JP2018084735A - 現像剤収容体、画像形成ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤収容体の充填口とキャップとを確実に固定し、且つ、現像剤収容体の内部への溶融部材の侵入を防止することを目的とする。【解決手段】現像剤収容体（トナー収容体）２０は、現像剤を収容する筐体（アウタケース）２１と、キャップ３とを備える。筐体２１は、現像剤充填口（トナー充填口）２３と、現像剤充填口２３の周囲に形成された環状の溝２２とを有する。キャップ３は、溝２２に挿入される円筒部３２を有し、現像剤充填口２３を塞ぐ。キャップ３の円筒部３２は、現像剤充填口２３の溝２２にスピン溶着によって溶着される。円筒部３２の外周面と溝２２との間に、スピン溶着による溶着部Ｍが形成される。筐体２１は、溶着部Ｍに対して円筒部３２の挿入方向に、スピン溶着により発生した異物を収容する第１の空間部Ａ１を有する。【選択図】図１１

Description

この発明は、現像剤を収容する現像剤収容体、並びに、現像剤収容体を備えた画像形成ユニットおよび画像形成装置に関する。

電子写真法を用いた画像形成装置は、現像剤を収容する現像剤収容体（例えばトナーカートリッジ）を備える。現像剤収容体は、現像剤を充填するための充填口を有しており、この充填口はキャップによって閉鎖される。

従来より、回転による摩擦熱を利用して溶着材料を溶融させて接着するスピン溶着という技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１５−６１７５５号公報（要約参照）

しかしながら、現像剤収容体の充填口とキャップとをスピン溶着で溶着した場合、スピン溶着の際に発生した溶融部材が、現像剤収容体の内部（収容室）に異物として侵入し、現像剤に混入する可能性がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、現像剤収容体の充填口とキャップとを確実に固定し、且つ、現像剤収容体の内部への異物の侵入を防止することを目的とする。

本発明の現像剤収容体は、現像剤を収容し、現像剤充填口と、現像剤充填口の周囲に形成された環状の溝とを有する筐体と、溝に挿入される円筒部を有し、現像剤充填口を塞ぐキャップとを備える。キャップの円筒部は、現像剤充填口の溝にスピン溶着によって溶着される。円筒部の外周面と溝との間に、スピン溶着による溶着部が形成される。筐体は、溶着部に対して円筒部の挿入方向に、スピン溶着により発生した異物を収容する第１の空間部を有する。

本発明の画像形成ユニットは、上記の現像剤収容体と、当該現像剤収容体が着脱可能に取り付けられ、現像剤収容体から現像剤を供給されるプロセスユニットとを備える。本発明の画像形成ユニットは、また、上記の現像剤収容体と、当該現像剤収容体と一体に構成され、現像剤収容体から現像剤を供給されるプロセスユニットとを備える。

本発明の画像形成装置は、上記の画像形成ユニットを備える。

本発明によれば、キャップが現像剤充填口の周囲にスピン溶着によって溶着されるため、現像剤充填口を確実に塞ぐことができる。また、筐体が、溶着部に対して円筒部の挿入方向に、スピン溶着により発生した異物を収容する第１の空間部を有するため、現像剤収容体の内部への異物の侵入を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 第１の実施の形態における画像形成装置の画像形成ユニットの構成を示す断面図である。 第１の実施の形態におけるトナーカートリッジのトナー充填口にキャップを取り付けた状態（Ａ）およびトナー充填口からキャップを取り外した状態（Ｂ）を示す斜視図である。 第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの構成を示す側面図である。 図４に示した線分５−５におけるトナーカートリッジの断面図である。 図４に示した線分６−６におけるトナーカートリッジの断面図である。 トナーカートリッジ内に設けられるシャッタの構成を示す斜視図である。 トナーカートリッジ内に設けられる撹拌バーの構成を示す斜視図である。 第１の実施の形態におけるキャップの正面図（Ａ）、背面図（Ｂ）、斜め右上方向から見た斜視図（Ｃ）および斜め左上方向から見た斜視図（Ｄ）である。 第１の実施の形態におけるトナーカートリッジのトナー充填口およびキャップの周囲を拡大して示す断面図である。 第１の実施の形態におけるトナー充填口の周囲の溝とキャップとを拡大して示す断面図である。 第１の実施の形態におけるトナー充填口の周囲の溝とキャップの円筒部との溶着前の状態を示す模式図である。 第１の実施の形態におけるトナーカートリッジのトナー充填口へのキャップの取り付け動作を示す斜視図（Ａ）、およびトナー充填口にキャップを取り付けた状態を示す斜視図（Ｂ）である。 第２の実施の形態における画像形成装置の画像形成ユニットの構成を示す断面図である。 第２の実施の形態における画像形成ユニットの構成を示す側面図である。 第２の実施の形態における画像形成ユニットの構成を示す断面図である。 図１５に示した線分１７−１７における画像形成ユニットの断面図である。 図１５に示した線分１８−１８における画像形成ユニットの断面図である。 第２の実施の形態における画像形成ユニットのトナー充填口およびキャップの周囲を拡大して示す断面図である。 第２の実施の形態におけるトナー充填口の周囲の溝とキャップの円筒部とを拡大して示す断面図である。

