JP4601641B2 - トナーカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーカートリッジ及び画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置は、簡易な操作で高画質画像を形成でき、保守管理も容易であることから、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などに多用され、広く普及している。電子写真方式の画像形成装置は、一般的に、感光体ドラムなどの静電潜像担持体にて静電潜像を形成し、現像装置に設けられたトナー排出装置からトナー排出ローラの回転によって該現像装置に供給されたトナーを用いて該現像装置にて静電潜像を現像し、転写装置にてトナー像を記録紙などの記録媒体に転写し、定着装置にてトナー像を記録媒体上に定着するようになっている。

このような画像形成装置においては、消費されるトナーや記録媒体は、ユーザーによって必要に応じて補給できるようになっている。このうちトナーは、ユーザーによってトナー排出装置に補給されるが、トナーは非常に軽く細かい粒子であるため、トナー排出装置にトナーを補給する際にトナーが空気中に飛散したり、手が汚れたりする問題があった。

この問題に対して、近年ではトナー粒子が空気中に飛散しないように、トナー排出装置としての機能を有するトナーカートリッジを画像形成装置に装着し、該トナーカートリッジをそのまま交換する手法、即ち画像形成装置から空になったトナーカートリッジを取り外し、新しいトナーカートリッジを装着する手法が主流になってきている。そして、空になったトナーカートリッジは、近年の環境問題に対する意識の高まりから、廃棄せずに再利用するケースが多く、清掃後、新しいトナーを充填して出荷される。

このようなトナーカートリッジには、該トナーカートリッジからトナーを現像装置へ排出するためのトナー排出口が設けられている。従って、船や車輌等の輸送手段での輸送時にトナーカートリッジに収容されたトナーがトナー排出口から漏れるおそれがある。このため、従来は、トナー排出口をヒートシールで塞ぐことによって、輸送時におけるトナー漏れを防止する方法が採用されていた。しかし、トナー排出口をヒートシールしたトナーカートリッジでは、画像形成装置に装着する際に、そのヒートシールを取り外す必要があるので、該ヒートシールを取り外す際にトナーが飛散したり、手が汚れたりするといった問題点があった。

このような問題点を解決するために、例えば、特許文献１（特開平６−１１９６７号公報）には、トナーの通過を妨げるビニール等の通抜防止部を有するトナー排出ローラをトナー収容容器のトナー排出口に配置したトナーカートリッジが開示されている。また、特許文献２（特開２００３−８４５５７号公報）には、トナー排出ローラとトナー排出口との間にシール部材を配置したトナーカートリッジが開示されている。
特開平６−１１９６７号公報 特開２００３−８４５５７号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載のトナーカートリッジでは、船や車輌等の輸送手段による輸送中において、トナーを収容したトナー収容容器が長時間の振動を受けたり、或いは大きな振動を受けたりした場合には、トナーがトナー排出ローラの通抜防止部とトナー収容容器内壁との間やシール部材とトナー収容容器内壁との間に入り込みトナー排出口から漏れるケースがあった。

この特許文献１や特許文献２に記載のトナーカートリッジにおいて、輸送時のトナー漏れを防ぐためには、トナー排出ローラのトナー収容容器内壁への押圧力を高めて、トナー排出ローラ表面をトナー排出口周辺に密着させることが考えられるが、このようにトナー排出ローラの押圧力を高めると、トナーカートリッジを使用するために（即ちトナー排出口からトナーを排出するために）トナー排出ローラが回転する際には、トナー排出ローラとトナー収容容器内壁との摩擦抵抗が大きくなり、トナー排出ローラが磨耗することになる。そうすると、トナー排出ローラの性能が低下し、そのままではトナーカートリッジを再利用できないといったことがあった。

そこで、本発明は、輸送時におけるトナー漏れを効果的に防止できると共に、画像形成装置に装着する際の作業性を良くすることができ、しかもトナー排出ローラの耐久性に優れ、これにより再利用し易くすることができるトナーカートリッジ及びそれを装着可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、画像形成装置に装着されるトナーカートリッジであって、トナー排出口を有するトナー収容容器と、前記トナー排出口を塞ぐように前記トナー収容容器の内側に配置されるトナー排出ローラとを備えたトナーカートリッジにおいて、前記トナー収容容器の前記トナー排出ローラが臨む内壁には、該トナー排出ローラの曲率に一致する曲率を有する曲率領域が設けられており、前記トナー排出ローラは、前記トナー収容容器の内壁への押圧力を高めることなく、前記トナー収容容器の曲率領域に接触配置されており、前記トナー収容容器における前記曲率領域において、前記トナー排出ローラの回転方向上流側の曲率開始位置と前記トナー排出ローラの回転中心とを結ぶ第１仮想直線と、前記回転方向下流側の曲率終了位置と前記トナー排出ローラの回転中心とを結ぶ第２仮想直線とのなす角度θが、２０°≦θ≦１８０°であり、一端部が前記トナー収容容器の内壁における前記曲率終了位置の前記回転方向下流側に隣接する位置に固定され、且つ、自由端側が前記曲率領域と前記トナー排出ローラとの間に前記トナー排出口を覆うように挿入されるシール部材を備え、前記シール部材は、前記トナー収容容器の内壁に折り返した状態で配置されており、前記トナー排出ローラの回転により該シール部材の自由端側が前記トナー排出口から退避して前記トナー収容容器の内壁と前記トナー排出ローラとの間より外側へ放出された後、折り返さない状態となるように構成されており、さらに、厚さが０．１２５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下のウレタンゴムからなるものであることを特徴とするトナーカートリッジを提供する。

