JP2016186579A - 現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の収容部の開口を封止部材で封止する現像剤容器において、より高密度な現像剤の充填を可能にする技術を提供する。
【解決手段】開口１８ｃと、収容部１８の内部と外部との間を通気する通気部３５と、現像剤を収容部に充填するための充填口３７ａと、を有する収容部１８と、回転可能に設けられた開封部材３１と、開口１８ｃを封止するように収容部１８に貼り付けられる封止部と、開封部材３１の回転により封止部が収容部１８から剥がれるように開封部材３１に固定される被固定部とを有する封止部材３３と、を備え、収容部１８は、開封部材３１の回転軸に垂直な断面において、封止部が収容部１８に貼り付けられた状態における封止部材３３と、回転軸と通気部３５とを最短距離で結ぶ仮想線分Ｌと、によって区切られる収容部１８における２つの領域のうち、面積の大きい方の領域Ｐ２に、充填口３７ａが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて現像剤を収容する現像剤容器に関するものである。

従来、画像形成装置においては、感光体ドラム及び感光体ドラムに作用するプロセス手段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の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。プロセスカートリッジ方式によれば、ユーザビリティに優れた画像形成装置を提供することができる。このようなプロセスカートリッジには、感光体ドラムを有するクリーニングユニット、現像手段を有する現像ユニット、トナー（現像剤）を供給するトナーユニットなどのユニットを持つ構成が知られている。こうしたカートリッジにおいて、トナー収容枠体（現像剤容器）のトナー収容部とトナー供給室を連通するトナー供給開口部にトナーシールを固定し、回転部材の回転によりトナーシール（封止部材）を開封する構成が提案されている（特許文献１参照）。これによって、カートリッジの物流時の振動や衝撃によって生じうるトナー漏れを防止できる。また、使用時にユーザがトナーシールを開封する操作が必要ないため、ユーザビリティが向上する。

特開平５−１９７２８８号公報

このようなカートリッジにおいては、収容するトナー容量を大容量化し印刷可能枚数を多くして、カートリッジ交換頻度を少なくすることが求められている。一方で、画像形成装置本体およびプロセスカートリッジのさらなる小型化が求められている。すなわち、小型で限られたスペースに、より多くのトナーを充填することが、装置の小型化を図るうえでの課題となる。

本発明の目的は、現像剤の収容部の開口を封止部材で封止する現像剤容器において、より高密度な現像剤の充填を可能にする技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の現像剤容器は、
開口と、収容部の内部と外部との間を通気する通気部と、現像剤を収容部に充填するための充填口と、を有する収容部と、
回転可能に設けられた開封部材と、
前記開口を封止するように前記収容部に貼り付けられる封止部と、前記開封部材の回転により前記封止部が前記収容部から剥がれるように前記開封部材に固定される被固定部とを有する封止部材と、
前記収容部は、前記開封部材の回転軸に垂直な断面において、前記封止部が前記収容部に貼り付けられた状態における前記封止部材と、前記回転軸と前記通気部とを最短距離で結ぶ仮想線分と、によって区切られる前記収容部における２つの領域のうち、面積の大きい方の領域に、前記充填口が設けられていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
上記現像剤容器と、
前記開口を介して現像剤が供給される現像剤担持体と、
を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明のプロセスカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
上記現像剤容器、上記現像装置のうちの少なくとも１つと、
現像剤によって現像される静電像を担持する像担持体と、
を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
現像剤により記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
装置本体に対して、上記現像剤容器、上記現像装置、上記プロセスカートリッジ、のうちの少なくとも１つが着脱可能に構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の収容部の開口を封止部材で封止する現像剤容器において、より高密度な現像剤の充填が可能となる。

本発明の実施例１に係る現像剤容器の収容部（現像枠体）の構成説明図 本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図 本発明の実施例に係るプロセスカートリッジの概略断面図 本発明の実施例に係る現像装置の概略断面図 現像枠体へのトナーシールの取り付け方法を説明する斜視図 本発明の実施例に係る現像装置の概略断面図 現像剤容器のトナー充填工程の説明図 本発明の実施例２に係る現像剤容器の収容部（現像枠体）の構成説明図 本発明の実施例３に係る現像剤容器の収容部（現像枠体）の構成説明図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の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、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。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
［電子写真画像形成装置］
図２を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の一実施例の全体構成について説明する。図２は、本発明の実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。ここで、電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」ともいう）とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材（記録媒体）に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、複写機、プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機（マルチファンクションプリンタ）などが含まれる。電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いたプリンタ等の画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光体」ともいう）を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体を選択的に露光することによって、感光体上に静電像を形成する。次いで、感光体上に形成された静電像を、現像剤としてのトナーでトナー像として顕像化する。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。即ち、本実施例では、画像形成装置１００は、４個の像担持体としての感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を有する。感光体ドラム１は、図示矢印Ａ方向に回転する。感光体ドラム１の周囲には帯電ローラ２及びスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。

ここで、帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電手段である。そして、スキャナユニット３は、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段である。又、感光体ドラム１の周囲には、現像装置（以下、現像ユニット）４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）及びクリーニング手段としてのクリーニングブレード６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）が配置されている。更に、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。

