JP5751779B2 - 現像装置、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

Description

本発明は、現像装置、電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）に着脱可能な現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関する。

ここで、現像装置とは、像担持体に形成された静電潜像を現像手段により現像することでトナー像として可視化するものである。

現像カートリッジとは、少なくとも、現像剤担持体（以下、単に「現像ローラ」という）を有し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。

また、プロセスカートリッジとは、像担持体と、少なくとも、帯電手段、現像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本体に対して着脱可能とするものである。

複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、像担持体及び現像装置を備え、像担持体に形成された静電潜像は、現像装置によって現像されることでトナー像として可視化される。

従来、この現像装置には、現像容器の開口に配置される現像ローラと、現像ローラの内部に配置されて現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、を備えるものがある。そして、開口の長手方向の一方の縁部には、現像ローラに向かって延びる現像ブレードが取り付けられる。また、開口の長手方向の他方の縁部には、現像容器の内部の現像剤が現像容器の開口及び現像ローラの隙間から漏れることを防止するために、現像ローラに向かって延びるシート部材が取り付けられる。

こうした現像装置では、現像ローラの回転で、現像容器の内部で空気流が発生し、現像容器の内部が外部よりも高い気圧状態となる現象が生じ得る。そのために、現像容器の内部の空気及びトナーが開口から漏出し、画像形成装置本体の内部が汚れ、記録材が汚れるおそれがある。このような現像容器の内部の空気及びトナーの漏出を防止する発明として、特許文献１に記載の現像装置に関する発明が開示される。

特許文献１に記載の現像装置は、現像容器、現像容器に形成される圧抜き孔、通気ダクト、通気ダクトの内部に設けられた集塵フィルタを備える。こうした構成によれば、現像容器の内部の高い気圧状態が緩和され、画像形成装置本体の内部がトナーで汚れたり、記録材がトナーで汚れたりする現象が抑制される。このことは、同様の構成を備える現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関しても言える。

一方、特許文献１に記載の現像装置、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では、従来、物流時の衝撃で現像容器の開口からトナーが漏出するのを防止するために、現像容器にトナーシール部材が設けられる場合がある。こうしたトナーシール部材が除去される前の状態であれば、現像容器の開口からトナーが漏出する現象が防止される。

特開２００５−３５２０７６号公報

しかしながら、トナーシール部材が除去された後の状態では、物流時、又は、ユーザの取扱い時に、現像装置、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、又は、画像形成装置には、落下等に起因して衝撃が加わる場合がある。こうした衝撃で、現像容器の内部の空気が急激に移動し、現像ローラ又は現像剤供給ローラが撓んで、現像容器の内部のトナーが現像容器の開口から漏出する場合がある。

特に、現像容器、現像ローラ、現像剤供給ローラ、及び、シート部材で囲まれた空間は、狭いために、現像ローラ及び現像剤供給ローラが撓むことによる圧力変動が大きい。その結果、シート部材及び現像ローラの隙間からトナーが漏出するおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑み、シート部材及び現像ローラの隙間からトナーが漏出するおそれを低減することができる現像装置、現像カートリッジ、トナーカートリッジ、画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の現像装置は、現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器の開口に配置され、像担持体に形成された静電潜像に対して担持した現像剤で現像する現像ローラと、前記現像容器の内部に配置され、前記現像ローラに当接して前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、基端部が前記現像容器に取り付けられて先端部が前記現像ローラに当接し、前記現像容器から現像剤が漏れるのを防止するシート部材と、前記現像容器の壁に形成されて前記現像容器の内外を連通する連通孔と、前記連通孔を覆って空気の通過を許容しつつ現像剤の通過を阻止するフィルタ部材と、を備え、前記連通孔は、前記現像剤供給ローラの回転軸と前記現像ローラの回転軸とを含む平面により前記現像容器を二分した際に容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁と、前記平面のうち前記現像剤供給ローラの表面から前記現像容器の内壁に向かって設けられた仮想平面と、前記シート部材と、前記現像ローラの表面と、前記現像剤供給ローラの表面と、により囲まれた囲み空間に繋がるようにして、前記現像ローラの回転軸方向で前記現像容器の中央部に設けられていることを特徴とする。

本発明の現像カートリッジは、前述の現像装置の機構を備え、画像形成装置本体に着脱自在なことを特徴とする。また、本発明のプロセスカートリッジは、像担持体、及び、前述の現像装置の機構を備え、画像形成装置本体に着脱自在なことを特徴とする。さらに、本発明の画像形成装置は、像担持体、前述の現像装置の機構、及び、記録媒体を搬送する搬送手段を備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、現像装置、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置に衝撃が加わった場合に、現像ローラ及び現像剤供給ローラが撓むことによる圧力変動が効率良く低減される。その結果、シート部材及び現像ローラの隙間からトナーが漏出する虞を低減することができる。

本発明の実施例１に係る現像カートリッジを備える画像形成装置の構成を示す断面図である。 イエロー現像カートリッジの構成を示す斜視図である。 現像ローラの構成を示す斜視図等である。 イエロー現像カートリッジの構成を示す斜視図である。 イエロー現像カートリッジの構成を示す断面図である。 平常状態の現像ローラ及びトナー供給ローラの配置関係を示し、図４のＺ方向から見た断面図等である。 イエロー現像カートリッジが床に落下した場合の現像ローラ及びトナー供給ローラの配置関係を示し、図４のＺ方向から見た断面図等である。 実施例２に係る現像カートリッジの構成を示す断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対位置等は、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から、特に特定的な記載が無い限りは、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。