本発明に係るトナーカートリッジにおいて、前記トナー収容容器は、前記曲率開始位置より前記トナー排出ローラの回転方向上流側の内壁が前記トナー排出ローラから遠ざかる方向にせり出していてもよい。

本発明に係るトナーカートリッジにおいて、前記トナー排出ローラは、少なくとも表面が発泡弾性体で形成されたものであることが好ましい。

本発明はまた、前記本発明に係るトナーカートリッジを装着可能な画像形成装置であって、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体表面を帯電させる帯電装置と、前記静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像担持体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記静電潜像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記静電潜像担持体表面を清浄化するクリーニング装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式を利用して画像を形成することを特徴とする画像形成装置も提供する。

本発明に係るトナーカートリッジによれば、前記トナー収容容器の前記内壁には、前記曲率領域が設けられていて、前記トナー排出ローラが、前記トナー収容容器の内壁への押圧力を高めることなく、前記トナー収容容器の曲率領域に接触配置されているので、前記排出ローラと前記トナー収容容器内壁との接触面積を増やすことができ、これにより、前記トナー排出ローラの前記トナー収容容器内壁への押圧力を高めることなく、前記トナー排出ローラが停止しているときに（例えば輸送時において）前記トナー排出ローラと前記トナー収容容器内壁との間においてトナーを前記トナー排出口へ移動させ難くすることができる。従って、前記トナー排出口を塞ぐヒートシールを設けることなく、前記トナー排出口を確実に塞ぐことができ、たとえ船や車輌などの輸送手段による輸送時の長時間の振動や大きな衝撃を受けるような状況下に保管されても、トナーカートリッジからのトナー漏れを効果的に防止することができると共に、ヒートシールなどの剥離操作の必要がなくなり、トナーカートリッジが画像形成装置に装着される際の作業性を良くすることができる。さらに、前記トナー排出ローラの前記トナー収容容器内壁への押圧力を高めることがないので、トナーカートリッジの使用中においては前記トナー排出ローラの磨耗の発生を起こり難くでき、耐久性に優れる。これにより、トナーカートリッジを再利用できる回数を増やすことができ、リサイクルやリフィールなどの再利用をし易くすることができる。

しかも、前記曲率領域において、前記第１仮想直線と前記第２仮想直線とのなす角度θが２０°≦θ≦１８０°であるので、前記トナー排出ローラが回転するときは前記トナー排出ローラの回転トルクを抑えつつ、前記トナー排出ローラが停止しているときは前記トナー排出口からのトナー漏れを効果的に防止することが可能となる。

さらに、前記シール部材を備えるので、トナーカートリッジが初期状態のときは、前記トナー排出ローラと前記トナー収容容器内壁との間にトナーが入り込むことを十分抑制できると共に、トナーカートリッジの画像形成装置への装着後での前記トナー排出ローラの回転によって、前記シール部材を前記トナー排出口から容易に離間させることができる。

さらに、前記シール部材は、前記トナー収容容器の内壁に折り返した状態で配置されており、該シール部材の自由端側が前記トナー収容容器の内壁と前記トナー排出ローラとの間より外側へ放出された後、折り返さない状態となるように構成されているので、該折り返さない状態において、前記シール部材と前記トナー排出ローラとの接触面積を可及的に少なくでき、或いは、前記シール部材と前記トナー排出ローラとが接触しないようにでき、それだけ、前記トナー排出ローラの回転による前記シール部材や該トナー排出ローラの磨耗をなくすることができる。従って、前記トナー排出ローラの耐久性を向上させることができ、それだけトナーカートリッジを再利用できる回数を増やすことが可能となる。

さらに、前記シール部材は、厚さが０．１２５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下のウレタンゴムからなるものであるので、該シール部材の最適な摩擦力が得られ、これにより前記トナー排出ローラの回転により、前記自由端側が確実に前記トナー排出口から外れることが可能となると共に、該シール部材の柔軟性や耐磨耗性に優れ、それだけトナーカートリッジを再利用（リフィール）できる回数を増やすことが可能となる。

前記トナー収容容器において、前記曲率開始位置より前記トナー排出ローラの回転方向上流側の内壁が前記トナー排出ローラから遠ざかる方向にせり出している場合には、トナー漏れをより確実且つ効果的に防止できる。

また、前記トナー排出ローラは、少なくとも表面が発泡弾性体で形成されたものである場合には、該トナー排出ローラを前記トナー収容容器の内壁（前記曲率領域）に均一に押し当てることができる。この場合において、前記シール部材を備えることで、該シール部材を介して、該トナー排出ローラを前記トナー収容容器の内壁（前記曲率領域）に隙間なく均一に押し当てることができる。これにより、前記トナー排出口からのトナー漏れに対する防止効果を一層高めることができる。

さらに、本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係るトナーカートリッジを装着できるので、トナー漏れによる該トナーカートリッジからのトナーの汚れを有効に防止でき、該トナーカートリッジの装着作業性に優れることから、クリーンな環境で容易にトナーカートリッジを装着することができる。

以下に、本発明の実施形態に係るトナーカートリッジについて、図面を参照しつつ説明する。図１は、トナーカートリッジの構成を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、トナーカートリッジ１０は、トナー収容容器１及びトナー排出ローラ３を備えている。トナー収容容器１は、トナーカートリッジ１０を装着可能な画像形成装置３０（後述する図８参照）の現像装置２０における現像槽１１に連通するトナー排出口２を有している。トナー排出ローラ３は、トナー収容容器１内側においてトナー排出口２を塞ぐ位置に配設されている。画像形成装置３０は、トナー排出ローラ３を一方向（図１中Ａ方向）に回転させるように構成されている。