また、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーＴ（ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫ）を用いる。本実施例では、現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラ１７を感光体ドラム１に対して接触させて接触現像を行うものである。また、本実施例では、感光体ドラム１と、帯電ローラ２、および、クリーニングブレード６と、除去現像剤収容部（以下廃トナー収容部と称す）１４ａ（１４ａＹ、１４ａＭ、１４ａＣ、１４ａＫ）を有する、感光体ユニット１３を形成している。感光体ドラム１上に残留している転写残トナー（廃トナー）は、クリーニングブレード６によって感光体ドラム１上から除去され、廃トナー収容部１４ａに収容される。

さらに、本実施例では、現像ユニット４および感光体ユニット１３を、一体的にカートリッジ化して、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置１００に設けられた不図示の装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００（装置本体）に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有している。各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（ＴＹ）、マゼンタ（ＴＭ）、シアン（ＴＣ）、ブラック（ＴＫ）の各色のトナーＴ（ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫ）が収容されている。

中間転写ベルト５は、全ての感光体ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向に回転する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材（駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３）に掛け渡されている。中間転写ベルト５の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）が並設されている。又、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。

［画像形成プロセス］
画像形成時には、先ず、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザー光によって、帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像ユニット４によってトナー像（現像剤像）として現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。その後、中間転写ベルト５の移動と同期して記録材１２が二次転写部へと搬送される。そして、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、中間転写ベルト５上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０において記録材１２に熱及び圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。

一次転写工程後に感光体ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニングブレード６によって除去される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって除去される。除去された転写残トナー（廃トナー）は、画像形成装置１００の廃トナーボックス（不図示）に排出される。本実施例に係る画像形成装置１００は、所望の単独又はいくつか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるように構成されている。

［プロセスカートリッジ］
図３を参照して、本実施例に係る画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。図３は、本実施例に係るプロセスカートリッジ７の概略断面図である。

現像ユニット４は、現像ユニット４内の各種要素を支持する現像枠体１８を有する。現像ユニット４には、感光体ドラム１と接触して図示矢印Ｄ方向（反時計方向）に回転する現像剤担持体としての現像ローラ１７が設けられている。現像ローラ１７は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部において、軸受を介して回転可能に現像枠体１８に支持されている。

また、現像ユニット４は、現像剤収納室（以下、トナー収納室）１８ａと、現像ローラ１７が配設された現像室１８ｂと、を有する。現像室１８ｂには、現像ローラ１７に接触して矢印Ｅ方向に回転する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７のトナー層を規制するための現像剤規制部材としての現像ブレード２１が配置されている。また、トナー収納室１８ａには、収容されたトナーＴを撹拌するとともにトナー供給ローラ２０へトナーを搬送するための撹拌部材２３（開封部材）が設けられている。

現像ユニット４は、クリーニング枠体１４に固定支持された嵌合軸（不図示）を中心にして、感光体ユニット１３に対して回動自在に結合されている。また、現像ユニット４は、加圧バネ（引っ張りバネ）（不図示）により付勢されている。そのため、プロセスカートリッジ７の画像形成時においては、現像ユニット４は上記嵌合軸を中心に回転し、感光体ドラム１と現像ローラ１７は当接する。

［感光体ユニット］
感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、軸受部材を介して感光体ドラム１が図３に示す矢印Ａ方向に、回転可能に取り付けられている。また、クリーニング枠体１４には、帯電ローラ軸受１５が、帯電ローラ２の回転中心と感光体ドラム１の回転中心とを通る線に沿って、取り付けられている。ここで、帯電ローラ軸受１５は、図３に示す矢印Ｃ方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ２は、帯電ローラ軸受１５に回転可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ軸受１５は、付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ１６により感光体ドラム１に向かって付勢される。

また、クリーニングブレード６は、一次転写後に感光体ドラム１の表面に残った転写残トナー（廃トナー）を除去するための弾性部材６ａと、弾性部材を支持するための支持部材６ｂとが一体に形成されている。クリーニングブレード６によって感光体ドラム１の表面から除去された廃トナーは、クリーニングブレード６とクリーニング枠体１４により形成される空間を重力方向に落下し、廃トナー収容部１４ａ内に収容される。

［現像ユニット］
図４、図５を参照して、現像ユニット４の詳細な構成について説明する。図４は、新品状態（トナーシールが開封される前の状態）における現像ユニット４の断面図である。図５（ａ）、図５（ｂ）は、トナーシール３３の現像枠体１８への取り付けを説明する現像ユニット４の部分断面斜視図である。

＜撹拌部材、トナーシール＞
次に、現像ユニット４内の撹拌部材２３およびトナーシール３３について説明する。図４に示すように、撹拌部材２３は、撹拌軸３１、撹拌シート３２、トナーシール３３によって構成される。撹拌軸３１は、トナー収納室１８ａの内部で長手方向に延在し、現像枠体１８に回転可能に支持される。撹拌軸３１は、現像枠体１８の外部の撹拌ギア３４と連結している（図１（ａ）参照）。画像形成装置本体のモータから、装置本体内のギア列および現像ユニット内のギア列（不図示）を通じて、駆動力が撹拌ギアへ伝えられることで、撹拌部材２３を動作させる。

