JP7542998B2 - カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置に関するものである。

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、現像に用いるトナー（現像剤）が外部へ漏れ出ることを防ぐことが必要となる一方、トナー収容室内の内圧上昇を抑制する仕組みが必要となる。トナー収容室の内外で空気を通過させる方法が、特許文献１に開示されている。

特開２０１６－２００７９０

画像形成装置においてトナーが収容される空間の内圧上昇のメカニズムは、装置構成に応じて様々である。例えば、トナー収容室に対し、スクリュー等の搬送部材が配されたトナー搬送路を介してトナーを補給するような装置構成の場合、トナー収容室と搬送路のそれぞれにおいて内圧が上昇する場合がある。内圧の上昇により、トナー収容室を備えるカートリッジから現像剤が飛散することや、トナー搬送路の上流側でトナーのつまりが発生するおそれがある。

本発明の目的は、トナー（現像剤）の収容室と搬送路の内圧の上昇を抑制することができる技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
現像剤を収容する収容室と、前記収容室と連通する現像室と、前記収容室に現像剤を取り入れるための供給口と、現像剤を受け入れる受入口と、前記受入口で受け入れた現像剤を前記供給口に案内するための搬送路と、を有する枠体と、
前記現像室に配置される現像剤担持体と、
前記搬送路に配置され、現像剤を前記受入口から前記供給口へ搬送する第１の搬送部材と、
前記収容室に配置され、現像剤を前記収容室から前記現像室へ搬送する第２の搬送部材であって、回転軸と、前記回転軸に一端が固定されるシート状部材と、を有する第２の搬送部材と、
を備え、
前記枠体は、第一の連通口を通じて前記収容室と連通する第一の通気路と、第二の連通口を通じて前記搬送路と連通する第二の通気路とを有し、前記第一の通気路と前記第二の通気路は前記枠体の外部に連通し、
前記シート状部材の先端は、カートリッジが使用される際の姿勢を取った状態で、前記第一の連通口よりも高い位置を通過し、
前記枠体の長手方向の一端側に前記受入口が位置し、前記搬送路は、前記一端側から前記長手方向の他端側に向かって延び、
前記長手方向において、前記第二の連通口は、前記受入口が配置される第一の位置と、前記供給口が配置される第二の位置との間に位置する
構成を特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
装置本体と、
前記装置本体に着脱可能な本発明のカートリッジと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、トナー収容室と現像剤搬送経路の内圧の上昇を抑制することができる。

実施例１の現像ユニットの概略断面図 実施例１の電子写真画像形成装置の概略断面図 実施例１のプロセスカートリッジの主断面図 実施例１のプロセスカートリッジの前方からの全体斜視図 実施例１のプロセスカートリッジの後方からの全体斜視図 実施例１のトナーカートリッジ（Ｙ・Ｍ・Ｃ）の主断面図 実施例１のトナーカートリッジ（Ｋ）の主断面図 実施例１のトナーカートリッジ（Ｙ・Ｍ・Ｃ）の後方からの全体斜視図 実施例１の現像ユニットを右側から見た側面断面図 実施例１の現像ユニットの供給口における概略断面図 比較例のトナー収納室の内圧が上昇した現像ユニットの概略断面図 比較例の現像剤搬送経路の内圧が上昇した現像ユニットの側面断面図 実施例２の現像ユニットの斜視図 実施例２の現像ユニットの説明図 実施例３の現像ユニットの斜視図 実施例３の現像ユニットの説明図

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とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、この電子写真感光体に作用するプロセス手段とを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。例えば、電子写真感光体と、前記プロセス手段としての、現像手段、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。また、電子写真感光体と現像手段とをそれぞれカートリッジ化し、前者を感光体ユニット（もしくはクリーニングユニット）とし、後者を現像ユニットとする場合があるが、かかる構成に限定されるものではない。