第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態の画像形成装置としてのプリンタ１の全体構成を示す断面図である。プリンタ１は、電子写真法を用いてカラー画像を形成するものであり、給紙部（媒体供給部）１１と、搬送部（媒体搬送部）１２と、画像形成部１０と、転写部１３と、定着器１４と、排紙部（媒体排出部）１５と、これらを収容するハウジング１６とを備えている。

給紙部１１は、印刷用紙等の媒体Ｐを収納する給紙トレイ１１１と、給紙トレイ１１１の媒体Ｐを一枚ずつ送り出すピックアップローラ１１２と、ピックアップローラ１１２が送り出した媒体Ｐを搬送路（図中一点鎖線で示す）に送り出す給紙ローラ１１３と、給紙ローラ１１３に対向配置された分離パッド１１４とを有する。

搬送部１２は、給紙部１１から給紙された媒体Ｐの搬送路に沿って、搬送ローラ対１２１と、搬送ローラ対１２２とを有する。搬送ローラ対１２１および搬送ローラ対１２２は、給紙部１１から給紙された媒体Ｐを画像形成部１０に向けて搬送する。

媒体Ｐの搬送路において搬送ローラ対１２１の上流側、並びに搬送ローラ対１２２の上流側および下流側には、媒体Ｐの通過を検知する媒体センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が配置されている。媒体センサＳ１，Ｓ２が媒体Ｐの先端を検知した各タイミングに基づいて、搬送ローラ対１２１および搬送ローラ対１２２の回転が開始される。また、媒体センサＳ３（書き出しセンサ）が媒体Ｐの先端を検知したタイミングに基づいて、後述するＬＥＤヘッド６による露光が開始される。

画像形成部１０は、媒体Ｐの搬送路に沿って配置されたブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃを有している。画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、プリンタ１のハウジング１６に着脱可能に装着されている。画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、いずれも、像担持体としての感光体ドラム５１を有し、感光体ドラム５１の表面にトナー像（現像剤像）を形成する。画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの構成については、後述する。

画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの各感光体ドラム５１の上側には、ＬＥＤヘッド（露光装置）６Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃが配置されている。ＬＥＤヘッド６Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃは、いずれもＬＥＤ（発光ダイオード）アレイとレンズアレイとを有し、各色のイメージデータに基づいて感光体ドラム５１に光を照射し、静電潜像を形成する。

転写部１３は、画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの下側に配置されたベルト１３１と、このベルト１３１が張架された駆動ローラ１３２およびテンションローラ１３３とを備えている。駆動ローラ１３２は、図１における時計回り方向に回転し、ベルト１３１を矢印Ａで示す方向に走行させる。テンションローラ１３３は、ベルト１３１に一定の張力を付与する。ベルト１３１は、その表面に媒体Ｐを吸着保持し、画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに沿って搬送する。

転写部１３は、また、画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの各感光体ドラム５１との間でベルト１３１を挟み込むように配置された転写ローラ５６を備えている。転写ローラ５６は、転写電圧を付与され、感光体ドラム５１の表面に形成されたトナー像を媒体Ｐに転写する。

定着器１４は、媒体Ｐの搬送路に沿って画像形成部１０の下流側に配置されている。定着器１４は、トナー像が転写された媒体Ｐを加圧および加熱するヒートローラ１４１および加圧ローラ１４２を備えている。ヒートローラ１４１および加圧ローラ１４２によって媒体Ｐ上のトナー像に熱および圧力を加えることで、トナー像が媒体Ｐに定着される。

排紙部１５は、定着器１４を通過した媒体Ｐを搬送する排出ローラ対１５１および排出ローラ対１５２を備えている。排出ローラ対１５１および排出ローラ対１５２は、媒体Ｐを搬送し、プリンタ１の上部に配設されたスタッカ１５３に排出する。

図１において、画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの各感光体ドラム５１の軸方向を、Ｘ方向とする。また、画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃを通過する際の媒体Ｐの移動方向を、Ｙ方向とする。Ｙ方向は、Ｘ方向に直交している。また、Ｘ方向およびＹ方向の両方に直交する方向を、Ｚ方向とする。ここでは、Ｚ方向は鉛直面とする。

次に、画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの構成について説明する。画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、トナーを除いて共通の構成を有するため、ここでは「画像形成ユニット２」として説明する。また、ＬＥＤヘッド６Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃは、「ＬＥＤヘッド６」として説明する。

図２は、画像形成ユニット２の構成を示す、ＹＺ面に平行な断面における断面図（横断面図）である。画像形成ユニット２は、プロセスユニット５と、プロセスユニット５に対して着脱可能に装着される現像剤収容体としてのトナーカートリッジ２０とを有する。

プロセスユニット５は、像担持体としての感光体ドラム５１と、帯電部材としての帯電ローラ５２と、現像剤担持体としての現像ローラ５３と、現像剤供給部材としての供給ローラ５４と、現像剤規制部材としての現像ブレード５５と、クリーニング部材としてのクリーニングブレード５７と、廃トナー搬送スパイラル５８と、現像剤貯蔵室としてのトナー貯蔵室６０と、これらを収容するハウジング５０とを備える。