撹拌シート３２は、弾性を有する長方形のシートであり、短手方向の一端が撹拌軸３１に固定されている。撹拌シート３２の材質は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＰＳといった材質のものを使用する。製造時および出荷時において、撹拌シート３２は図４に示す位相に配置される。トナー収納室１８ａのなかで、撹拌軸３１の回転中心からの距離が最も大きくなる位相であり、撹拌シート３２が屈曲せずに配置できる。撹拌シート３２が屈曲して撹拌軸３１が反発力を受けることがないため組み立てが容易であり、また、撹拌シート３２が屈曲した状態で長期間保管されて使用前に撹拌シート３２がクリープ変形することを防ぐことができる。なお新品状態での撹拌シート３２の位相はこれに限定されるものではない。

トナーシール３３（封止部材）は、カートリッジの製造および出荷時にトナー排出口１８ｃ（開口）を封止してトナー収納室１８ａからトナーが漏れ出すのを防止するものである。本実施例のトナーシール３３は、長方形のシート状のもので、現像枠体１８と撹拌軸３１との間に渡って配置される。トナー収納室１８ａと現像室１８ｂとは、トナー排出口１８ｃを通じて連通している。

図５（ａ）に示すように、トナー排出口１８ｃは、現像枠体１８の長手方向にわたって開口している。トナーシール３３が、図５（ｂ）に示すようにトナー収納室１８ａの内側からトナー排出口１８ｃを覆って現像枠体１８に固定される（貼り付けられる）ことで、トナー排出口１８ｃを封止する。トナーシール３３においてトナー排出口１８ｃを塞ぐ部分（封止部）は、長方形のトナー排出口１８ｃの外側で互いにつながった第１固定部３３ａ、第２固定部３３ｂ、第３固定部３３ｃ、第４固定部３３ｄ、によって現像枠体１８に固定される。トナーシール３３のもう一端は、撹拌軸３１に固定される。トナー排出口１８ｃを覆ったトナーシール３３は、図４における上方に延びてから下方へ折り返して撹拌軸３１の方向へ掛け渡される。トナーシール３３は撹拌軸３１付近で再び折り返して、第５固定部３３ｅ（被固定部）で撹拌軸３１に固定される。本実施例において第５固定部３３ｅは、撹拌軸３１の撹拌シート３２取り付け面に対して位相が１８０度異なる面に設ける。

トナーシール３３が現像枠体１８と接する面は、現像枠体１８と相溶性を有する材質とし、現像枠体１８に熱溶着する。トナーシール３３と撹拌軸３１との固定は、熱溶着、接着、カシメ、といった手段を用いる。この際、トナーシール３３と撹拌軸３１との固定強度は、トナーシール３３と現像枠体１８との固定強度よりも強くする。後述するように、開封部材としての撹拌軸３１でトナーシール３３を巻き取ることでトナーシール３３を現像枠体１８から分離させるため、撹拌軸３１とトナーシール３３は、十分な固定強度を持たせておく必要がある。

図６を参照して、トナーシール３３を開封する動作について説明する。図６（ａ）、図６（ｂ）は、新品状態の現像ユニット４が画像形成装置１００内で駆動されて、トナーシール３３が開封される途中の様子を示した現像ユニット４の断面図である。図６（ａ）は、トナーシールが開封される途中の状態、図６（ｂ）は、トナーシールが開封された後の状態をそれぞれ示している。

プロセスカートリッジ７が画像形成装置１００に装着されてプロセスカートリッジ７が駆動されると、現像ユニットギア列（不図示）を通じて撹拌ギア３４へ駆動が伝達され、撹拌ギア３４と接続されている撹拌軸３１が図６（ａ）のＲ方向に回転する。すると、撹拌軸３１がトナーシール３３を巻き取るように動作する。トナーシール３３が撹拌軸３１に巻き取られることで、図６（ａ）のように、トナーシール３３の第１固定部３３ａが現像枠体１８からはがれる。図６（ａ）は、第１固定部３３ａは現像枠体１８から完全に剥離され、第２固定部３３ｂおよび第３固定部３３ｃは一部が剥離され、第４固定部３３ｄはまだ現像枠体１８に固定されている状態を示している。

撹拌軸３１がさらにＲ方向に回転することで、図６（ｂ）に示すようにトナーシール３３は第４固定部３３ｄまですべてが現像枠体から剥離され、撹拌軸３１とともにトナー収納室１８ａ内を回転する。こうしてトナーシール３３が現像枠体１８から分離されることで、トナー排出口１８ｃの封止が解かれて、トナー収納室１８ａと現像室１８ｂが連通する。撹拌軸３１が引き続き回転駆動されることで、撹拌シート３２がトナー排出口１８ｃを通じてトナーを現像室１８ｂへ送り込む。現像室１８ｂに送り込まれたトナーはトナー供給ローラ２０によって現像ローラ１７へ供給される。

このような構成とすることで、カートリッジ使用前にユーザがトナーシールを開封する操作が不要となり、ユーザビリティに優れたカートリッジを提供できる。なお、トナーシール３３の撹拌軸３１への取り付け面は本実施例に記載の構成に限定されるものではない。例えば、撹拌シート３２の９０度後方の面にトナーシール３３を取り付けることもできる。また、撹拌シート３２の取り付け面と同じ面に撹拌シート３２と重ねてトナーシール３３を取り付けてもよいが、その際は、撹拌軸３１の回転方向Ｒにおいて撹拌シート３２が前方、トナーシール３３を後方とする。これによって撹拌シート３２によるトナー搬送を阻害しない。