図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る画像形成装置１１の構成を示す断面図である。画像形成装置１１は、電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置であり、４色フルカラーのレーザビームプリンタである。図１（ａ）に示されるように、画像形成装置１１は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）１１Ａを有し、この装置本体１１Ａの内部には、画像を形成する『画像形成部』が設けられる。『画像形成部』は、『像担持体』である感光体ドラム３ａ〜３ｄ、『転写装置』である１次転写ローラ１４等を含む。

画像形成装置１１は感光体ドラム３ａを備える。感光体ドラム３ａの周囲には、感光体ドラム３ａを一様に帯電するための『帯電手段』である帯電ローラ３ｂと、感光体ドラム３ａ上にレーザ光を照射して潜像を形成する『露光手段』である露光装置１２とが配置されている。また、感光体ドラム３ａの周囲には、感光体ドラム３ａ上に形成された潜像を対応色のトナーで現像するイエロー現像カートリッジ５ａ、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄの何れか１つが配置されている。さらに、感光体ドラム３ａの周囲には、感光体ドラム３ａ上の残留トナーを除去する『クリーニング手段』であるクリーニング装置３ｃが配置されている。

ここでは、感光体ドラム３ａと帯電ローラ３ｂとクリーニング装置３ｃが一体に構成され、かつ、画像形成装置１１に対して着脱可能なドラムカートリッジ３に関して説明する。ただし、感光体ドラム３ａと帯電ローラ３ｂとクリーニング装置３ｃは、各々が独立した構成でも良いし、一体化された構成でも良い。

イエロー現像カートリッジ５ａ、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄは、装置本体１１Ａに対して回転自在に取り付けられたロータリ１０１に保持されている。イエロー現像カートリッジ５ａ、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄは、ロータリ１０１に対して固定されている固定式の『現像装置』でも良い。なお、本実施例では、イエロー現像カートリッジ５ａ、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄの様に、装置本体１１Ａのロータリ１０１に着脱自在な現像カートリッジ方式を採用している。

ロータリ１０１がイエロー現像カートリッジ５ａ、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄのそれぞれを保持する構成は全て同様である。よって、本実施例でのロータリ１０１がイエロー現像カートリッジ５ａ、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄそれぞれを保持する構成の説明は、イエロー現像カートリッジ５ａで行う。なお、図１（ａ）中で、１ａ〜１ｄとの符号は、後述する現像ブレード１ａ〜１ｄに相当する。

画像形成の動作を以下に示す。まず、感光体ドラム３ａが矢印Ａの方向に回転する。感光体ドラム３ａの回転と同期して、中間転写ベルト１３が矢印Ｃの方向に回転する。そして、帯電ローラ３ｂが感光体ドラム３ａの表面を均一に帯電し、『露光手段』である露光装置１２が感光体ドラム３ａの表面にイエロー画像の光を照射し、感光体ドラム３ａ上にイエローの静電潜像が形成される。

図１（ｂ）は、画像形成装置１１の駆動工程を示す断面図である。前述のように、ロータリ１０１は、前述の静電潜像の形成と同時に、イエロー現像カートリッジ５ａ、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄを保持しつつ回転可能である。ロータリ１０１は、装置本体１１Ａに設けた駆動伝達機構によりロータリ回転軸１０１ａを中心に矢印Ｂの方向に回転する。これによって、ロータリ１０１が回転して、図１（ｂ）に示されるように、イエロー現像カートリッジ５ａが感光体ドラム３ａと対向する現像位置に配置される。

そして、感光体ドラム３ａに形成された潜像にイエロー現像剤が付着するように、感光体ドラム３ａと現像ローラ２ａに電位差が設定されている。これによって、感光体ドラム３ａに形成された潜像にイエロー現像剤を付着させて現像する。即ち、感光体ドラム３ａにイエロー現像剤像が形成される。

その後、中間転写ベルト１３の内側に配置された１次転写ローラ１４には、トナーと逆極性の電圧が印加され、感光体ドラム３ａ上のイエローのトナー像が中間転写ベルト１３の上に１次転写される。

前述のイエロートナー像の１次転写が終了すると、ロータリ１０１が画像形成装置１１の駆動伝達機構から駆動力を受け、矢印Ｂの方向へ更に回転移動する。そして、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄが順次、感光体ドラム３ａに対向する現像位置に位置決めされる。イエローの場合と同様にして、マゼンタ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、１次転写が順次行われ、中間転写ベルト１３上に４色のトナー像を重ね合わせる。

中間転写ベルト１３の内側には、前述の１次転写ローラ１４、『記録媒体』であるシートを搬送する『搬送手段』である２次転写内ローラ１５ｂ、ローラ６１、６２が配置されている。トナー像が重ね合わせられる間には、シートを搬送する『搬送手段』である２次転写ローラ１５ａが中間転写ベルト１３と非接触状態で配置されている。また、中間転写ベルト１３のクリーニングユニット１６が中間転写ベルト１３と非接触状態で配置されている。