感光体ドラム５１は、表面（外周面）に感光層を有する円筒状の部材であり、駆動モータ（ドラムモータとも称する）の駆動力により、図２に矢印Ｄで示す方向に回転する。帯電ローラ５２は、感光体ドラム５１に当接するように配置され、感光体ドラム５１に追従して回転する。帯電ローラ５２は、帯電電圧を印加され、感光体ドラム５１の表面を一様に帯電させる。

現像ローラ５３は、感光体ドラム５１に当接するように配置されている。また、現像ローラ５３は、感光体ドラム５１からのギア列を介した回転伝達により、感光体ドラム５１と反対方向に（すなわち当接部での各表面の移動方向が同方向となるように）回転する。現像ローラ５３は、その表面にトナーを担持する。また、現像ローラ５３は、現像電圧を印加され、感光体ドラム５１の表面に形成された潜像（静電潜像）に現像剤を付着させて現像する。

供給ローラ５４は、感光体ドラム５１に対向するように配置されている。また、供給ローラ５４は、上述したギア列を介した回転伝達により、現像ローラ５３と同方向に（すなわち対向部での各表面の移動方向が反対方向となるように）回転する。供給ローラ５４は、現像ローラ５３の表面に現像剤を供給する。

現像ブレード５５は、感光体ドラム５１の表面に当接するように配置されている。現像ブレード５５は、感光体ドラム５１の表面に形成されるトナー層の厚さを規制する。

クリーニングブレード５７は、感光体ドラム５１の表面に当接するように配置されている。クリーニングブレード５７は、トナー像の転写後に感光体ドラム５１の表面に残存するトナーを掻き取って除去する。廃トナー搬送スパイラル５８は、クリーニングブレード５７によって除去されたトナー（廃トナー）を、廃トナー排出口まで搬送する。

トナー貯蔵室６０は、ハウジング５０において、現像ローラ５３および供給ローラ５４の上側に配置された領域であり、トナーが貯蔵される。トナー貯蔵室６０には、現像剤搬送部材としてのトナー搬送スパイラル６１と、撹拌部材６２，６３と、現像剤量検出部としてのトナー量検出センサ６４とが配置されている。

トナー搬送スパイラル６１は、上述したギア列を介した回転伝達により回転し、後述するトナーカートリッジ２０から供給されたトナーをＸ方向に搬送する。撹拌部材６２，６３は、上述したギア列を介した回転伝達により回転し、トナー貯蔵室６０内のトナーを撹拌する。トナー量検出センサ６４は、トナー貯蔵室６０内のトナー量を検知するセンサである。トナー量検出センサ６４は、例えば、上述したギア列を介した回転伝達により回転するクランクバーを備えている。

トナーカートリッジ２０は、プロセスユニット５の上部（＋Ｚ側の部分）に着脱可能に取り付けられている。トナーカートリッジ２０は、現像剤収容部としてのトナー室（フレッシュトナー室）４１を有している。トナー室４１は、後述するトナー充填口２３から充填されたトナーを収容している。トナーカートリッジ２０の底部には、トナー供給口２７（現像剤供給口）が形成されている。トナー供給口２７は、プロセスユニット５のトナー貯蔵室６０の上側（Ｚ側）に配置されている。また、トナーカートリッジ２０は、トナー供給口２７を開閉するシャッタ２５を有している。

次に、トナーカートリッジ２０の構成について説明する。図３（Ａ）は、第１の実施の形態におけるトナーカートリッジ２０の外観形状を示す斜視図である。図３（Ｂ）は、トナーカートリッジ２０のトナー充填口２３からキャップ３を外した状態を示す斜視図である。

トナーカートリッジ２０は、全体がＸ方向に長い形状を有している。トナーカートリッジ２０は、筐体としてのアウタケース２１を有している。アウタケース２１は、例えばポリスチレン（ＰＳ）等の樹脂で構成されている。アウタケース２１は、Ｘ方向の両端に側壁部２１ａ，２１ｂを有している。これらのうち、＋Ｘ方向の側壁部２１ａの上部には、トナーカートリッジ２０内（トナー室４１）に外部からトナーを充填するためのトナー充填口２３が設けられている。

トナー充填口２３は、図３（Ｂ）に示すように円形の開口である。このトナー充填口２３は、キャップ３によって閉鎖されている。キャップ３は、アウタケース２１と同じ樹脂、例えばポリスチレンにより構成されている。

また、アウタケース２１の側壁部２１ａの外側には、上述したシャッタ２５（図２）を回転させるためのレバー２６が配置されている。レバー２６は、ユーザによって操作され、Ｘ方向の回転軸を中心として回転する。

図４は、トナーカートリッジ２０をキャップ３側（＋Ｘ側）から見た側面図である。図５は、図４に示した線分５−５における矢視方向の断面図である。図６は、図４に示した線分６−６における矢視方向の断面図である。

図５および図６に示すように、トナーカートリッジ２０の内部は、トナー室４１と廃トナー室４２とにＸ方向に分割されており、仕切壁４３によって仕切られている。トナー室４１は＋Ｘ側（側壁部２１ａ側）に配置され、廃トナー室４２は−Ｘ側（側壁部２１ｂ側）に配置されている。上述したトナー供給口２７およびシャッタ２５は、トナー室４１に設けられている。