＜通気孔、通気フィルタ＞
図４、図５を参照して、通気部である通気孔３５と通気フィルタ３６について説明する。現像枠体１８には、現像枠体１８を貫通する通気孔３５と、通気孔３５を覆う通気フィルタ３６が設けられる。通気孔３５と通気フィルタ３６によって、トナー収納室１８ａと外部とで空気の出入りが可能となる。通気孔３５は、現像枠体１８の感光体ユニット１３と対向する面に設けられ、図５（ａ）に示すように複数箇所配置されている。これら複数の通気孔３５は全体として通気部を形成する。

通気フィルタ３６は、図５（ｂ）に示すように、複数の通気孔３５全体を内側から覆っ
て、現像枠体１８に固定されている。通気フィルタ３６には例えば不織布や発泡ウレタンフォームを用いることができる。通気フィルタ３６は、トナーを外部へ漏出させずに空気のみを通すよう、孔径をトナーの粒径よりも小さくしたものを用いる。通気フィルタ３６は、製造工程におけるトナー充填時に、トナーに混ざった空気を外部に抜けやすくするために用いる。また、物流時や使用時に衝撃や変形でトナー収納室１８ａの内圧変化が発生したときに、内圧を適正に調整する役割も果たす。

通気部の面積を大きくしたいときは、本実施例のように通気孔３５を複数設けてそれを一体の通気フィルタ３６で覆うとよい。これにより現像枠体１８の強度を確保しつつ通気部を大きくできる。また、１つ１つの通気孔３５を小型化することによって、落下などで現像ユニット４に衝撃がかかったときに、通気フィルタ３６が大きく変形して破れたり、現像枠体１８からはがれたりすることをおさえることができる。

通気孔３５および通気フィルタ３６は、撹拌部材２３の回転方向Ｒにおいて、トナー排出口１８ｃの下流側に配置している。トナー排出口１８ｃの上流側は、トナー搬送の機能面であり、撹拌シート３１上に載ったトナーをトナー収納室１８ａの内壁面に押しつける力がかかる。通気フィルタ３６が多量のトナーとともに撹拌シート３２の力を受けることで、通気フィルタ３６が損傷や目詰まりするおそれがある。そうした影響が出にくい面に通気フィルタ３６を配置するとよい。

＜トナー充填口、トナー充填方式＞
図７を参照して、プロセスカートリッジ７の製造工程においてトナー収納室１８ａ内にトナーを充填するトナー充填工程について説明する。図７（ａ）は、現像枠体の正面図であり、実施例１におけるトナー注入口３７ａ（充填口）の配置を示すものである。図７（ｂ）、図７（ｃ）は、トナー注入口３７ａの中心を通る切断線（図７（ａ）参照）での断面図であって、図７（ｂ）はトナー収納室１８ａへトナーＴを充填した直後、図７（ｃ）はトナー充填後時間が経った時点でのトナー剤面を模式的に示した図である。

図７（ａ）では、実施例１におけるトナー注入口３７ａを例として示す。トナー注入口３７ａは、撹拌軸３１の軸方向と直交する現像枠体１８の長手一端側の面に配置される。また、撹拌ギア３４がトナー注入口３７ａと同じ側の面に配置されている。トナー充填工程では、撹拌部材２３がトナー収納室１８ａ内に組み付けられ、撹拌ギア３４によって支持された状態でトナー充填を行うため、トナー注入口３７ａは撹拌ギア３４を避けた位置に配置する。

トナー充填工程では、撹拌軸３１の軸方向を鉛直方向としてかつトナー注入口３７ａを上方とした姿勢で、現像枠体１８を保持する。次にトナー充填装置の注入ノズル（不図示）がトナー注入口３７ａへ入り、トナーホッパ（不図示）に貯蔵されたトナーＴが注入ノズルを経由してトナー収納室１８ａへ送り込まれる。

図７（ｂ）は、トナー収納室１８ａにトナーＴが注入された直後（注入が完了した直後）の状態である。注入直後のトナーＴは、トナーＴに空気が多く混じった状態であり、流動性が高く嵩が大きい、すなわち密度が低い状態にある。図７（ｂ）の状態は、トナー収納室１８ａの大部分がトナーＴによって埋められているものの、充填されたトナーＴの重量は少ないままである。また、充填後のトナーＴの剤面Ｔａは、安息角によって図７（ｂ）に示すように山なりとなる。トナー注入口３７ａの直下は剤面Ｔａが高いが、そこから離れるほど剤面Ｔａは低くなっていく。トナー注入口３７ａから離れて剤面Ｔａが低くなる箇所では、現像枠体１８の上面（トナー注入口３７ａ配置面）との間隔が大きくなり、デッドスペースが発生する。