そして、トナー収容容器１のトナー排出口２が臨む内壁には、該トナー排出ローラ３の曲率に一致する曲率を有する曲率領域５が設けられている。このトナー収容容器１の曲率領域５にトナー排出ローラ３がトナー収容容器１の内壁への押圧力を高めることなく接触配置されている。即ち、トナー排出ローラ３は、回転中心がトナー収容容器１の曲率領域５の曲率中心と一致するように該トナー収容容器１に回転自在に配設されている。なお、図１において、構成をわかり易くするために、トナー排出ローラ３と曲率領域５との間には隙間が有するように表されているが、実際には、トナー排出ローラ３表面と曲率領域５とは接触状態になっている。後述する図２乃至図７についても同様である。

このようにトナーカートリッジ１０では、トナー排出ローラ３の曲率に一致する曲率を有する曲率領域５がトナー収容容器１の内壁に設けられることにより、トナー排出ローラ３表面とトナー収容容器１内壁（即ち曲率領域５）との接触面積を増やすことができるために、激しいショックや長時間の振動を受けるような輸送時においても、トナー排出ローラ３とトナー収容容器１内壁との間においてトナーをトナー排出口２へ移動させ難くすることができ、これにより、トナー排出口２からのトナー漏れを効果的に防止することができる。

図１に示すトナーカートリッジ１０についてさらに具体的に説明すると、このトナーカートリッジ１０は、トナー攪拌部材８及びトナー汲み上げブレード９を備えている。

トナー収容容器１は、ここでは、内部空間を有する略半円筒状の容器部材とされている。トナー収容容器１は、トナー攪拌部材８及びトナー排出ローラ３を回転軸線８ａ，３ａを中心に回転自在に支持し、トナーを収容するようになっている。

トナー排出口２は、ここでは、トナー排出ローラ３の軸方向に長辺を有する略長方形の開口部とされている。トナー排出口２は、トナーカートリッジ１０が画像形成装置３０に装着された際に、該画像形成装置３０に備えられる現像装置２０の現像槽１１を臨む位置に形成されている。トナー攪拌部材８は、回転軸線８ａを中心に回転することにより、トナー収容容器１内に収容されるトナーを攪拌するものである。

トナー汲み上げブレード９は、長手方向がトナー攪拌部材８の軸線方向に沿って延びる板状部材とされている。トナー汲み上げブレード９は、トナー収容容器１内のトナーを汲み上げてトナー排出ローラ３へ搬送するために、トナー攪拌部材８の径方向外方端部に設けられている。トナー汲み上げブレード９は、可撓性を有する材料（例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート）からなっていることが好ましい。この場合、トナー汲み上げブレード９は、トナーをトナー排出ローラ３の方へ汲み上げたとき、その可撓性によって、トナー収容容器１の内壁を摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出ローラ３に効率よく供給することができる。

トナー排出ローラ３は、自身の回転によって、トナー汲み上げブレード９によって搬送されてくるトナーをトナー排出口２へと導き、該トナー排出口２から現像槽１１に供給するもので、輸送時にはトナー排出口２をトナーカートリッジ１０の内側から遮蔽してトナー排出口２からのトナーの漏れを阻止する。一方、トナーカートリッジ１０が画像形成装置３０に装着されてトナー排出ローラ３が矢印の方向Ａに回転されることにより、トナー汲み上げブレード９にて搬送されてくるトナーをトナー排出口２へと導く。これにより、トナー排出口２から現像槽１１にトナーを排出することができる。

図２は、図１に示すトナーカートリッジ１０のトナー排出ローラ３周辺部分を拡大した図であり、図２（ａ）は、曲面領域５の好ましい一実施形態を示す図であり、図２（ｂ）は、曲面領域５の他の形態を示す図であり、また、図２（ｃ）は、曲面領域５のさらに他の形態を示す図である。

図２（ａ）に示すトナーカートリッジ１０の形態では、トナー収容容器１内壁のトナー排出ローラ３回転方向Ａ上流側の曲率開始位置Ｐ１とトナー排出ローラ３の回転中心（回転軸線）３ａとを結んだ第１仮想直線αと、トナー収容容器１内壁のトナー排出ローラ３回転方向Ａ下流側の曲率終了位置Ｐ２とトナー排出ローラ３の回転中心３ａとを結んだ仮想直線βとのなす角度をθとすると、２０°≦θ≦１８０°の関係を満たすように構成されている。こうすることで、トナー排出ローラ３の回転トルクを抑えつつ、トナー排出口２からのトナー漏れを効果的に防ぐことができる。

これに対し、図２（ｂ）に示すトナーカートリッジ１０の形態の如く、角度θがθ＜２０°の関係を満たすように構成されている場合には、トナー排出ローラ３表面とトナー収容容器１内壁（曲率領域５）との接触面積が少なくなるためにトナー排出口２からのトナー漏れを引き起こし易い。また、図２（ｃ）に示すトナーカートリッジ１０の形態の如く、角度θがθ＞１８０°の関係を満たすように構成されている場合には、トナー排出ローラ３表面とトナー収容容器１内壁（曲率領域５）との接触面積が増えることになり、摩擦抵抗が増加し易いため、トナー排出ローラ３の回転トルクアップに繋がり易い。

トナーカートリッジ１０は、シール部材４をさらに備えていてもよい。図３は、図１に示すトナーカートリッジ１０の参考例のトナー排出ローラ３周辺部分を拡大した図であって、図３（ａ）は、該トナーカートリッジ１０の画像形成装置３０への装着前（輸送時等の初期状態）、或いは、該トナーカートリッジ１０が画像形成装置３０へ装着された状態でのトナー排出ローラ３回転前のシール部材４の状態を示す図であり、図３（ｂ）は、該トナーカートリッジ１０が画像形成装置３０へ装着された状態でのトナー排出ローラ３回転後のシール部材４の状態（トナー排出口２の開放状態）を示す図である。