図７は、シャッタ２５の形状を示す斜視図である。シャッタ２５は、Ｘ方向の軸線Ｅを中心として略１８０度の範囲に形成された半円筒状の壁部２５ａと、壁部２５ａの周方向両端を連結する複数の円弧状のリブを含む枠構造部２５ｂとを有する。

シャッタ２５の壁部２５ａには、開口部２５ｃが形成されている。シャッタ２５が軸線Ｅを中心として回動し、開口部２５ｃとトナー供給口２７（図５）とが重なり合うと、トナー供給口２７が開放される。一方、開口部２５ｃとトナー供給口２７とが重なり合っていないときには、トナー供給口２７は壁部２５ａによって閉鎖されている。

シャッタ２５の軸方向の一端には、シャッタ２５を回動操作するための、上述したレバー２６が一体に形成されている。レバー２６は、側壁部２１ａ（図５）からアウタケース２１の外側に突出している。ここでは、レバー２６は、略円筒形状の本体部２６ａと、本体部２６ａから径方向外側に延在する把持部２６ｂとを有している。把持部２６ｂは、ユーザによって把持される部分である。

図５に示すように、トナー室４１には、トナーを撹拌する撹拌バー２８が配置されている。撹拌バー２８は、ここでは、シャッタ２５（図７）の径方向内側に配置されており、Ｘ方向の回転軸を中心として一方向（図２に矢印Ｂで示した方向）に回転する。

図８は、撹拌バー２８の形状を示す斜視図である。撹拌バー２８は、Ｘ方向に延在する回転軸２８ｃと、回転軸２８ｃに沿ってＸ方向に配列された複数のリブ２８ａと、リブ２８ａの先端側に設けられた支持板２５ｄと、支持板２５ｄに取り付けられた可撓性の撹拌フィルム２８ｂとを有している。

撹拌バー２８の回転軸２８ｃが回転すると、撹拌フィルム２８ｂがシャッタ２５の内周面に接するように回動し、トナーを撹拌する。また、支持板２５ｄはＸ方向に対してわずかに湾曲した形状を有しており、撹拌フィルム２８ｂによって撹拌されたトナーがトナー供給口２７に向かうように構成されている。なお、撹拌バー２８の回転軸２８ｃの一端には、図５に示すように、連結部材を介して、ギア４４が取り付けられている。ギア４４には、上述したギア列からの回転が伝達される。

廃トナー室４２には、各画像形成ユニット２の廃トナー搬送スパイラル５８によって搬送された廃トナーが回収され、収納される。廃トナー室４２には、外部から廃トナーを受け入れる廃トナー受入部４６と、廃トナーを撹拌しながら搬送する廃トナー搬送スパイラル４５とが配置されているが、これらについては詳細説明を省略する。

なお、ここではトナー室４１と廃トナー室４２とを備えたトナーカートリッジ２０について説明するが、トナーカートリッジ２０が廃トナー室４２を備えない場合もある。

図５および図６に示すように、トナーカートリッジ２０のアウタケース２１の側壁部２１ａには、上述したトナー充填口２３が設けられている。トナー充填口２３は、側壁部２１ａの上部に形成された円形の開口部であり、キャップ３によって閉鎖されている。以下では、トナー充填口２３およびキャップ３の構成について説明する。

図９（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、キャップ３を示す正面図および背面図である。図９（Ｃ）および（Ｄ）は、それぞれ、キャップ３を斜め右側および斜め左側から見た斜視図である。

キャップ３は、例えば外径が２０〜３０ｍｍの略円板状の部材である。より具体的には、キャップ３は、円板部３１と、円板部３１の一方の面側に形成された挿入部としての円筒部３２とを有する。円筒部３２は、円板部３１の中心と同心の中心軸Ｃ１を中心とする円環状に延在している。円筒部３２は、外周面３２ａと内周面３２ｂとを有している。

円筒部３２の外径は、円板部３１の外径よりも僅かに小さい。言い換えると、円筒部３２の外周面３２ａは、円板部３１の外周面３１ａよりも、僅かに中心軸Ｃ１側（内周側）に寄っている。そのため、円板部３１の外周面３１ａと円筒部３２の外周面３２ａとの間には、段差が形成される。

図９（Ａ）および（Ｃ）に示すように、キャップ３の円板部３１の表面には、凸部３３が形成されている。凸部３３は、円板部３１の径方向の中心近傍で環状に延在する環状部３３ａと、この環状部３３ａから外周に向けて放射状（ここでは十字状）に延在する延在部３３ｂとを有している。凸部３３は、キャップ３をトナー充填口２３に対してスピン溶着（後述）する際に治具を係合させる部分である。なお、凸部３３の形状は、図９（Ａ）および（Ｃ）に示した形状に限らず、治具を係合させることが可能な形状であればよい。

図１０は、トナー充填口２３およびキャップ３を含む部分を拡大して示す断面図である。図１０に示すように、アウタケース２１の側壁部２１ａには、キャップ３の円筒部３２が挿入される溝２２が形成されている。溝２２は、トナー充填口２３を囲むように形成されている。また。円形のトナー充填口２３の中心軸をＣ２とすると、溝２２は中心軸Ｃ２を中心とする円環状に延在している。キャップ３の円筒部３２は、溝２２に−Ｘ方向に挿入される。そのため、−Ｘ方向は、挿入方向とも称する。