ここからしばらく放置して時間が経つなどして、トナーＴに混ざった空気が抜けた様子を図７（ｃ）に示す。トナー重量は変わらないまま、密度が高くなって嵩が減り、トナー剤面が下がっている。降下した剤面をＴｂとして示す。トナー密度が高くなったことで、図７（ｃ）ではトナー収納室１８ａ内に空きスペース１８ａ１ができている。つまり、トナー密度を高くすることができれば、より多くの重量のトナーをトナー収納室１８ａ内に充填することができる。

そこで、プロセスカートリッジ製造時のトナー充填工程で、通気孔３５および通気フィルタ３６を通じて積極的にトナー収納室１８ａ内の空気を抜くことで、高密度にトナーＴを充填する。トナー収納室１８ａ内のトナーＴから空気を抜く手段として、加振や脱気を行う方法が考えられる。
加振充填方式では、トナー収納室１８ａ内にある程度の量のトナーＴを注入したあと、現像枠体１８を振動させて衝撃を与える。すると通気フィルタ３６を通じて、トナーＴに混じった空気がトナー収納室１８ａから外部に抜けていく。これにより早期にトナーＴの嵩を減らすことができる。それによって空いたスペースに再度トナーＴを注入することで、より多くのトナーＴを充填できる。
脱気充填方式では、トナー充填装置の吸引部（不図示）を現像枠体１８に取り付けて通気孔３５から強制的に空気を吸引し、トナー収納室１８ａ内の空気を抜く。脱気は、前記の加振充填方式と同様にいったん一定量を充填したのちに別工程で行ってもよく、あるいは、トナーＴの注入工程と同時に行うこともできる。トナー注入工程で同時に脱気を行うことで、注入後すぐにトナーＴの嵩を減らすことができ、より短時間で高密度にトナー充填を行うことができる。
いずれの方法も、トナー収納室１８ａ内全体のトナーＴを高密度化できる方法であるが、そのなかでも、通気フィルタ３６の近傍が最も空気が抜けやすくトナーＴが高密度化しやすい。通気フィルタ３６から離れるとトナーＴの密度はやや下がる。

＜トナー注入口の配置＞
図１を参照して、トナー注入口３７ａの配置について説明する。図１（ａ）は、実施例１の現像枠体１８のトナー注入口３７ａが配置された側の面を示す現像枠体１８の平面図である。図１（ｂ）は、実施例１の現像枠体１８の内部を示す現像枠体１８の断面図である。

トナー充填工程における現像枠体１８では、上記のように、トナーシール３３がトナー排出口１８ｃ（現像枠体１８）と撹拌軸３１との間に渡されている。すなわち、トナー収納室１８ａは封止構成としてのトナーシール３３および撹拌軸３１によって長手ほぼ全域で仕切られる。これによりトナー収納室１８ａは、攪拌軸３１の回転方向に見た断面（攪拌軸３１の回転軸に垂直な断面）において、略Ｕ字状となる。このように封止構成によって仕切られていて、通気部を有するトナー収納室１８ａにおいて、高密度にトナー充填するためのトナー注入口３７の好適な配置について以下で説明する。

まず、トナー収納室１８ａ内において、トナー排出口１８ｃが封止された状態における、トナーシール３３および撹拌軸３１からなる封止構成と、通気孔３５とそれを覆う通気フィルタ３６からなる通気部と、の最近接部Ｌ（最短距離）を規定する。本実施例では図１（ｂ）に示すように、通気フィルタ３６と撹拌軸３１とで最近接部Ｌが構成される。最近接部Ｌは、通気フィルタ３６に近く、かつ、トナーがトナー収納室１８ａ内に広がっていくうえでの流路が狭い箇所となる。前記のように通気フィルタ近傍はトナーから空気が抜けやすく、トナーの密度が高くなり流動性が低くなる。また、トナーの流路が狭いとその箇所をトナーが通り抜けづらい。つまり、最近接部Ｌは、トナーがトナー収納室１８ａ全体に行き渡るうえでの障害となる箇所といえる。

次に、最近接部Ｌを境界として、Ｕ字状のトナー収納室１８ａを２つに分割できる。すなわち、攪拌軸３１の回転軸に垂直な断面において、トナー収容室１８ａを、トナー排出口１８ｃを封止した状態におけるトナーシール３３と、攪拌軸３１と通気部とを最短距離で結ぶ仮想線分（最近接部Ｌ）と、によって２つの領域に区切ることができる。あるいは、上記断面において、トナー収容室１８ａを、上記仮想線分（第１仮想線分）と、トナー排出口１８ｃの上端とトナーシール３３の第５固定部３３ｅ（被固定部）とを結ぶ第２仮想線分Ｌ２と、によって２つの領域に区切ることもできる。これら２つの領域のうち容積（図１の断面における面積）が小さいほうを第１トナー収納領域Ｐ１とする。図１（ｂ）の断面図において斜線で示す範囲である。第１トナー収納領域Ｐ１以外の領域を第２トナー収納領域Ｐ２とする。

実施例１のトナー注入口３７ａは、第１トナー収納領域Ｐ１を避け、第２トナー収納領域Ｐ２の領域内に配置している。トナー注入口３７ａは、図１（ｂ）における左右方向の中央付近で、トナー収納室１８ａを仕切るトナーシール３３のほぼ延長線上（トナーシール３３に沿って延ばした仮想線上）に配置している。また。トナー注入口３７ａは、図１（ｂ）に示す位置関係において、攪拌軸３１の回転軸、あるいは通気部（通気孔３５、フィルタ３６）を通る水平線Ｈよりも下方に位置している。