本発明の実施例１に係る電子写真画像形成装置１００（以下、画像形成装置１００）の全体構成について図２を用いて説明する。図２は、本実施例に係る画像形成装置１００の概略図である。本実施例において、プロセスカートリッジ１、及び、トナーカートリッジ１３は画像形成装置１００の装置本体に対して着脱自在となっている。ここで、装置本体とは、画像形成装置１００の構成からカートリッジＢを除いた構成部分のことをさす。

図２の画像形成装置の模式的断面図は、通常想定される装置設置床面として水平面上に画像形成装置が載置された状態と示している。例えば、後述する現像ユニットの使用時の姿勢の上下左右の方向は、図２が基準となる。また、図２の紙面に垂直な方向が、感光ドラムや現像ローラなどの回転軸線方向かつ長手方向、各ユニットの枠体などの長手方向に
対応する。以下の説明では、図２に示した各構成の位置関係等を基準とし、図２以外の各図の位置関係等が規定される。

本実施例に係る画像形成装置１００は、いわゆるタンデム型の画像形成装置である。すなわち、４つの画像形成部により、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像（現像剤像）を重ね合わせて形成することでフルカラーの画像を記録用紙、プラスチックシート等の記録材に形成する。本実施例では、第１～４の画像形成部の構成と動作は、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。したがって、以下において、特に区別を必要としない場合は、添え字であるＹ～Ｋを省略して総括的に説明する。第１～４の画像形成部を構成する第１～第４のプロセスカートリッジ１は、水平方向に並んで配置されている。各プロセスカートリッジ１は、ドラムユニット４と現像ユニット６から形成される。ドラムユニット４は、像担持体としての感光ドラム７と、感光ドラム７の表面を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラ８、及び、クリーニング手段としてのクリーニングブレード１０を有する。現像ユニット６は、現像ローラ１１と現像剤Ｔ（以下、トナー）を収容し、感光ドラム７上に静電潜像を現像する現像手段を有する。ドラムユニット４と現像ユニット６は、互いに揺動可能に連結されている。なお、第１のプロセスカートリッジ１Ｙは、現像ユニット６内にイエロー（Ｙ）のトナーを収容している。同様に、第２のプロセスカートリッジ１Ｍは、マゼンタ（Ｍ）、第３のプロセスカートリッジ１Ｃは、シアン（Ｃ）、第４のプロセスカートリッジ１Ｋは、ブラック（Ｋ）のトナーを収容している。

プロセスカートリッジ１は、画像形成装置１００に設けられた装着ガイド（不図示）、位置決め部材（不図示）などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能になっている。また、プロセスカートリッジ１の下方には静電潜像を形成するためのスキャナユニット１２が配置されている。さらに、画像形成性装置においてプロセスカートリッジ１より後方（プロセスカートリッジ１の着脱方向下流側）に廃トナー搬送ユニット２３が配置されている。

第１～第４のトナーカートリッジ１３は、各プロセスカートリッジ１に収容されるトナーの色と対応した順序で、プロセスカートリッジ１の下方にそれぞれ水平方向に並んで配置されている。すなわち、第１のトナーカートリッジ１３Ｙは、イエロー（Ｙ）のトナーを収容している。同様に、第２のトナーカートリッジ１３Ｍは、マゼンタ（Ｍ）、第３のトナーカートリッジ１３Ｃは、シアン（Ｃ）、第４のトナーカートリッジ１３Ｋは、ブラック（Ｋ）のトナーを収納している。そして、各トナーカートリッジ１３は、同色のトナーを収容したプロセスカートリッジ１にトナーを補給する。

トナーカートリッジ１３の補給動作は、画像形成装置１００の装置本体に設けられた残量検知部（不図示）が、プロセスカートリッジ１内のトナー残量不足を検知した際に行われる。トナーカートリッジ１３は、画像形成装置１００に設けられた装着ガイド（不図示）、位置決め部材（不図示）などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能になっている。なお、プロセスカートリッジ１、トナーカートリッジ１３の詳細説明は後述する。