一方、トナー像の被転写体であるシートＰは、装置本体１１Ａの下部に設けられた給送カセット１７に積載収納されている。シートＰは、『搬送手段』である給送ローラ１８によって給送カセット１７から一枚ずつ分離給送され、『搬送手段』である搬送ローラ１９に給送される。搬送ローラ１９は、給送されたシートＰを中間転写ベルト１３と２次転写ローラ１５ａの間に送り出す。ここで、図１（ｂ）に示されるように、２次転写ローラ１５ａが中間転写ベルト１３に圧接された状態になる。

更に、２次転写ローラ１５ａにはトナーと逆極性の電圧が印加されており、前述の中間転写ベルト１３上に重ね合わせた４色のトナー像は、搬送されてきたシートＰの表面に２次転写されていく。トナー像が転写されたシートＰは、定着器２０に送られる。定着器２０においては、シートＰが熱圧され、トナー像がシートＰ上に定着される。これにより、シートＰ上には画像が形成される。その後、シートＰは、定着器２０から『排出手段』である排出ローラ６４ａ、６４ｂを経由して画像形成装置１１の外部の排送部２１へ排出される。

図２は、イエロー現像カートリッジ５ａの構成を示す斜視図である。これ以降、イエロー現像カートリッジ５ａの構成に関して説明するが、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄの構成も同様である。図２に示されるように、イエロー現像カートリッジ５ａは、現像剤を収容可能な現像容器７ａを備える。現像容器７ａの内部には、現像容器７ａの長手方向に延びる現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａが回転自在に取り付けられている。現像容器７ａの長手方向の両端部には、サイド部材６Ｌ及びサイド部材６Ｒが取り付けられている。

また、２つのサイド部材６（すなわちサイド部材６Ｌ及びサイド部材６Ｒ）の各々には、ロータリ１０１の係止部材１０３ａと係合する被係止部６ａが形成されている。このために、イエロー現像カートリッジ５ａがロータリ１０１から飛び出すことは抑制されている。なお、係止部材１０３ａ（図１（ａ）参照）は、不図示のバネによりイエロー現像カートリッジ５ａと係合し、図１（ａ）の矢印Ｄ方向の移動を規制している。また、マゼンタ現像カートリッジ５ｂ、シアン現像カートリッジ５ｃ、ブラック現像カートリッジ５ｄには、それぞれ被係止部６ａと同様な被係止部が設けられている。そして、これらの被係止部が、それぞれロータリ１０１に設けられて現像カートリッジ５を係止する係止部材１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄと係合することにより、ロータリ１０１からの飛び出しが抑制されている。

図３（ａ）は、現像ローラ２ａの構成を示す斜視図である。図３（ａ）に示されるように、現像ローラ２ａは、剛体軸２ａ２、及び、剛体軸２ａ２の周囲に形成されるゴムローラ部２ａ１を備える。すなわち、剛体軸２ａ２は、現像ローラ２ａの回転軸に沿う方向にゴムローラ部２ａ１を貫通し、剛体軸２ａ２の両端はゴムローラ部２ａ１から突出して突出部２ａ２Ｌ、２ａ２Ｒを形成している。

図３（ｂ）は、トナー供給ローラ８ａの構成を示す斜視図である。図３（ｂ）に示されるように、トナー供給ローラ８ａは、剛体軸８ａ２、及び、剛体軸８ａ２の周囲に形成されるスポンジローラ部８ａ１を備える。すなわち、剛体軸８ａ２は、トナー供給ローラ８ａの回転軸に沿う方向にスポンジローラ部８ａ１を貫通し、剛体軸８ａ２の両端はスポンジローラ部８ａ１から突出して突出部８ａ２Ｌ、８ａ２Ｒを形成している。

図３（ｃ）は、サイド部材６Ｌ及びサイド部材６Ｒが取り外された現像容器７ａの内部構成を示す分解斜視図である。図３（ｃ）に示されるように、サイド部材６Ｌには穴６Ｌ１、６Ｌ２が形成されている。穴６Ｌ１には現像ローラ２ａの突出部２ａ２Ｌが挿入され、穴６Ｒ１には現像ローラ２ａの突出部２ａ２Ｒが挿入され、現像ローラ２ａは現像容器７ａに対して回転自在となっている。穴６Ｌ２にはトナー供給ローラ８ａの突出部８ａ２Ｌが挿入され、穴６Ｒ２にはトナー供給ローラ８ａの突出部８ａ２Ｒが挿入され、トナー供給ローラ８ａは現像容器７ａに対して回転自在となっている。こうして、イエロー現像カートリッジ５ａは、現像ローラ２ａの突出部２ａ２Ｌ、２ａ２Ｒをそれぞれ保持するサイド部材６Ｌ、６Ｒにより、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａを回転自在に保持している。