図３（ａ）に示すように、シール部材４は、初期状態において、一端部４ａがトナー排出口２を基準にしてトナー排出ローラ３の回転方向Ａ下流側における曲率領域５近傍のトナー収容容器１の内壁に固定され、且つ、自由端側４ｂが曲率領域５とトナー排出ローラ３との間にトナー排出口２を閉塞するように挿入されている。そして、トナーカートリッジ１０の画像形成装置３０への装着後にトナー排出ローラ３が回転することによって、トナー排出ローラ３表面に接触配置されたシール部材４の自由端側４ｂがトナー排出ローラ３表面との摩擦力にて容易にトナー排出口２から離間する構成となっている。かかる構成を備えたトナーカートリッジ１０では、輸送時においてシール部材４とトナー収容容器１の内壁との間にトナーを回り込み難くすることができ、これにより、トナー排出口２からのトナー漏れをさらに起こり難くすることが可能となる。また、トナー排出ローラ３が回転することで、トナー排出ローラ３表面とシール部材４の自由端側４ｂとの摩擦力にて該シール部材４の自由端側４ｂを容易にトナー排出口２から外すことが可能となる。

詳しくは、シール部材４は、トナー収容容器１の内壁に対して、折り返さない状態で配置されている（図３（ａ）参照）。そして、シール部材４は、トナー排出ローラ３の回転により自由端側４ｂがトナー排出口２から離間して曲率領域５とトナー排出ローラ３との間より外側へ放出された後、折り返した状態となるように構成されている（図３（ｂ）参照）。

具体的には、シール部材４は、可撓性を有し、トナー排出ローラ３の軸方向においてトナー排出ローラ３の幅と略同じの幅を有する略長方形のシート状部材とされている。シール部材４の一端部４ａは、一方の面４ｃがトナー排出口２よりもトナー排出ローラ３の回転方向Ａ下流側のトナー収容容器１内壁（ここでは曲率終了位置Ｐ２の下流側に隣接する位置）に両面テープ等の接着部材６によって固定されるようになっている。また、シール部材４の自由端側４ｂは、トナー排出口２を塞ぐように、一端部４ａから折り返さない状態で曲率領域５とトナー排出ローラ３との間に配置され、一方の面４ｃとは反対側の他方の面４ｄがトナー排出ローラ３表面と接触し、且つ、一方の面４ｃが曲率領域５と接触するようになっている。

次に、図３（ａ）に示すトナーカートリッジ１０におけるシール部材４及びトナー排出ローラ３の動作について簡単に説明する。図３（ａ）に示すトナーカートリッジ１０では、初期状態ではトナー排出口２はシール部材４及びトナー排出ローラ３によって塞がれているが、シール部材４は、トナー排出ローラ３の回転（トナーカートリッジ１０の使用）により、他方の面４ｄの該トナー排出ローラ３表面との接触抵抗によって回転方向Ａに引きずられて、トナー排出口２を塞がない位置へと移行し、トナー排出口２が開放される。その後、シール部材４は、図３（ｂ）に示すように、自由端側４ｂが曲率領域５とトナー排出ローラ３との間より外方へ放出され、折り返した状態となる。

そして、画像形成にあたり、トナー攪拌部材８は、図１中矢印方向Ｂに回転してトナーを撹拌し、トナー汲み上げブレード９によってトナーをトナー排出ローラ３の方へ汲み上げる。このとき、トナー汲み上げブレード９は、その可撓性によって、トナー収容容器１の内壁を摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出ローラ３に供給する。トナー排出ローラ３は、自身の回転によって、トナー汲み上げブレード９から供給されたトナーをトナー排出口２へと導くことにより、トナー排出ローラ３と曲率領域５との間を搬送されてきたトナーをトナー排出口２から現像装置２０へ供給する。

なお、図３に示すトナーカートリッジ１０では、トナー排出ローラ３近傍にトナーを多量に貯留して高速大量印刷に対応できる構成にするという観点から、図４に示すように、曲率開始位置Ｐ１よりトナー排出ローラ３の回転方向Ａ上流側におけるトナー収容容器１の内壁は、トナー排出ローラ３から遠ざかる方向に該曲率開始位置Ｐ１からせり出していることが好ましい（図４中γ部参照）。このトナーカートリッジでは、例えば、構造的にトナーがより漏れやすくなっていても、前記したシール効果を効果的に発揮することができる。

図５は、図１に示すトナーカートリッジ１０の一実施形態を示すトナー排出ローラ３周辺部分を拡大した図であって、図５（ａ）は、該トナーカートリッジ１０の画像形成装置３０への装着前、或いは、該トナーカートリッジ１０が画像形成装置３０へ装着された状態でのトナー排出ローラ３回転前のシール部材４の状態を示す図であり、図５（ｂ）は、該トナーカートリッジ１０が画像形成装置３０へ装着された状態でのトナー排出ローラ３回転後のシール部材４の状態を示す図である。

図５（ａ）に示す実施形態のトナーカートリッジ１０において、図３（ａ）に示す同じ構成部品には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。シール部材４は、トナー収容容器１の内壁に対して、折り返した状態で配置されている。そして、シール部材４は、トナー排出ローラ３の回転により自由端側４ｂがトナー排出口２から離間して曲率領域５とトナー排出ローラ３との間より外側へ放出された後、折り返さない状態となるように構成されている。