トナーカートリッジ１３の下方には、第１～第４のトナー搬送装置１４が各トナーカートリッジ１３に対応して配置される。各トナー搬送装置１４は、各トナーカートリッジ１３から受け取ったトナーを上方に搬送し、各現像ユニット６にトナーを供給する。

プロセスカートリッジ１の上方には、中間転写ユニット１９が設けられている。中間転写ユニット１９は、一次転写部Ｓ１側を下方にして略水平に配置されている。各感光ドラム７に対向する中間転写体としての中間転写ベルト１８は、回転可能な無端状のベルトで
あり、複数の張架ローラに張架されている。中間転写ベルト１８の内面には、一次転写部材として一次転写ローラ２０が中間転写ベルト１８を介して各感光ドラム７と一次転写部Ｓ１を形成する位置にそれぞれ配置されている。また、二次転写部材である二次転写ローラ２１は、中間転写ベルト１８に接触し、中間転写ベルト１８を介して対向側のローラと二次転写部Ｓ２を形成している。さらに、左右方向（二次転写部Ｓ２と中間転写ベルトが張架される方向）において、二次転写部Ｓ２と反対側に中間転写ベルトクリーニングユニット２２が配置される。

中間転写ユニット１９のさらに上方には、定着ユニット２５が配置されている。定着ユニット２５は、加熱ユニット２６と、加熱ユニット２６に圧接する加圧ローラ２７とで構成される。また、装置本体の上面は、排出トレイ３２が配設されており、排出トレイ３２と中間転写ユニット１９の間に廃トナー回収容器２４が配設されている。さらに、装置本体の最下部には、記録材３を収容するための給紙トレイ２が配設されている。

次に、画像形成装置１００における画像形成動作について、図２、及び図３を用いて説明する。画像形成時には、感光ドラム７は、図３の矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。中間転写ベルト１８は、矢印Ｂの方向（感光ドラム７の回転に順方向）に回転駆動される。

まず、感光ドラム７の表面が帯電ローラ８によって一様に帯電される。次に、スキャナユニット１２から照射されたレーザー光によって感光ドラム７の表面が走査露光されることで、感光ドラム７上に画像情報に基づいた静電潜像が形成される。感光ドラム７上に形成された静電潜像は、現像ユニット６によってトナー像として現像される。このとき、現像ユニット６は画像形成装置１００本体に設けられた現像加圧ユニット（不図示）によって加圧されている。そして、感光ドラム７上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ２０によって中間転写ベルト１８上に一次転写される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、第１～４の画像形成部の一次転写部Ｓ１Ｙ～Ｓ１Ｋにおいて上述したプロセスが順次に行われることで、中間転写ベルト１８上に各色のトナー像が順次に重ね合わされる。一方、給紙トレイ２に収容されている記録材３は、所定の制御タイミングで給送され、中間転写ベルト１８の移動と同期して二次転写部Ｓ２へと搬送される。そして、記録材３を介して中間転写ベルト１８に当接している二次転写ローラ２１によって、中間転写ベルト１８上の４色トナー像は一括して記録材３上に二次転写される。

その後、トナー像が転写された記録材３は、定着ユニット２５に搬送される。定着ユニット２５において記録材３が加熱・加圧されることで記録材３にトナー像が定着する。その後、定着済の記録材３が排出トレイ３２に搬送されることで画像形成動作が完了する。

また、一次転写工程後に感光ドラム７上に残留した一次転写残トナー（廃トナー）は、クリーニングブレード１０によって除去される。二次転写工程後に中間転写ベルト１８上に残留した二次転写残トナー（廃トナー）は、中間転写ベルトクリーニングユニット２２によって除去される。クリーニングブレード１０、及び、中間転写ベルトクリーニングユニット２２によって除去された廃トナーは、装置本体に設けられる廃トナー搬送ユニット２３によって搬送され、廃トナー回収容器２４に蓄積される。なお、画像形成装置１００は、所望の単独またはいくつか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。