図４は、イエロー現像カートリッジ５ａの構成を示す斜視図である。図４に示されるように、現像容器７ａの長手方向の中央側には凹部６３が形成されている。凹部６３には、現像容器７ａの内部及び外部が連通する連通孔３１ａ（図５参照）が形成されている。この連通孔３１ａに対しては現像容器７ａの外側からフィルタ部材３２ａが覆うように固定されている。したがって、連通孔３１ａ及びフィルタ部材３２ａは、現像ローラ２ａの回転軸方向で現像容器７ａの中央に設けられる。なお、連通孔３１ａ及びフィルタ部材３２ａは、ゴムローラ部２ａ１の長手方向で現像容器７ａの中央の近傍に設けられれば良い。フィルタ部材３２ａの現像容器７ａへの固定は熱溶着を採用し接着しているが、固定方法は問わない。

また、『現像剤担持体』である現像ローラ２ａは、現像容器７ａの開口５２（図５参照）に配置され、『像担持体』である感光体ドラム３ａに形成された静電潜像に対して現像剤で現像する。『現像剤供給ローラ』であるトナー供給ローラ８ａは、現像容器７ａの内部に配置され、現像ローラ２ａに当接して現像ローラ２ａに現像剤を供給する。

図５は、イエロー現像カートリッジ５ａの構成を示す断面図である。図５に示されるように、イエロー現像カートリッジ５ａの現像容器７ａは、第１室７ａ１及び第２室７ａ２を備えている。第１室７ａ１及び第２室７ａ２の間には貫通口（開口）５１が形成されており、第１室７ａ１の内部のトナーｔは、第２室７ａ２に移動できるようになっている。なお、貫通口５１には、イエロー現像カートリッジ５ａの使用前には、トナーシール部材Ｓで封止されていて、第１室７ａ１から第２室７ａ２へのトナーｔの移動が抑制されている。カートリッジの使用開始時においてユーザ等がこのトナーシール部材Ｓを取り除くことで貫通口５１（開口）が開口され、第１室７ａ１内のトナーが第２室７ａ２に供給される。第２室７ａ２には開口５２が形成されている。開口５２は、上縁部５２ｍ及び下縁部５２ｎを含んで囲まれた開口である。

この開口５２の上縁部５２ｍの側には、現像ローラ２ａの表面に向かって延びる現像ブレード１ａが取り付けられている。すなわち、現像ブレード１ａは、基端部が現像容器７ａに取り付けられて先端部が現像ローラ２ａに当接し、現像ローラ２ａの表面の現像剤の層厚を規制する。

一方で、開口５２の下縁部５２ｎの側には、現像ローラ２ａの表面に向かって延びる弾性シート部材３０ａが取り付けられている。すなわち、弾性シート部材３０ａは、基端部が現像容器７ａに取り付けられて先端部が現像ローラ２ａに当接し、現像容器７ａから現像剤が漏れるのを防止する。

第２室７ａ２の内部で開口５２の内側にはトナー供給ローラ８ａが配置されている。開口５２には現像ローラ２ａが配置されている。

現像容器７ａにはトナーｔが供給される。第１室７ａ１のトナーｔは第２室７ａ２に移動する。トナーｔがトナー供給ローラ８ａに供給され、トナー供給ローラ８ａが回転軸８ａ４を中心に矢印Ｅの方向に回転すると、トナーｔが現像ローラ２ａに供給される。現像ローラ２ａが回転軸２ａ４を中心に矢印Ｆの方向に回転すると、現像ローラ２ａ上のトナーｔは現像ブレード１ａによって規制されながら、感光体ドラム３ａに対して現像される。現像後に現像ローラ２ａ上に残されたトナーｔはトナー供給ローラ８ａによって除去される。その後、再びトナー供給ローラ８ａによって現像ローラ２ａにトナーｔが供給される。現像ローラ２ａには、感光体ドラム３ａと電位差を設けるために、画像形成装置１１から電圧が供給されている。トナー供給ローラ８ａにも、画像形成装置１１から電圧が供給されている。

弾性シート部材３０ａは、開口５２の下縁部５２ｎ及び現像ローラ２ａのゴムローラ部２ａ１の間から第２室７ａ２の内部のトナーｔが漏出するのを防ぐトナーシール部材として機能している。弾性シート部材３０ａの基端は、長手方向に沿って現像容器７ａに固定されている。また、弾性シート部材３０ａの先端は、長手方向に沿ってゴムローラ部２ａ１の現像領域の全域に当接している。弾性シート部材３０ａは軽圧で現像ローラ２ａに当接している。弾性シート部材３０ａの現像ローラ２ａへの当接圧が強いと、現像ローラ２ａ上のトナー層が乱され、画像不良が発生する懸念があるためである。

また、現像位置では、安定的に現像ローラ２ａを感光体ドラム３ａに当接させるため、イエロー現像カートリッジ５ａが保持されたロータリ１０１ごと、感光体ドラム３ａの方向に付勢されている。これによって、イエロー現像カートリッジ５ａの現像ローラ２ａが感光体ドラム３ａに所定の加圧力で当接できる。

現像容器７ａには、第２室７ａ２の壁に形成されて現像容器７ａの内外を連通する連通孔３１ａが形成されている。この連通孔３１ａを外部から塞ぐようにフィルタ部材３２ａが現像容器７ａに取り付けられている。フィルタ部材３２ａは、連通孔３１ａを覆って空気の通過を許容しつつ現像剤の通過を阻止する。