図１１は、アウタケース２１の溝２２とキャップ３の円筒部３２との係合部を拡大して示す断面図である。図１１に示すように、溝２２は、互いに対向する第１壁面２２ａ（第１対向面）と第２壁面２２ｂとを有している。第１壁面２２ａは外周側に、第２壁面２２ｂは内周側に位置している。第１壁面２２ａおよび第２壁面２２ｂは、いずれも中心軸Ｃ２（図１０）を中心とする円筒面である。

溝２２の−Ｘ方向端部には、底面２２ｄが形成されている。また、第１壁面２２ａに対して底面２２ｄ側（−Ｘ側）には、第１壁面２２ａよりも径方向内側に形成された第３壁面２２ｃ（第２対向面）が形成されている。この第３壁面２２ｃも、中心軸Ｃ２（図１０）を中心とする円筒面である。第３壁面２２ｃの一部は、キャップ３の円筒部３２にスピン溶着された溶着部Ｍとなっている。

図１２は、アウタケース２１の溝２２およびキャップ３の円筒部３２の溶着前の状態を示す模式図である。キャップ３の円筒部３２の先端面３２ｄ（−Ｘ方向の端面）から所定範囲の領域Ｒ１は、スピン溶着により、溝２２の第３壁面２２ｃの所定範囲の領域Ｒ２と一体化して、溶着部Ｍ（図１１）となる。

図１１に示す溶着部Ｍは、円筒部３２の外周面３２ａから深さ（中心軸Ｃ２を中心とする径方向の長さ）０．５ｍｍ程度の範囲に形成される。これは、溝２２の第３壁面２２ｃから深さ０．５ｍｍ程度の範囲でもある。

溶着部Ｍは、トナー充填口２３を円環状に囲むように形成され、これによりトナー充填口２３とキャップ３との隙間が密閉される。すなわち、トナー充填口２３からアウタケース２１の外部の外部へのトナーの漏れが防止される。

溝２２の底面２２ｄとキャップ３の円筒部３２の先端面３２ｄとの間に、空間Ａ１が形成される。また、溶着部Ｍの＋Ｘ側に隣接して、溝２２の第１壁面２２ａとキャップ３の円筒部３２の外周面３２ａとの間に、空間Ａ２が形成される。空間Ａ１は溶着部Ｍの−Ｘ側に隣接し、空間Ａ２は溶着部Ｍの＋Ｘ側に隣接している。

空間Ａ１，Ａ２は、スピン溶着の際に溶着部Ｍで発生した溶融カス（後述）を収容する部分である。溶融カスの大きさは、最大でも溶着部Ｍの長さ程度であるため、空間Ａ１，Ａ２の体積は、溶着部Ｍの体積よりも大きければよい。

キャップ３の円板部３１の外周面３１ａ（当接面）は、溝２２の第１壁面２２ａに接触するため、空間Ａ２に収容された溶融カスがキャップ３と溝２２との隙間からアウタケース２１の外部に漏れることが防止される。

また、溝２２の第２壁面２２ｂとキャップ３の円筒部３２の内周面３２ｂとは、互いに接触している。この溝２２の第２壁面２２ｂと円筒部３２の内周面３２ｂとの接触部Ａ３により、溶着部Ｍとトナー室４１との間の溶融カスの経路を閉鎖している。

アウタケース２１の側壁部２１ａにおいて、トナー充填口２３の周囲の端面２１ｃ（ＹＺ面と平行な端面）は、側壁部２１ａの他の部分よりも−Ｘ方向に退避した位置に形成されている。このように構成することで、キャップ３をより−Ｘ方向に深く挿入することができる。

図１３（Ａ）および（Ｂ）は、キャップ３のトナー充填口２３への取り付け動作を示す斜視図である。なお、図１３（Ａ）および（Ｂ）に示した状態では、トナーカートリッジ２０は、まだプリンタ１に装着されていない。

図１３（Ａ）に示すように、トナーカートリッジ２０を、トナー充填口２３が上になる向きに保持し、トナー充填口２３からトナーカートリッジ２０内（トナー室４１）に未使用トナーを充填する。そして、トナー充填口２３にキャップ３を載せる。

その後、治具（スピン溶着装置）等を用いて、キャップ３の中心軸Ｃ１（図９）とトナー充填口２３の中心軸Ｃ２（図１０）とが一致するように、キャップ３をトナー充填口２３に対して位置決めし、キャップ３を高速回転させる。

キャップ３が高速で回転することにより、キャップ３の円筒部３２の外周面３２ａの領域Ｒ１（図１２）と、溝２２の第３壁面２２ｃの領域Ｒ２（図１２）とが、摩擦熱によって溶融して一体化し、溶着部Ｍとなる。これにより、トナー充填口２３とキャップ３との隙間が密閉される。すなわち、トナー室４１のトナーがアウタケース２１の外部に漏れることが防止される。

また、スピン溶着の際、アウタケース２１の一部またはキャップ３の円筒部３２の一部が削れることにより、樹脂の異物（溶着カス）が発生する場合がある。溶着カスは、消しゴムのカスのような細長い形状であり、長さは数ｍｍである。このような溶着カスがトナーに混入すると、画像形成ユニット２内で現像ローラ５３に付着し、画像品質の低下を招く可能性がある。