具体的には、シール部材４の一端部４ａは、他方の面４ｄがトナー排出口２よりもトナー排出ローラ３の回転方向Ａ下流側のトナー収容容器１内壁（ここでは曲率終了位置Ｐ２の下流側に隣接する位置）に両面テープ等の接着部材６によって固定されるようになっている。また、シール部材４の自由端側４ｂは、トナー排出口２を塞ぐように、一端部４ａから折り返した状態で曲率領域５とトナー排出ローラ３との間に配置され、他方の面４ｄがトナー排出ローラ３表面と接触し、且つ、一方の面４ｃが曲率領域５と接触するようになっている。即ち、シール部材４は、図３に示すシール部材４の一方の面（接着部材６と接する接着面）４ｃの反対側（裏側）の他方の面４ｄが接着面となるように固定されている。シール部材４を他方の面４ｄで固定することによって、図５（ｂ）に示すように、トナーカートリッジ１０が画像形成装置３０に装着された状態で、トナー排出ローラ３が回転された後に、シール部材４を折れ曲がらなくすることができる。その結果、シール部材４とトナー排出ローラ３との摩擦を減らすことができ、これにより、トナー排出ローラ３やシール部材４の耐久性を向上させることができる。このシール部材４として、遮断性の高いものを設けることにより、僅かなトナーでさえもシール部材４とトナーカートリッジ内壁（曲率領域５）との間への進入を遮ることができ、トナー排出口２からのトナー漏れをさらに起こり難くすることができる。

シール部材４としては、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ポリプロピレン等の合成樹脂材料からなる可撓性を有するフィルム状又はシート状の部材を用いることができる。但し、トナー排出ローラ３が回転したとき曲率領域５とトナー排出ローラ３表面との間より外方へ確実に放出されるように、摩擦係数の高い材料のものを用いることが好ましい。例えば、厚さ０．１２５ｍｍ〜０．２ｍｍとしたウレタンゴムは、適度な摩擦係数と再利用性（耐久性）とを兼ね備える点で好ましい。

図６は、図１に示すトナーカートリッジ１０の他の参考例を模式的に示す断面図であって、該トナーカートリッジ１０の画像形成装置３０への装着前に、該トナーカートリッジ１０において、トナー汲み上げブレード９がシール部材の役割を果たしている様子を示す図である。

図６に示すトナーカートリッジ１０において、トナー汲み上げブレード９は、一端部９ａがトナー攪拌部材８に設けられ、且つ、自由端側９ｂが曲率領域５とトナー排出ローラ３との間にトナー排出口２を閉塞するように挿入されている。そして、トナー汲み上げブレード９は、トナー攪拌部材８の回転により自由端側９ｂが強制的にトナー排出口２から離間するように構成されている。

即ち、図６に示すトナーカートリッジ１０が画像形成装置３０に装着されてトナー攪拌部材８が回転される前までは（初期状態では）、トナー汲み上げブレード９は、自由端側９ｂがトナー排出口２を閉じるように曲率領域５とトナー排出ローラ３との間に挿入されて図３及び図５に示すようなシール部材の役割を果たしている。そして、トナーカートリッジ１０の画像形成装置３０への装着後の攪拌部材８の回転により強制的にトナー排出口２から離間されるようになっている。かかる構成によれば、図３及び図５に示すトナーカートリッジ１０でトナー排出ローラ３とシール部材４との摩擦力に頼っていたシール部材４の排出口２からの離間を、トナー攪拌部材８の回転によるトナー汲み上げブレード９の自由端側９ｂの強制的な移動によって確実に行うことが可能となる。

具体的には、トナー攪拌部材８は、回転軸線８ａ方向に延びる長辺と、回転軸線８ａを基準にして径方向の両側に延びる短辺とを有する板状のものとされている。トナー汲み上げブレード９は、トナー攪拌部材８の径方向両端部に設けられている。

トナー汲み上げブレード９としては、例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚さを有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のシート（可撓性フィルム）からなるものを挙げることができる。

トナー排出ローラ３は、ここでは、弾性を有する発泡弾性体を表面層に有するものとされており、具体的には表面層が弾性を有する連発泡スポンジで形成されている。このように、トナー排出ローラ３において、弾性を有する発泡弾性体を表面層に設けることにより、トナー排出ローラ３と曲率領域５との間にシール部材４或いはトナー汲み上げブレード９の自由端側４ｂ，９ｂを配置する場合でも、トナーカートリッジ１０の輸送時（未使用時）には、シール部材４の自由端側４ｂ或いはトナー汲み上げブレード９の自由端側９ｂを介して曲率領域５を均一に押さえることが可能となり、自由端側４ｂ，９ｂと曲率領域５との間からのトナー漏れを確実に防止することができる。また、トナーカートリッジ１０が画像形成装置３０へ装着された状態でトナー排出ローラ３が回転された後（使用時）では、効率よくトナーをトナー排出口へ搬送することが可能となる。

発泡弾性体の材料としては、例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などの材料を使用することができる。特に、耐久性やトナー搬送性の点からポリウレタン発泡体を好適に用いることができる。

トナー排出ローラ３としては、例えば、ステンレス製の回転軸に、連発泡エステル系ポリウレタンフォーム（いわゆるスポンジ様）の多孔質弾性体を巻き付けたものを好適に用いることができる。

図７は、図１に示すトナーカートリッジ１０を画像形成装置３０内に装着した状態での該トナーカートリッジ１０周辺部分を概略的に示す断面図である。

トナー攪拌部材８及びトナー排出ローラ３は、図示を省略した駆動モータ等の駆動源から歯車等の駆動伝達機構を介して伝達される駆動力により回転軸線８ａ，３ａ回りにそれぞれ回転駆動されるようになっている。