ここで、トナー供給ローラ８ａのスポンジローラ部８ａ１の表面をローラ表面８ａ３とする。トナー供給ローラ８ａの回転中心である回転軸８ａ４と同芯で形成され、トナー供給ローラ８ａの表面（ローラの周面）８ａ３に沿った現像容器７ａの内壁面を同芯面（曲面部）６５とする。また、同芯面（曲面部）６５におけるトナー供給ローラ８ａの回転方向最下流位置からローラ表面８ａ３に垂直に引ける仮想平面を第１仮想平面７１とする。さらに、同芯面６５におけるトナー供給ローラ８ａの回転方向最上流位置からローラ表面８ａ３に引ける仮想平面を第２仮想平面７２とする。そして、これらのトナー供給ローラ８ａのローラ表面８ａ３、同芯面６５、第１仮想平面７１、第２仮想平面７２で囲まれる空間を仮想空間Ｇとする。なお、仮想平面７１、仮想平面７２、仮想空間Ｇは、実際に存在するものではないが、現像容器７ａの内部の位置や領域を示すための便宜的に用いる平面及び空間でもある。後述の囲み空間Ｊ、第３仮想平面７３、仮想空間Ｈ、仮想空間Ｉも同様である。

また、現像ローラ２ａのゴムローラ部２ａ１の表面をローラ表面２ａ３とし、前述の仮想空間Ｇよりも弾性シート部材３０ａの側に形成される現像容器７ａの面を内壁面６６とする。この内壁面６６とローラ表面２ａ３との距離は、同芯面６５とローラ表面８ａ３との距離よりも離れた状態となっている。そして、これらのローラ表面２ａ３、ローラ表面８ａ３、仮想平面７２、内壁面６６、弾性シート部材３０ａで囲まれる空間を仮想空間Ｈとする。

また、前述の仮想空間Ｇよりも弾性シート部材３０ａに対して遠い方の側に形成される現像容器７ａの面を内壁面６７とする。この内壁面６７とローラ表面８ａ３との距離は、同芯面６５とローラ表面８ａ３との距離よりも離れた状態となっている。

更に、トナー供給ローラ８ａの回転軸８ａ４と現像ローラ２ａの回転軸２ａ４とを含む平面を平面Ｕとする。そしてこの平面Ｕのうち、トナー供給ローラ８ａの表面であるローラ表面８ａ３から現像容器７ａの内壁面６７に向かって設けられた仮想平面を第３仮想平面７３とする。そして、これらのローラ表面８ａ３、第１仮想平面７１、内壁面６７、第３仮想平面７３とで囲まれる空間を仮想空間Ｉとする。

そして、これらのトナー供給ローラ８ａのローラ表面８ａ３、第２仮想平面７２、内壁面６６、弾性シート部材３０ａ、現像ローラ２ａのローラ表面２ａ３とで囲まれる空間を仮想空間Ｈとする。

前述の連通孔３１ａは、仮想空間Ｇ及び仮想空間Ｈ及び仮想空間Ｉの領域と、現像容器７ａの外部の領域との間を、連通している。連通孔３１ａは、囲み空間Ｊ（仮想空間Ｇ及び仮想空間Ｈ及び仮想空間Ｉを合わせた空間）に面して現像容器７ａの内部に開口する。すなわち、連通孔３１ａは囲み空間Ｊに繋がるように設けられている。そのために、囲み空間Ｊの内部の空気が、連通孔３１ａを通過可能となる。そして、その空気は現像容器７ａの外部に移動可能である。

すなわち、特に、現像容器７ａ、現像ローラ２ａ、トナー供給ローラ８ａ、及び、弾性シート部材３０ａで囲まれた囲み空間Ｊは狭く、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａが撓んだことによって圧力の変化が発生する。特に現像ローラ２ａ、トナー供給ローラ８ａが大きく撓み易い長手方向の中央部の付近は圧力の変化が大きいから、軽圧に現像ローラ２ａに当接している弾性シート部材３０ａと現像ローラ２ａとの間からトナー漏れが発生する可能性がある。

そこで本発明においては、前述の平面Ｕにより現像容器７ａを二分した際に容積の小さい方の空間に対して連通孔３１ａが直接繋がるような構成とすることで、トナー漏れという課題を効果的に抑制するものである。現像容器７ａを二分した際に容積の小さい方の空間とは前述の囲み空間Ｊであり、一方、容積の大きい方の空間とは現像容器７ａ内における囲み空間Ｊ以外の空間（図５では平面Ｕよりも上方に位置する空間）である。よって、囲み空間Ｊを形成する容器の内壁とは、現像容器７ａを二分した際に容積の小さい方の空間を形成する内壁となる。図５では、内壁面６６、６５、６７がこれに相当する。

ところで本実施例においては、その小さい方の空間（囲み空間Ｊ）の中でも最も狭い領域となっている仮想空間Ｇに、連通孔３１ａが繋がっている。すなわち、連通孔３１ａは、容器内壁における同芯面６５に繋がるように構成されている。これにより、最も圧力変化が生じ易い狭い空間の圧力変動をすばやく緩和することができ、トナー漏れを効果的に抑制できる。