仮に、第１トナー収納領域Ｐ１にトナー注入口を配置したとすると、トナー注入口３７ａから注入されたトナーは、第１トナー収納領域Ｐ１から、トナーが流れにくい最近接部Ｌを通過して、第２トナー収納領域Ｐ２へ広がることになる。そのためトナーがトナー収納室１８ａ全体を埋めるのに時間がかかってしまう。また、注入されたトナーは安息角があるため、トナー注入口３７ａから遠いほど剤面は低くなる。トナー注入口３７ａから現像枠体１８の内壁までの距離が短いほうが、デッドスペースがなくなり有利である。第１トナー収納領域Ｐ１にトナー注入口３７ａを配置すると、トナー注入口３７ａ直下では剤面が高くても、第２トナー収納領域Ｐ２の端部（図１における左上方向）までの距離が遠くなる。そのため、第２トナー収納領域Ｐ２の端部における剤面は低くなる、すなわちデッドスペースが大きくなり高密度化に不利となる。

これに対して、本実施例のように第２トナー収納領域Ｐ２にトナー注入口３７ａを配置することで、トナー充填性が高くできる。トナーが流れにくい最近接部Ｌを通過するトナー量を少なくできるため、トナーがトナー収納室１８ａ全体へ広がりやすくなり、トナー充填を短時間で行うことができる。また、トナー注入口３７ａから第１トナー収納領域Ｐ１および第２トナー収納領域Ｐ２の端部までの距離が短くなることで、トナー注入時のデッドスペースを少なくできる。

上記のように、通気部および封止構成を有する現像枠体１８でのトナー充填工程において、トナー注入口３７を上記の配置とすることで、トナーを短時間で高密度にトナー収納室１８ａ内に充填することができる。したがって、トナーの充填時間を短縮できることで、製造工程の時間短縮を図ることができる。また、より高密度なトナー充填が可能となることで、収容部の容積に対してより多くのトナーを収容可能となり、装置の小型化を図ることができる。

＜実施例２＞
図８を参照して、本発明の実施例２におけるトナー注入口の配置について説明する。図８（ａ）は、実施例２のトナー注入口である第１トナー注入口３７ｂおよび第２トナー注入口３７ｃが配置された現像枠体１８の平面図である。図８（ｂ）は、実施例２の現像枠体１８の内部を示す断面図である。なお、実施例２において実施例１と共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。実施例２において以下で説明しない事項は、実施例１と同様である。

実施例２は、より短時間でトナー充填を行う構成である。トナー充填をより短時間で行うためには、充填装置からトナー収納室１８ａへ注入する単位時間あたりのトナー注入量を増やす必要がある。単位時間あたりの注入量を増やす手段として、トナー注入口を大型化すること、トナー注入口を複数設けること、が考えられる。実施例２では、図８（ａ）に示すようにトナー注入口を２箇所に配置している。第１トナー注入口３７ｂおよび第２トナー注入口３７ｃの配置について以下で説明する。

まず、通気部と封止構成との間の最近接部Ｌを境界としてトナー収納室１８ａを区切って形成される２つの領域のうち、小さいほうの領域を第３トナー収納領域Ｐ３とする（実施例１のトナー収納領域Ｐ１と同様）。次に、通気孔３５の端部３５ａと撹拌軸３１の端部とを通る境界線Ｎ（仮想線）と、トナーシール３３と、容器内壁とで囲まれる領域を第４トナー収納領域Ｐ４とする。図８（ｂ）に斜線部で示す範囲である。第４トナー収納領域Ｐ４は、第３トナー収納領域Ｐ３に対してトナーシール３３を挟んで対向する位置にあたる。第４トナー収納領域Ｐ４は、トナー収納室１８ａ内で、通気孔３５に対して封止構成（撹拌軸３１およびトナーシール３３）の影となる領域である。

また、トナー収納室１８ａのうち、第３トナー収納領域Ｐ３および第４トナー収納領域Ｐ４以外の領域は、第５トナー収納領域Ｐ５とする。以上のように第３〜第５のトナー収納領域Ｐ３〜Ｐ５を規定する。

第４トナー収納領域Ｐ４は、上記領域のなかで通気部から最も通り領域であり、トナーが最も行き渡りにくい領域である。特に脱気充填方式を用いた場合、トナー収納室１８ａ内のトナーは、トナー充填装置の吸引部による吸引力によって通気孔３５方向へ引かれる。そのため、トナー注入口３７に対して通気孔３５へ近づく方向へはトナーが移動しやすいが、通気孔３６から離れる方向へはトナーが移動しにくい。よって通気孔３６から最も離れたトナー収納領域である第４トナー収納領域Ｐ４はトナーが行き渡りにくい領域といえる。