現像装置２０は、現像槽１１、攪拌ローラ１３、現像ローラ１２、規制部材１４及びトナー濃度検知センサ１５を備えている。

現像槽１１は、内部空間を有する略半円筒状の容器部材とされており、攪拌ローラ１３及び現像ローラ１２を軸線回り回転自在に支持し、トナー及びキャリアを主成分とする２成分現像剤を収容するようになっている。攪拌ローラ１３は、図示を省略した駆動手段によって回転駆動され、現像槽１１内に収容される２成分現像剤を攪拌するようになっている。

現像ローラ１２は、現像槽１１の開口部１６を介し、感光体ドラム１７に対して所定の間隙を存する状態で対向配置されており、図示を省略した駆動手段によって軸線回りに回転駆動されようになっている。これにより、該現像ローラ１２表面に担持される２成分現像剤を感光体ドラム（静電潜像担持体の一例）１７へと搬送することができる。また、また、現像ローラ１２は、該現像ローラ１２で搬送される２成分現像剤が感光体ドラム１７との最近接部分（現像ニップ部）で該感光体ドラム１７と接触するようになっている。そして、現像ローラ１２は、現像ニップ部において、該現像ローラ１２に接続される図示を省略した電源から現像バイアス電圧が印加されることで、該現像ローラ１２表面における現像剤中のトナーを該現像ローラ１２表面から感光体ドラム１７表面における静電潜像へ移行させ得るようになっている。

規制部材１４は、長手方向が現像ローラ１２の軸線方向に沿って延びると共に、短手方向が現像ローラ１２の径方向に沿って延びる板状部材されている。規制部材１４は、短手方向の一端部が現像槽１１に支持され、且つ、短手方向の他端部が現像ローラ１２表面に対して所定の間隙を存する状態で設けられている。規制部材１４の材料としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムや合成樹脂などを使用することができる。

トナー濃度検知センサ１５は、センサ面が現像槽１１の内部に露出して攪拌ローラ１３に臨むように現像槽１１底面に装着されている。トナー濃度検知センサ１５は、図示を省略した制御手段の入力系に電気的に接続されている。

なお、トナー排出ローラ３を回転駆動する図示を省略したトナー排出ローラ駆動手段は、制御手段の出力系に電気的に接続されている。制御手段は、トナー濃度検知センサ１５による検知結果に応じて、トナー排出ローラ駆動手段によってトナー排出ローラ３を回転駆動させ、トナー排出口２を介して現像槽１１内部にトナーを供給できるようになっている。

制御手段は、トナー濃度検知センサ１５による検知結果がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナー排出ローラ駆動手段に制御信号を送り、トナー排出ローラ３を回転駆動させる。一方、トナー濃度検知センサ１５による検知結果がトナー濃度設定値以上であると判定すると、トナー排出ローラ駆動手段に制御信号を停止し、トナー排出ローラ３の回転駆動を停止させる。

トナー濃度検知センサ１５としては、一般的なトナー濃度検知センサ１５を使用することができ、例えば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどを挙げることができる。これらの中でも、透磁率検知センサを用いることが好ましい。

トナー濃度検知センサ１５として、透磁率検知センサを用いる場合、透磁率検知センサには図示を省略した電源が接続される。電源は、透磁率検知センサに対して、駆動電圧及びトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧印加制御は、制御手段によって行われる。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力するようになっている。透磁率検知センサは、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧が印加されるようになっている。

図８は、本発明の実施に係るトナーカートリッジ１０を装着した画像形成装置３０の構成を模式的に示す断面図である。この画像形成装置３０は、前記した現像装置２０及び感光体ドラム１７に加えて、帯電装置２５、露光装置２２、クリーニング装置２６、転写装置２４及び定着装置２３を備えている。

感光体ドラム１７は、図示を省略した駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能とされている。感光体ドラム１７は、その表面に静電潜像（現像後においてはトナー像）が形成される感光体層を有するローラ状部材である。感光体ドラム１７としては、代表的には、導電性基体と、該導電性基体表面に形成される感光体層とを有するものを例示できる。導電性基体としては、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を例示でき、その中でも円筒状導電性基体を用いることが好ましい。感光体層としては、例えば、有機感光体層、無機感光体層などを挙げることができる。

有機感光体層としては、例えば、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層感光体層、若しくは１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む単層感光体層などを挙げることができる。

無機感光体層としては、例えば、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどの材料から選ばれる１種又は２種以上の材料を含む層を挙げることができる。導電性基体と感光体層との間には、下地膜を介在させてもよく、感光体層の表面には、主として感光体層を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。

帯電装置２５は、ここでは感光体ドラム１７にコロナ放電を行う鋸歯型帯電器とされている。帯電装置２５には、該帯電装置２５に電圧を印加する図示を省略した電源が接続されている。帯電装置２５は、該電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム１７表面を所定の極性の所定の電位に帯電させる。鋸歯型帯電器以外の帯電装置としては、例えば、チャージャー型帯電器、帯電ブラシ型帯電器、ローラ状帯電器、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用することができる。

露光装置２２は、後述するスキャナユニット３１にて読み取られた原稿の画像情報又は外部機器からの画像情報が入力され、該画像情報に応じた信号光を、帯電状態にある感光体ドラム１７表面に照射するようになっている。これにより、感光体ドラム１７表面に、画像情報に応じた静電潜像を形成することができる。露光装置２２としては、例えば、光源を有するレーザスキャニング装置を用いることができる。レーザスキャニング装置は、代表的には、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ及び反射ミラーを組合せた装置とされ得る。光源としては、例えば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用することができる。