トナーｔとしては、平均粒径が６〜８μｍのものが用いられている。これに対して、フィルタ部材３２としては、穴径が５μｍのものが重ねて用いられている。このために、フィルタ部材３２は、空気の通過を許容しつつ、トナーｔの漏出を防止している。このように、フィルタ部材３２の穴径はトナー粒径より小さい穴径が良い。ただし、フィルタ部材３２が重ねられて用いられる場合には、フィルタ部材３２の穴径はトナー粒径より大きな穴径であっても、フィルタ部材３２からトナーｔの漏出が防止できる。実験では、フィルタ部材３２の穴径が８０μｍのものまで、フィルタ部材３２からのトナー漏出が防止できた。

図６（ａ）は、平常状態の現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａの配置関係を示し、図４のＺ方向から見た断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＬ−Ｌ線に沿う断面図である。図６（ａ）に示されるように、平常の使用態様では、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａは、長手方向に真っ直ぐ延びた状態となっている。フィルタ部材３２ａは、現像ローラ２ａのゴムローラ部２ａ１の略中央に対応した現像容器７ａの中央部に位置しており、かつ、ゴムローラ部２ａ１の下端部に位置している。また、図６（ｂ）に示されるように、狭い領域の容積は平常状態の容積に維持されている。また、現像ローラ２ａがトナー供給ローラ８ａに食い込んだ状態となっている。

図７（ａ）は、イエロー現像カートリッジ５ａが床に落下した場合の現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａの配置関係を示し、図４のＺ方向から見た断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＭ−Ｍ線に沿う断面図である。図７（ａ）に示されるように、物流や落下によりイエロー現像カートリッジ５ａが衝撃を受けた場合には、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａの長手方向の中央部が互いに離間する方向に湾曲する場合がある。また、この場合に、図７（ｂ）に示されるように、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａの長手方向の中央部が離間することで、狭い領域すなわち仮想空間Ｇ及び仮想空間Ｈの容積が平常の容積に比べて拡大する。

図７（ｃ）は、イエロー現像カートリッジ５ａが床に落下した場合の現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａの配置関係を示し、図４のＺ方向から見た断面図である。図７（ｄ）は、図７（ｃ）のＮ−Ｎ線に沿う断面図である。図７（ｃ）に示されるように、物流や落下によりイエロー現像カートリッジ５ａが衝撃を受けた場合には、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａの長手方向の中央部が互いに接近する方向に湾曲する場合がある。また、この場合に、図７（ｄ）に示されるように、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａの長手方向の中央部が接近することで、狭い領域すなわち仮想空間Ｇ及び仮想空間Ｈの容積が平常の容積に比べて縮小する。

このように、図７（ａ）（ｂ）の状態や、図７（ｃ）（ｄ）の状態に、仮想空間Ｇ及び仮想空間Ｈの容積が瞬時に変化すると、仮想空間Ｇ及び仮想空間Ｈの内圧が大きく変化する。特に現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａは、サイド部材６Ｌ、６Ｒを支点として、長手方向の中央部近傍が長手方向の両端部近傍に比べて大きく撓む。このことから、現像容器７ａの内部では、長手方向の中央部近傍の内圧が長手方向の両端部近傍の内圧に比べて大きく変化することとなる。

本実施例では、少なくとも感光体ドラム３ａと帯電ローラ３ｂを含むドラムカートリッジ３と、少なくとも現像ローラ２ａを含む現像カートリッジ５とが、独立した構成となっていて、その各々が装置本体１１Ａに対して着脱自在となっている。ただし、この形態に限定されず、ドラムカートリッジ３と現像カートリッジ５を一体化した構成であるプロセスカートリッジであっても良い。

ここで、イエロー現像カートリッジ５ａは、感光体ドラム３ａに形成された静電潜像を現像するための現像ローラ２ａ、現像剤を収納する現像容器７ａ、及び、現像ブレード１ａを一体的にカートリッジ化し、装置本体１１ａに対して着脱可能にしたものである。これに対して、プロセスカートリッジは、感光体ドラム３ａと、感光体ドラム３ａに形成された静電潜像を現像するための現像ローラ２ａ、及び、現像剤を収納する現像容器７ａを一体的にカートリッジ化し、装置本体１１ａに対して着脱可能にしたものである。

ドラムカートリッジ３と現像カートリッジ（５ａ又は５ｂ〜５ｄ）を一体化したプロセスカートリッジの場合も、物流時やユーザの取扱いによって落下され衝撃が加えられた際に、弾性シート部材３０ａの近傍の圧力変化がある。これによるトナー漏れを低減させる際、本実施例と同様に、現像容器７ａと、現像ローラ２ａと、トナー供給ローラ８ａと、弾性シート部材３０ａで囲まれた部分に連通孔３１ａを設け、その外側にフィルタ部材３２ａを接着する。これにより、落下や物流により衝撃が加えられた際の弾性シート部材３０ａの近傍の圧力変化を低減させることができ、トナー漏れし難いプロセスカートリッジを提供することできる。