しかしながら、この第１の実施の形態では、溶着部Ｍの−Ｘ側に空間Ａ１が設けられ、溶着部Ｍの＋Ｘ側に空間Ａ２が設けられている。そのため、溶着部Ｍで発生した溶融カスを空間Ａ１，Ａ２に収容することができる。

また、溝２２の第２壁面２２ｂと、キャップ３の円筒部３２の内周面３２ｂとが接触しているため（接触部Ａ３）、溶着部Ｍで発生した溶融カスがトナー室４１に侵入することを防止することができる。

なお、溝２２の第２壁面２２ｂと、キャップ３の円筒部３２の内周面３２ｂとの接触状態は、溶着カスの通過を防止できる程度の接触状態であればよく、しまり嵌め等である必要はない。

本実施の形態のトナーカートリッジ２０は再利用しないこと（使い切り）を前提としているため、トナー充填口２３にスピン溶着したキャップ３は、取り外す必要はない。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、アウタケース２１のトナー充填口２３の周囲にキャップ３をスピン溶着することにより、アウタケース２１からのトナーの漏れを確実に防止することができる。

また、アウタケース２１がトナー充填口２３の周囲に溝２２を有し、キャップ３が溝２２に挿入される円筒部３２を有し、溝２２と円筒部３２の外周面３２ａとの間に溶着部Ｍが形成されるため、溶着部Ｍで発生した溶融カスがトナー室４１に到達しにくい。そのため、溶融カスのトナーへの混入を抑制し、画像品質の低下を抑制することができる。

また、溶着部Ｍに対して、キャップ３の円筒部３２の挿入方向（−Ｘ方向）に、空間Ａ１（第１の空間）が設けられているため、溶着部Ｍで発生した溶融カス（スピン溶着により発生した異物）を空間Ａ１に堆積させることができる。これにより、トナー室４１への溶融カスの侵入を抑制し、画像品質の低下を抑制することができる。

また、溶着部Ｍに対して、キャップ３の円筒部３２の挿入方向と反対方向（＋Ｘ方向）に、空間Ａ２（第２の空間）が設けられているため、溶着部Ｍで発生した溶融カスを空間Ａ２に堆積させ、トナー室４１への侵入を抑制する効果を高めることができる。

また、溶着部Ｍとトナー室４１との間に、円筒部３２の内周面３２ｂと溝２２の第２壁面２２ｂとの接触部Ａ３が設けられているため、溶着部Ｍで発生した溶融カスのトナー室４１への侵入を確実に防止することができる。これにより、画像品質の低下を確実に防止することができる。

なお、ここでは、溶着部ＭのＸ方向の両側に空間Ａ１，Ａ２を設け、さらに溶着部Ｍからトナー室４１までの経路上に接触部Ａ３を設けたが、空間Ａ１，Ａ２および接触部Ａ３のうちいずれか１つだけ設けた場合であっても、溶融カスのトナー室４１への侵入を抑制する効果がある。

第２の実施の形態．
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１４は、第２の実施の形態の画像形成ユニット２Ａを示す斜視図である。第１の実施の形態の画像形成ユニット２は、プロセスユニット５と着脱可能なトナーカートリッジ２０とで構成されていた。これに対し、第２の実施の形態の画像形成ユニット２Ａは、トナー収容部２００（現像剤収容体）とプロセスユニット５００とが一体に構成されている。

画像形成ユニット２Ａは、例えば第１の実施の形態で説明したプリンタ１（図１）において、画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃとして用いられる。また、画像形成ユニット２Ａは、プリンタ１のハウジング１６に対して着脱可能である。

図１５は、画像形成ユニット２Ａの側面図であり、図１６は、画像形成ユニット２Ａの構成を示す、ＹＺ面と平行な断面における断面図である。図１７は、図１５に示した線分１７−１７における矢視方向の断面図である。図１８は、図１５に示した線分１８−１８における矢視方向の断面図である。第１の実施の形態と同様に構成された構成要素には、同じ符号を付す。

図１６に示すように、プロセスユニット５００は、感光体ドラム５１と、帯電ローラ５２と、現像ローラ５３と、供給ローラ５４と、現像ブレード５５と、クリーニングブレード５７と、廃トナー搬送スパイラル５８と、トナー貯蔵室６０と、トナー搬送スパイラル６１と、撹拌部材６２，６３と、トナー量検出センサ６４とを備えている。これらの構成要素は、第１の実施の形態と同様に構成されている。

図１７および図１８に示すように、画像形成ユニット２Ａのトナー収容部２００は、トナー室４１と廃トナー室４２とに分割され、仕切壁４３によって仕切られている。但し、トナー収容部２００は、シャッタ２５およびレバー２６（図５〜図７）を有さない。すなわち、トナー収容部２００とプロセスユニット５００とは、開口部２０４（図１６）を介して連通されており、トナーはトナー貯蔵室６０からトナー室４１の上部まで充填される。

トナー室４１には、撹拌バー２８およびそのギア４４が設けられている。廃トナー室４２には、廃トナー受入部４６および廃トナー搬送スパイラル４５が設けられている。これらの構成要素は、第１の実施の形態と同様に構成されている。

画像形成ユニット２Ａは、トナー収容部２００およびプロセスユニット５００の全体を覆う筐体としてのユニットケース２０１を有している。ユニットケース２０１は、例えばポリスチレン等の樹脂により形成されている。