転写装置２４は、ローラ状部材を備えている。ローラ状部材は、図示を省略した支持部材によって軸線回り回転自在に支持されている。また、ローラ状部材は、感光体ドラム１７に圧接するように設けられており、図示を省略した駆動手段によって回転駆動されるようになっている。このローラ状部材としては、例えば、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属製芯金と、該金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを有するものを用いることができる。金属製芯金を構成する金属としては、例えば、ステンレス鋼やアルミニウムなどを使用することができる。導電性弾性層としては、例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したものを使用することができる。

感光体ドラム１７とローラ状部材との圧接部（転写ニップ部）を記録媒体が通過することによって、該感光体ドラム１７表面のトナー像が該記録媒体に転写される。転写装置２４には、該転写装置２４に電圧を印加する図示を省略した電源が接続されている。転写装置２４は、該電源によって、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これにより、トナー像を記録媒体に転写することができる。

クリーニング装置２６は、トナー像を転写した後の感光体ドラム１７表面を清浄化するものであり、図示を省略したクリーニングブレードと、図示を省略したトナー貯留槽とを備えている。クリーニングブレードは、長手方向が感光体ドラム１７の軸線方向に沿って延びる板状部材とされている。クリーニングブレードは、短手方向の一端部が支持される一方、自由端部が感光体ドラム１７表面に当接するようになっている。これにより、記録媒体にトナー像が転写された後の感光体ドラム１７表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム１７表面から取り除くことができる。トナー貯留槽は、内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレードによって除去されたトナーを一時的に貯留するようになっている。

定着装置２３は、定着ローラ３２と加圧ローラ３３とを備えている。定着ローラ３２は、図示を省略した支持部材によって軸線回り回転自在に支持されている。定着ローラ３２は、図示を省略した駆動手段によって回転駆動されるようになっている。また、定着ローラ３２は、その内側に図示を省略した加熱部材を有している。これにより、転写ニップ部から搬送されてくる記録媒体上の未定着トナー像を加熱し、溶融させて記録媒体に定着させることができる。

定着ローラ３２としては、例えば、芯金と、弾性層とを有するものを使用することができる。芯金は、一般的に、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成することができる。弾性層は、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成することができる。加熱部材は、図示を省略した電源から電圧印加を受けて発熱するようになっている。加熱部材としては、例えば、ハロゲンランプ、赤外線ランプなどの熱源を使用することができる。

加圧ローラ３３は、図示を省略した加圧支持部材によって軸線回り回転自在に支持されつつ定着ローラ３２に対して圧接するようになっている。そして、加圧ローラ３３は、定着ローラ３２の回転に伴い該定着ローラ３２に向けて押圧しつつ従動回転するようになっている。

また、加圧ローラ３３は、定着ローラ３２との圧接部である定着ニップ部において、定着ローラ３２によるトナー像の記録媒体への加熱による定着に際し、溶融状態にあるトナーを該定着ローラ３２に対して記録媒体を介して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進するようになっている。加圧ローラ３３として、例えば、定着ローラ３２と同様の構成のものを使用してもよい。即ち、加圧ローラ３３の内側においても加熱部材を設けてもよい。加熱部材としては、例えば、定着ローラ３２内側の加熱部材と同様のものを用いることができる。

定着装置２３においては、トナー像が転写された記録媒体が定着ニップ部を通過する際に、トナー像を構成するトナーを溶融させると共に記録媒体に押圧することで、トナー像が記録媒体に定着される。なお、トナー像が定着された記録媒体は、複数の排紙ローラ対２８を介して、排紙トレイ２９に排出される。

図８に示す画像形成装置３０は、前記の構成に加えて、給紙カセット２１、排紙トレイ２９及びスキャナユニット３１を備えている。

給紙カセット２１は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。給紙カセット２１では、図示を省略したピックアップローラと、給紙ローラ対２７と、レジストローラ対３４とによって、転写ニップ部に搬送される感光体ドラム１７表面のトナー像に同期して、記録媒体が１枚ずつ供給されるようになっている。

スキャナユニット３１には、図示を省略した原稿セットトレイ、自動反転原稿搬送装置（ＲＡＤＦ、Reversing Automatic Document Feeder）などの原稿搬送機構が設けられると共に、原稿読み取り装置４０が設けられている。

自動原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を原稿読み取り装置４０の原稿載置台４１に搬送するようになっている。原稿読み取り装置４０は、原稿載置台４１と原稿走査装置４２と、反射部材４６と、光学レンズ５０と、光電変換素子ラインセンサ（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device））４７とを備え、原稿載置台４１に載置される原稿の画像情報を原稿走査装置４２にて複数ライン毎（例えば、１０ライン毎）に読み取るようになっている。

原稿載置台４１は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材４３を有している。原稿走査装置４２は、光源４４と、第１の反射ミラー４５とを備えている。原稿走査装置４２は、原稿載置台４１の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台４１に載置される原稿の表面に光を照射して該光照射によって反射光像が得られるようになっている。光源４４は、原稿載置台４１に載置される原稿に照射するものである。第１の反射ミラー４５は、原稿表面からの反射光像を反射部材４６に向けて反射するものである。

反射部材４６は、第２の反射ミラー４８と第３の反射ミラー４９とを備え、第１の反射ミラー４５からの反射光像を光電変換素子ラインセンサ４７上で結像させるようになっている。また、反射部材４６は、原稿走査装置４２の往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動するようになっている。第２及び第３の反射ミラー４８，４９は、第１の反射ミラー４５からの反射光像が光学レンズ５０に向うように該反射光像を反射させるようになっている。