実施例２の２つのトナー注入口のうち、第１トナー注入口３７ｂは第５トナー収納領域Ｐ５内に（第４トナー収納領域Ｐ４と重ならないように）設ける。加えて、第２トナー注入口３７ｃを、少なくとも一部が第４トナー収納領域Ｐ４内となる（部分的に第４トナー収納領域Ｐ４と重なる）ように配置される。第４トナー収納領域Ｐ４に第２トナー注入口３７ｃを設けて、トナーが行き渡りにくい領域に早くトナーを入れるようにする。第２トナー注入口３７ｃから注入されたトナーは第４トナー収納領域Ｐ４を埋め、次に第５トナー収納領域Ｐ５を埋めるように流れていく。それと同時に第１トナー注入口３７ｂへもトナー充填装置からトナーが注入されており、そのトナーは第５トナー収納領域Ｐ５と第３トナー収納領域Ｐ３を満たしていく。第１トナー注入口３７ｂから注入されたトナーは通気フィルタ３６の近傍にあるため、脱気効果によって特にトナーが高密度化する。

このように２つのトナー注入口を設けることで、さらに短時間で高密度にトナー充填を行うことができる。なお、実施例２では、第１トナー注入口３７ｂと第２トナー注入口３７ｃを同じ径としているが、これに限るものではなく、径が異なっていてもよい。たとえばトナー充填をさらに短時間化するためにトナー注入口を大径化する場合、第２トナー注入口３７ｃは撹拌ギア３４やトナー収納室１８ａ内壁と距離が近いため大径化せず、第１トナー注入口３７ｂのみを大径化してもよい。また、トナー注入口の数を３つ以上としてもよい。

＜実施例３＞
図９を参照して、本発明の実施例３におけるトナー注入口の配置について説明する。図
９（ａ）は、実施例３のトナー注入口である第１トナー注入口３７ｄと第２トナー注入口３７ｅが配置された現像枠体１８の平面図である。図９（ｂ）は、実施例３の現像枠体１８の内部を示す断面図である。なお、実施例３において実施例１、２と共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。実施例３において以下で説明しない事項は、実施例１、２と同様である。

実施例３は、トナー注入口を２か所設ける点は実施例２と同様であるが、その配置が異なっている。

トナーシール３３は、トナー充填などのカートリッジ製造工程や物流時に、トナー収納室１８ａから外部にトナーが漏れださないような強度を持って現像枠体１８に固定される。一方で、撹拌軸３１が回転することでトナーシール３３が開封される構成であるため、トナーシール３３の開封トルクを低減するためにトナーシール３３と現像枠体１８との固定強度を下げることがある。しかしながら、トナーシール３３と現像枠体１８との固定強度を下げると、トナーの充填のされ方によってはトナー充填時に発生する圧力で、トナーシール３３が現像枠体１８から剥離してしまう可能性が懸念される。そこで、実施例３では、トナーシール３３と現像枠体１８との固定強度を下げた場合でも、トナーシール３３と現像枠体１８との固定部に影響を与えることなく、トナー収納室１８ａ内にトナーを高密度に充填することを目的とする。

まず、通気部と封止構成との最近接部Ｌを境界としてトナー収納室１８ａを区切って形成される２つの領域のうち、小さいほうの領域を第６トナー収納領域Ｐ６とする（実施例１の第１トナー収納領域Ｐ１と同様）。次に、トナー収納室１８ａのなかで通気部に対して封止構成の影となる領域を第７トナー収納領域Ｐ７とする（実施例２の第４トナー収納領域Ｐ４と同様）。そして、トナー収納室１８ａのなかで第６トナー収納領域Ｐ６および第７トナー収納領域Ｐ７以外の領域を第８トナー収納領域Ｐ８とする。第８トナー収納領域Ｐ８は、図９（ｂ）に示す斜線部である。

このときトナーシール３３に対して撹拌軸３１の回転方向Ｒの上流側に第７トナー収納領域Ｐ７、下流側に第６トナー収納領域Ｐ６がある。こうした構成において、トナー充填時に、第７トナー収納領域Ｐ７のみに先にトナーが多く入り、第６トナー収納領域Ｐ６にトナーが入らない状態となると、トナーシール３３を挟んだ両側の重量差が発生する。すると、トナーシール３３には回転方向Ｒ側、すなわちトナーシール３３を現像枠体１８から剥離する方向への力がかかる。トナーシール３３と現像枠体１８との固定強度を下げる際には、トナー充填時にこの力によってトナーシール３３が剥離しないよう、トナーシール３３の両側に重量差が発生するのを抑えることが課題となる。

そこで実施例３では、第１トナー注入口３７ｄと第２トナー注入口３７ｅをともに第８トナー収納領域Ｐ８内に配置する。このような配置としたとき、第２トナー注入口３７ｅから注入されたトナーは、第８トナー収納領域Ｐ８を経由して第７トナー収納領域Ｐ７へ入る。それと並行して、第１トナー注入口３７ｄから注入されたトナーが、第８トナー収納領域Ｐ８を経由して第６トナー収納領域Ｐ６へ入っていく。トナーシール３３の両側でのトナー重量差が小さくなるようトナーシール３３の両側に同じようにトナーを充填することができる。つまり、トナー重量差による力でトナーシール３３が現像枠体１８から剥がれる可能性を抑えることができる。