従来、物流流時や、ユーザの取扱い時に、イエロー現像カートリッジ５ａが落下による衝撃を受けた場合に、現像容器７ａの内部の空気が急激に移動したり、現像ローラ２ａやトナー供給ローラ８ａが撓んだりすることでトナーが漏出する場合があった。特に、現像容器７ａ、現像ローラ２ａ、トナー供給ローラ８ａ、及び、弾性シート部材３０ａで囲まれた空間は狭く、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａが撓んで圧力の変化が発生し、特に大きく撓み易い長手方向の中央部の付近は圧力の変化が大きい。よって、軽圧に現像ローラ２ａに当接している弾性シート部材３０ａと現像ローラ２ａの間からトナー漏れが発生する可能性があった。このような状況の中で、物流や落下により衝撃が加えられた際、弾性シート部材３０ａの近傍の圧力変化の影響が低減され、トナーｔの漏出が生じ難い現像装置、現像カートリッジ（５ａ〜５ｄ）、プロセスカートリッジ、画像形成装置１１を提供することができる。

また、現像容器７ａの内部の圧力変化によりトナーｔが漏出し易い部位の近傍に、圧力変化を低減させるため、空気に通過を許容し、トナーｔの通過を阻止するフィルタ部材３２ａが設けられる。

図８は、実施例２に係るイエロー現像カートリッジ１０５ａの構成を示す断面図である。実施例２のイエロー現像カートリッジ１０５ａの構成のうち実施例１のイエロー現像カートリッジ５ａと同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例２においても、実施例１と同様の画像形成装置に適用することができるため、画像形成装置の説明は省略する。実施例２のイエロー現像カートリッジ１０５ａが実施例１のイエロー現像カートリッジ５ａと異なる点は、連通孔１３１ａの形成されている経路が異なっている点である。なお、イエロー現像カートリッジ１０５ａの構成に関してのみ説明するが、マゼンタ現像カートリッジ、シアン現像カートリッジ、ブラック現像カートリッジの構成に関しても同様とする。

即ち、図８に示されるように、連通孔１３１ａは、実施例１と同様に囲み空間Ｊの内部の第２室７ａ２の壁に形成されているものの、弾性シート部材３０ａに対して仮想空間Ｇの領域よりも遠い位置、すなわち仮想空間Ｉで現像容器７ａの内部に向けて開口している。本実施例２においても、連通孔１３１ａが、圧力変化が大きくなり易い狭い空間である囲み空間Ｊに繋がるよう構成されているので、トナー漏れを抑制することが可能となる。

実施例１及び２の構成によれば、現像装置、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置に衝撃が加わった場合に、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａが撓むことによる圧力変動が効率良く低減される。その結果、トナーシール部材Ｓが除去された場合に、弾性シート部材３０ａ及び現像ローラ２ａの隙間からトナーｔが漏出する虞を低減することができる。

現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａが撓む場合には、現像ローラ２ａ及びトナー供給ローラ８ａの中央が最も撓みやすい。この特性を考慮して連通孔３１ａ、１３１ａが現像ローラ２ａの軸線方向で現像容器７ａの中央に設けられれば、連通孔３１ａ、１３１ａを介して空気は効率良く移動することができる。

囲み空間Ｊの領域のトナーが最も弾性シート部材３０ａ及び現像ローラ２ａの間から漏出し易い。実施例１及び２のように、連通孔３１ａが囲み空間Ｊに繋がり現像容器７ａの内部に向けて開口していると、囲み空間Ｊの領域のトナーｔが漏出するのを抑制するのに大変効果的である。

また、実施例１及び２の構成に限定されず、現像カートリッジ（５ａ〜５ｄ）の構成は、装置本体１１Ａに固定される現像装置、現像カートリッジ及びドラムカートリッジを組み合わせたプロセスカートリッジに対しても適用されても良い。

２ａ〜２ｄ 現像ローラ（現像剤担持体）
３ａ〜３ｄ 感光体ドラム（像担持体）
５ａ、１０５ａ イエロー現像カートリッジ
５ｂ マゼンタ現像カートリッジ
５ｃ シアン現像カートリッジ
５ｄ ブラック現像カートリッジ
７ａ 現像容器
８ａ〜８ｄ トナー供給ローラ（現像剤供給ローラ）
１１ 画像形成装置
１１Ａ 装置本体（画像形成装置本体）
３０ａ 弾性シート部材
３１ａ、１３１ａ 連通孔
３２ａ フィルタ部材
６５ 同芯面（曲面部）
７１ 第１仮想平面
７２ 第２仮想平面
７３ 第３仮想平面
Ｊ 囲み空間

Claims (12)