光学レンズ５０は、第２及び第３の反射ミラー４８，４９からの反射光像を光電変換素子ラインセンサ４７上に結像させるようになっている。

光電変換素子ラインセンサ４７は、光学レンズ５０によって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示を省略したＣＣＤ回路を備えている。光電変換素子ラインセンサ４７は、画像情報である電気信号を制御手段における画像処理部に出力するようになっている。

なお、画像処理部は、原稿読み取り装置４０又はパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光装置２２に出力するようになっている。

以上説明した画像形成装置３０においては、トナー漏れによるトナーカートリッジ１０の汚れを抑制でき、トナーカートリッジ１０の交換作業性に優れることから、トナーカートリッジ１０を画像形成装置３０内に装着する際にトナーを飛散し難くすることができ、クリーンな環境で容易にトナーカートリッジ１０を装着することが可能となる。

トナーカートリッジの構成を模式的に示す断面図である。 図１に示すトナーカートリッジのトナー排出ローラ周辺部分を拡大した図であり、図（ａ）は、曲面領域の好ましい一実施形態を示す図であり、図（ｂ）は、曲面領域の他の形態を示す図であり、また、図（ｃ）は、曲面領域のさらに他の形態を示す図である。 図１に示すトナーカートリッジの参考例のトナー排出ローラ周辺部分を拡大した図であって、図（ａ）は、該トナーカートリッジの画像形成装置への装着前、或いは、該トナーカートリッジが画像形成装置へ装着された状態でのトナー排出ローラ回転前のシール部材の状態を示す図であり、図（ｂ）は、該トナーカートリッジが画像形成装置へ装着された状態でのトナー排出ローラ回転後のシール部材の状態を示す図である。 図３に示すトナーカートリッジの他の例を模式的に示す断面図である。 図１に示すトナーカートリッジの一実施形態を示すトナー排出ローラ周辺部分を拡大した図であって、図（ａ）は、該トナーカートリッジの画像形成装置への装着前、或いは、該トナーカートリッジが画像形成装置へ装着された状態でのトナー排出ローラ回転前のシール部材の状態を示す図であり、図（ｂ）は、該トナーカートリッジが画像形成装置へ装着された状態でのトナー排出ローラ回転後のシール部材の状態を示す図である。 図１に示すトナーカートリッジの他の参考例を模式的に示す断面図であって、該トナーカートリッジの画像形成装置への装着前に、該トナーカートリッジにおいて、トナー汲み上げブレードがシール部材の役割を果たしている様子を示す図である。 図１に示すトナーカートリッジを画像形成装置内に装着した状態での該トナーカートリッジ周辺部分を概略的に示す断面図である。 本発明の実施に係るトナーカートリッジを装着した画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 収容容器
２ トナー排出口
３ トナー排出ローラ
３ａ トナー排出ローラの回転中心
４ シール部材
４ａ シール部材の一端部
４ｂ シール部材の自由端側
５ 曲率領域
８ トナー攪拌部材
９ トナー汲み上げブレード
９ａ トナー汲み上げブレードの一端部
９ｂ トナー汲み上げブレードの自由端側
１０ トナーカートリッジ
１７ 静電潜像担持体（感光体ドラム）
２０ 現像装置
２２ 露光装置
２３ 定着装置
２４ 転写装置
２５ 帯電装置
２６ クリーニング装置
３０ 画像形成装置
Ａ トナー排出ローラの回転方向
Ｐ１ 曲率開始位置
Ｐ２ 曲率終了位置
α 第１仮想直線
β 第２仮想直線
θ 第１仮想直線と第２仮想直線とのなす角度

Claims (4)

1. 画像形成装置に装着されるトナーカートリッジであって、トナー排出口を有するトナー収容容器と、前記トナー排出口を塞ぐように前記トナー収容容器の内側に配置されるトナー排出ローラとを備えたトナーカートリッジにおいて、
   前記トナー収容容器の前記トナー排出ローラが臨む内壁には、該トナー排出ローラの曲率に一致する曲率を有する曲率領域が設けられており、
   前記トナー排出ローラは、前記トナー収容容器の内壁への押圧力を高めることなく、前記トナー収容容器の曲率領域に接触配置されており、
   前記トナー収容容器における前記曲率領域において、前記トナー排出ローラの回転方向上流側の曲率開始位置と前記トナー排出ローラの回転中心とを結ぶ第１仮想直線と、前記回転方向下流側の曲率終了位置と前記トナー排出ローラの回転中心とを結ぶ第２仮想直線とのなす角度θが、
   ２０°≦θ≦１８０°
   であり、
   一端部が前記トナー収容容器の内壁における前記曲率終了位置の前記回転方向下流側に隣接する位置に固定され、且つ、自由端側が前記曲率領域と前記トナー排出ローラとの間に前記トナー排出口を覆うように挿入されるシール部材を備え、
   前記シール部材は、前記トナー収容容器の内壁に折り返した状態で配置されており、前記トナー排出ローラの回転により該シール部材の自由端側が前記トナー排出口から退避して前記トナー収容容器の内壁と前記トナー排出ローラとの間より外側へ放出された後、折り返さない状態となるように構成されており、さらに、厚さが０．１２５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下のウレタンゴムからなるものであることを特徴とするトナーカートリッジ。
2. 前記トナー収容容器は、前記曲率開始位置より前記トナー排出ローラの回転方向上流側の内壁が前記トナー排出ローラから遠ざかる方向にせり出していることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. 前記トナー排出ローラは、少なくとも表面が発泡弾性体で形成されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトナーカートリッジ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載のトナーカートリッジを装着可能な画像形成装置であって、
   表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体表面を帯電させる帯電装置と、前記静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像担持体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記静電潜像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記静電潜像担持体表面を清浄化するクリーニング装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式を利用して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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