なお、ユニットケース２０１のＸ方向両端部には、プロセスユニット５００内の回転部材（感光体ドラム５１、現像ローラ５３、供給ローラ５４、トナー搬送スパイラル６１、撹拌部材６２，６３およびトナー量検出センサ６４）、トナー室４１内の回転部材（撹拌バー２８）および廃トナー室４２内の回転部材（廃トナー搬送スパイラル４５）をそれぞれ回転駆動するためのギア列４８が配設されている。ここでは、ギア列４８についての具体的な説明は省略する。

画像形成ユニット２Ａのユニットケース２０１は、図１４に示すように、Ｘ方向両端に側壁部２０１ａ，２０１ｂを有している。これらのうち、＋Ｘ方向の側壁部２０１ａの上部には、トナー収容部２００内（トナー室４１）に外部からトナーを充填するためのトナー充填口２０３が設けられている。トナー充填口２０３は円形の開口部であり、キャップ３によって閉鎖されている。

図１９は、トナー充填口２０３およびキャップ３を含む部分を拡大して示す断面図である。図１９に示すように、ユニットケース２０１の側壁部２０１ａには、キャップ３の円筒部３２に係合する溝２０２が形成されている。溝２０２は、トナー充填口２０３を囲むように形成されている。溝２０２は。円形のトナー充填口２０３の中心軸Ｃ２を中心とする円環状に延在している。キャップ３の構成は、第１の実施の形態において図７を参照して説明したとおりである。

図２０は、ユニットケース２０１の溝２０２とキャップ３の円筒部３２との係合部を拡大して示す断面図である。図２０に示すように、溝２０２は、互いに対向する第１壁面２０２ａと第２壁面２０２ｂとを有している。第１壁面２０２ａが外周側に、第２壁面２０２ｂは内周側に位置している。第１壁面２０２ａおよび第２壁面２０２ｂは、いずれも中心軸Ｃ２（図１９）を中心とする円筒面である。

溝２０２の−Ｘ方向端部には、底面２０２ｄが形成されている。また、第１壁面２０２ａに対して底面２０２ｄ側（−Ｘ側）には、第１壁面２０２ａよりも径方向内側に形成された第３壁面２０２ｃが形成されている。この第３壁面２０２ｃも、中心軸Ｃ２（図１９）を中心とする円筒面である。

第１の実施の形態と同様、キャップ３の円筒部３２の先端面３２ｄから所定範囲の領域は、スピン溶着により、溝２０２の第３壁面２０２ｃの所定の範囲と一体化して、溶着部Ｍとなる。なお、スピン溶着の方法は、第１の実施の形態で説明したとおりである。

溶着部Ｍは、トナー充填口２０３を円環状に囲むように形成され、これによりトナー充填口２０３とキャップ３との隙間が密閉される。すなわち、トナー充填口２０３からトナー収容部２００外部へのトナーの漏れが防止される。

また、溝２０２の底面２０２ｄとキャップ３の円筒部３２の先端面３２ｄとの間に、空間Ａ１が形成される。また、溝２０２の第１壁面２０２ａとキャップ３の円筒部３２の外周面３２ａとの間に、空間Ａ２が形成される。空間Ａ１は溶着部Ｍの−Ｘ側に隣接し、空間Ａ２は溶着部Ｍの＋Ｘ側に隣接している。このように溶着部ＭのＸ方向両側に空間Ａ１，Ａ２が設けられているため、溶着部Ｍで発生した溶融カスを空間Ａ１，Ａ２に収容することができる。

また、溝２０２の第２壁面２０２ｂとキャップ３の円筒部３２の内周面３２ｂとは、互いに接触しており（接触部Ａ３）、溶着部Ｍからトナー室４１までの経路を閉鎖している。この接触部Ａ３が設けられているため、溶融カスがトナー室４１に侵入することを防止することができる。

第１の実施の形態のトナーカートリッジ２０と同様、画像形成ユニット２Ａは再利用しないこと（使い切り）を前提としているため、トナー充填口２０３にスピン溶着したキャップ３は、取り外す必要はない。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、トナー収容部２００とプロセスユニット５００が一体に構成された画像形成ユニット２Ａにおいても、ユニットケース２０１のトナー充填口２０３の周囲にキャップ３をスピン溶着することにより、ユニットケース２０１からのトナーの漏れを確実に防止することができる。

また、ユニットケース２０１がトナー充填口２０３の周囲に溝２０２を有し、キャップ３が溝２０２に挿入される円筒部３２を有し、溝２０２と円筒部３２の外周面３２ａとの間に溶着部Ｍが形成されるため、溶着部Ｍで発生した溶融カスがトナー室４１に到達しにくい。そのため、溶融カスがトナーに混入することを抑制し、画像品質の低下を抑制することができる。

また、溶着部Ｍに隣接して、溶融カスを収容可能な空間Ａ１，Ａ２が設けられているため、溶着部Ｍで発生した溶融カスを収容部に堆積させ、トナー室４１への侵入を抑制する効果を高めることができる。

また、溶着部Ｍとトナー室４１との間に、円筒部３２の内周面３２ｂと溝２０２との接触部Ａ３が設けられているため、溶着部Ｍで発生した溶融カスのトナー室４１への侵入を確実に防止することができる。これにより、画像品質の低下を確実に防止することができる。