実施例３の第１トナー注入口３７ｄ、すなわち通気部と近い位置にあるトナー注入口は、通気部と封止構成との最近接部Ｌ方向（仮想線分と平行な方向）において、通気部との最短距離Ｌ１がＬよりも小さくなる位置に配置する。Ｌ１は、図９（ｂ）に示すように、第１トナー注入口３７ｄの外周のうち、最近接部Ｌ方向において、通気孔３５と最も近い
位置で規定する。これにより第１トナー注入口３７ｄから入ったトナーが、トナー収納室１８ａを仕切る封止構成（トナーシール３３および撹拌軸３１）に妨げられずに第６トナー収納領域Ｐ６方向へ移動していくことができる。

一方、第２トナー注入口３７ｅ、すなわち通気部と遠い位置にあるトナー注入口は、Ｌ方向（仮想線分と平行な方向）において、通気部との最長距離Ｌ２がＬよりも大きい位置に配置される。Ｌ２は、図９（ｂ）に示すように、第２トナー注入口３７ｅの外周のうち、最近接部Ｌ方向において、最も通気孔３５から遠い位置で規定する。これにより第２トナー注入口３７ｅから入ったトナーが、封止構成（トナーシール３３および撹拌軸３１）に妨げられずに第７トナー収納領域Ｐ８方向へ移動していくことができる。

このようにトナー注入口を配置することで、トナー収納室１８ａを仕切るトナーシール３３の両側に短時間でバランスよくトナーを行き渡らせることができる。以上述べたような構成とすることで、トナー収納室１８ａ内に短時間で高密度にトナーを充填しつつ、かつトナーシール３３がはがれにくい構成にできる。

１８…現像枠体（収納部、現像剤容器）、１８ａ…トナー収納室、１８ｂ…現像室
１８ｃ…トナー排出口（開口）、２３…撹拌部材、３１…撹拌軸（開封部材）、３２…撹拌シート、３３…トナーシール（封止部材）、３５…通気孔（通気部）、３６…通気フィルタ（通気部）、３７…トナー注入口（充填口）

Claims (16)

1. 開口と、収容部の内部と外部との間を通気する通気部と、現像剤を収容部に充填するための充填口と、を有する収容部と、
   回転可能に設けられた開封部材と、
   前記開口を封止するように前記収容部に貼り付けられる封止部と、前記開封部材の回転により前記封止部が前記収容部から剥がれるように前記開封部材に固定される被固定部とを有する封止部材と、
   を備え、
   前記収容部は、前記開封部材の回転軸に垂直な断面において、前記封止部が前記収容部に貼り付けられた状態における前記封止部材と、前記回転軸と前記通気部とを最短距離で結ぶ仮想線分と、によって区切られる前記収容部における２つの領域のうち、面積の大きい方の領域に、前記充填口が設けられていることを特徴とする現像剤容器。
2. 前記充填口は、複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
3. 前記充填口は、前記回転軸を通る水平線よりも下方に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の現像剤容器。
4. 前記充填口は、前記通気部を通る水平線よりも下方に位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像剤容器。
5. 前記回転軸と前記通気部とを最短距離で結ぶ仮想線分を第１仮想線分とした場合に、前記断面において、前記開口の上端と前記被固定部とを結ぶ第２仮想線分と、前記第１仮想線分と、によって区切られる前記収容部における２つの領域のうち、面積の大きい方の領域に、前記充填口が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像剤容器。
6. 前記充填口は、前記断面において、前記面積の大きい方の領域を、前記回転軸と前記通気部において前記面積の大きい方の領域に含まれる端部とを通過する仮想線によって区切った領域のうち、前記通気部から最も遠い領域と重ならない位置に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像剤容器。
7. 複数の前記充填口の少なくとも１つは、前記断面において、前記面積の大きい方の領域を、前記回転軸と前記通気部において前記面積の大きい方の領域に含まれる端部とを通過する仮想線によって区切った領域のうち、前記通気部から最も遠い領域と、少なくとも部分的に重なる位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載の現像剤容器。
8. 複数の前記充填口の少なくとも１つは、前記断面において、前記仮想線分と平行な方向における前記通気部との距離が、前記仮想線分よりも短いことを特徴とする請求項２に記載の現像剤容器。
9. 複数の前記充填口の少なくとも１つは、前記断面において、前記仮想線分と平行な方向における前記通気部と前記通気部から最も遠い部分との間の距離が、前記仮想線分よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の現像剤容器。
10. 前記断面において、
    前記通気部は、前記撹拌部材の回転方向において、前記開口よりも下流、前記充填口よりも上流に位置していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像剤容器。
11. 前記充填口は、前記収容部の内壁のうち前記回転軸に垂直な面に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像剤容器。
12. 前記開口は、前記収容部の内壁のうち前記回転軸に平行な面に設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像剤容器。
13. 前記通気部は、前記収容部の内壁のうち前記回転軸に平行な面に設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の現像剤容器。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の現像剤容器と、
    前記開口を介して現像剤が供給される現像剤担持体と、
    を備えることを特徴とする現像装置。
15. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載の現像剤容器、請求項１４に記載の現像装置のうちの少なくとも１つと、
    現像剤によって現像される静電像を担持する像担持体と、
    を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
16. 現像剤により記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
    装置本体に対して、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の現像剤容器、請求項１４に記載の現像装置、請求項１５に記載のプロセスカートリッジ、のうちの少なくとも１つが着脱可能に構成されたことを特徴とする画像形成装置。

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