部を封止する充填封止部と前記収納部の間において現像剤の移動を制限する移動制限部を有することを特徴とする現像剤収納容器。
2. 前記移動制限部は、前記可撓性容器の対向する面のうちの一方の面側から他方の面側に向けて突出する突出部を有し、前記一方の面に形成した突出部が前記他方の面と圧接していることを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
3. 前記移動制限部は、前記可撓性容器の対向する両方の面に凹部と凸部を形成し、一方の面に形成した凹部と凸部が他方の面に形成した凸部と凹部に相互に噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
4. 前記移動制限部は、前記可撓性容器の長手方向の一方の端部側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の現像剤収納容器。
5. 前記開口は、前記可撓性容器の前記収納部に設けられ、
   前記移動制限部は、前記可撓性容器の前記導入部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像剤収納容器。
6. 前記移動制限部は、前記収納部の長手方向の一方の端部側の前記導入部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の現像剤収納容器。
7. 前記充填封止部は、前記導入部において前記可撓性容器の対向する面を接合して封止し、
   前記移動制限部は、前記導入部における前記充填封止部の接合領域にわたって設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の現像剤収納容器。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器を収納する枠体であって、前記現像剤収納容器から排出される現像剤を収納するための枠体と、を備えることを特徴とする現像剤収納ユニット。
9. 画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像剤を用いて現像するための現像剤担持体と、請求項８に記載された現像剤収納ユニットと、を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 記録媒体を搬送する搬送手段と、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像剤を用いて現像するための現像剤担持体と、請求項８に記載された現像剤収納ユニットと、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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