なお、ここでは、溶着部ＭのＸ方向の両側に空間Ａ１，Ａ２を設け、さらに溶着部Ｍとトナー室４１との経路に接触部Ａ３を設けたが、空間Ａ１，Ａ２および接触部Ａ３のうちいずれか１つだけ設けた場合であっても、溶融カスのトナー室４１への侵入を抑制する効果がある。

また、上位の第１および第２の実施の形態では、電子写真法を用いたプリンタについて説明したが、本発明は、複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）等にも適用可能である。また、本発明は、単色（モノクロ）画像を形成する画像形成装置、あるいは、中間転写体を介して媒体に現像剤像を転写する中間転写方式の画像形成装置に適用しても良い。

以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。

１ プリンタ（画像形成装置）、 １１ 給紙部（媒体供給部）、 １２ 搬送部（媒体搬送部）、 １３ 転写部、 １４ 定着器、 １５ 排紙部（媒体排出部）、 ２，２Ａ，２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ 画像形成ユニット、 ２０ トナーカートリッジ（現像剤収容体）、 ２１ アウタケース（筐体）、 ２１ａ，２１ｂ 側壁部、 ２２ 溝、 ２２ａ 第１壁面、 ２２ｂ 第２壁面。 ２２ｃ 第３壁面、 ２２ｄ 底面、 ２３ トナー充填口（現像剤充填口）、 ２５ シャッタ、 ２６ レバー、 ２７ トナー供給口（現像剤供給口）、 ２８ 撹拌バー（撹拌部材）、 ３ キャップ、 ３１ 円板部、 ３２ 円筒部（円筒部）、 ３２ａ 外周面、 ３２ｂ 内周面、 ３２ｄ 先端面、 ３３ 凸部、 ４１ トナー室（現像剤収容部）、 ４２ 廃トナー室、 ５０ プロセスユニット、 ５１ 感光体ドラム（像担持体）、 ５２ 帯電ローラ（帯電部材）、 ５３ 現像ローラ（現像剤担持体）、 ５４ 供給ローラ（現像剤供給部材）、 ５５ 現像ブレード（現像剤規制部材）、 ６０ トナー貯蔵室（現像剤貯蔵室）、 ２００ トナー収容部（現像剤収容体、現像剤収容部）、 ２０１ ユニットケース（筐体）、 ２０１ａ，２０１ｂ 側壁部、 ２０２ 溝、 ２０２ａ 第１壁面、 ２０２ｂ 第２壁面。 ２０２ｃ 第３壁面、 ２０２ｄ 底面、 ２０３ トナー充填口（現像剤充填口）、 ５００ プロセスユニット、 Ａ１ 空間（第１の空間部）、 Ａ２ 空間（第２の空間部）。

Claims (11)

1. 現像剤を収容し、現像剤充填口と、前記現像剤充填口の周囲に形成された環状の溝とを有する筐体と、
   前記溝に挿入される円筒部を有し、前記現像剤充填口を塞ぐキャップと
   を備え、
   前記キャップの前記円筒部は、前記現像剤充填口の前記溝にスピン溶着によって溶着され、
   前記円筒部の外周面と前記溝との間に、スピン溶着による溶着部が形成され、
   前記筐体は、前記溶着部に対して前記円筒部の挿入方向に、スピン溶着により発生した異物を収容する第１の空間部を有する
   ことを特徴とする現像剤収容体。
2. 前記第１の空間部は、前記円筒部と前記溝の底面との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の現像剤収容体。
3. 前記筐体は、前記溶着部に対して前記円筒部の挿入方向と反対の側に、スピン溶着により発生した異物を収容する第２の空間部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像剤収容体。
4. 前記溝は、前記溶着部に対して前記挿入方向と反対の側に、前記溶着部よりも外周側に位置する第１の壁面を有し、
   前記第２の空間部は、前記第１の壁面と前記円筒部の前記外周面との間に形成されることを特徴とする請求項３に記載の現像剤収容体。
5. 前記キャップは、前記円筒部の前記外周面に対して前記挿入方向と反対の側に、前記外周面よりも外周側に位置する当接面を有し、前記当接面が前記第１の壁面に接触することを特徴とする請求項４に記載の現像剤収容体。
6. 前記筐体は、前記円筒部の内周面と前記溝との接触部を有することを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の現像剤収容体。
7. 前記筐体は、一方向に長く、
   前記筐体は、長手方向の一端をなす側壁部に、前記現像剤充填口が形成されていること
   を特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の現像剤収容体。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の現像剤収容体と、
   前記現像剤収容体が着脱可能に取り付けられ、前記現像剤収容体から現像剤を供給されるプロセスユニットと
   を備えたことを特徴とする画像形成ユニット。
9. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の現像剤収容体と、
   前記現像剤収容体と一体に構成され、前記現像剤収容体から現像剤を供給されるプロセスユニットと
   を備えたことを特徴とする画像形成ユニット。
10. 前記プロセスユニットは、像担持体と、前記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電部材と、前記像担持体の表面に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材を備えることを特徴とする請求項８または９に記載の画像形成ユニット。
11. 請求項８から１０までのいずれか１項に記載の画像形成ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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