1. 現像剤を収容可能な現像容器と、
   前記現像容器の開口に配置され、像担持体に形成された静電潜像に対して担持した現像剤で現像する現像ローラと、
   前記現像容器の内部に配置され、前記現像ローラに当接して前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、
   基端部が前記現像容器に取り付けられて先端部が前記現像ローラに当接し、前記現像容器から現像剤が漏れるのを防止するシート部材と、
   前記現像容器の壁に形成されて前記現像容器の内外を連通する連通孔と、
   前記連通孔を覆って空気の通過を許容しつつ現像剤の通過を阻止するフィルタ部材と、を備え、
   前記連通孔は、前記現像剤供給ローラの回転軸と前記現像ローラの回転軸とを含む平面により前記現像容器を二分した際に容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁と、前記平面のうち前記現像剤供給ローラの表面から前記現像容器の内壁に向かって設けられた仮想平面と、前記シート部材と、前記現像ローラの表面と、前記現像剤供給ローラの表面と、により囲まれた囲み空間に繋がるようにして、前記現像ローラの回転軸方向で前記現像容器の中央部に設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁は、前記現像剤供給ローラの周面に沿った曲面部を有し、
   前記連通孔は、前記曲面部に繋がるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像容器は、前記現像容器の外側から内側に向かって凹む凹部を有し、前記凹部が前記連通孔を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 現像剤を収容可能な現像容器と、
   前記現像容器の開口に配置され、像担持体に形成された静電潜像に対して担持した現像剤で現像する現像ローラと、
   前記現像容器の内部に配置され、前記現像ローラに当接して前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、
   基端部が前記現像容器に取り付けられて先端部が前記現像ローラに当接し、前記現像容器から現像剤が漏れるのを防止するシート部材と、
   前記現像容器の壁に形成されて前記現像容器の内外を連通する連通孔と、
   前記連通孔を覆って空気の通過を許容しつつ現像剤の通過を阻止するフィルタ部材と、を備え、
   前記連通孔は、前記現像剤供給ローラの回転軸と前記現像ローラの回転軸とを含む平面により前記現像容器を二分した際に容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁と、前記平面のうち前記現像剤供給ローラの表面から前記現像容器の内壁に向かって設けられた仮想平面と、前記シート部材と、前記現像ローラの表面と、前記現像剤供給ローラの表面と、により囲まれた囲み空間に繋がるようにして、前記現像ローラの回転軸方向で前記現像容器の中央に設けられていることを特徴とする、画像形成装置本体に着脱自在な現像カートリッジ。
5. 前記容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁は、前記現像剤供給ローラの周面に沿った曲面部を有し、
   前記連通孔は、前記曲面部に繋がるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の現像カートリッジ。
6. 前記現像容器は、前記現像容器の外側から内側に向かって凹む凹部を有し、前記凹部が前記連通孔を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の現像装置。
7. 静電潜像が形成される像担持体と、
   現像剤を収容可能な現像容器と、
   前記現像容器の開口に配置され、を担持した現像剤で前記静電潜像を現像する現像ローラと、
   前記現像容器の内部に配置され、前記現像ローラに当接して前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、
   基端部が前記現像容器に取り付けられて先端部が前記現像ローラに当接し、前記現像容器から現像剤が漏れるのを防止するシート部材と、
   前記現像容器の壁に形成されて前記現像容器の内外を連通する連通孔と、
   前記連通孔を覆って空気の通過を許容しつつ現像剤の通過を阻止するフィルタ部材と、を備え、
   前記連通孔は、前記現像剤供給ローラの回転軸と前記現像ローラの回転軸とを含む平面により前記現像容器を二分した際に容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁と、前記平面のうち前記現像剤供給ローラの表面から前記現像容器の内壁に向かって設けられた仮想平面と、前記シート部材と、前記現像ローラの表面と、前記現像剤供給ローラの表面と、により囲まれた囲み空間に繋がるようにして、前記現像ローラの回転軸方向で前記現像容器の中央に設けられていることを特徴とする、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ。
8. 前記容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁は、前記現像剤供給ローラの周面に沿った曲面部を有し、
   前記連通孔は、前記曲面部に繋がるように設けられていることを特徴とする請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
9. 前記現像容器は、前記現像容器の外側から内側に向かって凹む凹部を有し、前記凹部が前記連通孔を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の現像装置。
10. （ａ）静電潜像が形成される像担持体と、
    （ｂ）現像剤を収容可能な現像容器と、
    前記現像容器の開口に配置され、担持した現像剤で前記静電潜像を現像する現像ローラと、
    前記現像容器の内部に配置され、前記現像ローラに当接して前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、
    基端部が前記現像容器に取り付けられて先端部が前記現像ローラに当接し、前記現像容器から現像剤が漏れるのを防止するシート部材と、
    前記現像容器の壁に形成されて前記現像容器の内外を連通する連通孔と、
    前記連通孔を覆って空気の通過を許容しつつ現像剤の通過を阻止するフィルタ部材と、を備え、
    前記連通孔は、前記現像剤供給ローラの回転軸と前記現像ローラの回転軸とを含む平面により前記現像容器を二分した際に容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁と、前記平面のうち前記現像剤供給ローラの表面から前記現像容器の内壁に向かって設けられた仮想平面と、前記シート部材と、前記現像ローラの表面と、前記現像剤供給ローラの表面と、により囲まれた囲み空間に繋がるようにして、前記現像ローラの回転軸方向で前記現像容器の中央に設けられている現像装置と、
    （ｃ）前記現像剤により形成された像が転写される記録媒体を搬送する搬送手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 前記容積の小さい方の空間を形成する前記現像容器の内壁は、前記現像剤供給ローラの周面に沿った曲面部を有し、
    前記連通孔は、前記曲面部に繋がるように設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記現像容器は、前記現像容器の外側から内側に向かって凹む凹部を有し、前記凹部が前記連通孔を有することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の現像装置。

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