次に、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１の全体構成について図３、図４、図５を用いて説明する。図３は、本実施例に係るプロセスカー
トリッジ１の断面図である。図４は、前方（プロセスカートリッジ１の装置本体に対する着脱方向における上流側）から見たときのプロセスカートリッジ１の斜視図である。図５は、後方（プロセスカートリッジ１の上記着脱方向における下流側）から見たときのプロセスカートリッジ１の斜視図であり、（ａ）は、後方の斜め下方から見上げたときの斜視図、（ｂ）は、後方の斜め上方から見下ろしたときの斜視図である。

プロセスカートリッジ１は、ドラムユニット（像担持ユニット、クリーニングユニット）４と現像ユニット６から形成される。ドラムユニット４と現像ユニット６は、回転支持ピン３０を中心として、揺動可能に結合される。ドラムユニット４は、ドラムユニット４内の各種部材を支持するクリーニング枠体５を有する。また、ドラムユニット４内には、感光ドラム７、帯電ローラ８、クリーニングブレード１０の他に、感光ドラム７の回転軸線方向に平行な方向に延びる廃トナースクリュー１５を有する。クリーニング枠体５には、感光ドラム７を回転可能に支持し、感光ドラム７から廃トナースクリュー１５に駆動を伝達するためのクリーニングギア列３１を備えるクリーニング軸受３３が、ドラムユニット４の長手両端に配設されている。

ドラムユニット４に設けられる帯電ローラ８は、感光ドラム７に向かって、両端に配置された帯電ローラ加圧ばね３６で矢印Ｃ方向に付勢されている。帯電ローラ８は、感光ドラム７に対して従動するように設けられ、感光ドラム７が画像形成時に矢印Ａ方向に回転駆動されると、矢印Ｄの方向（感光ドラム７の回転に順方向）に回転する。ドラムユニット４に設けられるクリーニングブレード１０は、一次転写後に感光ドラム７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１０ａと、弾性部材１０ａを支持するための支持部材１０ｂとから構成されている。クリーニングブレード１０によって感光ドラム７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１０とクリーニング枠体５により形成される廃トナー収容室９に収容される。廃トナー収容室９に収容された廃トナーは、廃トナー収容室９内に設置される廃トナー搬送スクリュー１５によって画像形成装置１００の後方（プロセスカートリッジ１の着脱方向下流側）に向かって搬送される。搬送された廃トナーは、廃トナー排出部３５から排出され、画像形成装置１００の廃トナー搬送ユニット２３へと受け渡される。

現像ユニット６は、現像ユニット６内の各種部材を支持する現像枠体１６を有する。現像枠体１６は、現像ローラ１１と供給ローラ１７とが内部に設けられる現像室１６ａと、トナーが収容され、第２の搬送部材としての撹拌部材２９が内部に設けられるトナー収納室（トナー収容室）１６ｂとに分けられる。

現像室１６ａには、現像ローラ１１、供給ローラ１７、現像ブレード２８が設けられている。現像ローラ１１は、トナーを担持しており、画像形成時は矢印Ｅ方向に回転し、感光ドラム７と接触することで感光ドラム７にトナーを搬送する。また、現像剤担持体としての現像ローラ１１は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部において現像軸受ユニット３４によって回転可能に支持されている。現像剤供給部材としての供給ローラ１７は、現像ローラ１１と接触しつつ現像軸受ユニット３４によって回転可能に支持されており、画像形成時は矢印Ｆ方向に回転する。さらに、現像ローラ１１上に形成されるトナー層の厚みを規制する、層厚規制部材としての現像ブレード２８が、現像ローラ１１の表面に当接するように配置されている。現像軸受ユニット３４は現像枠体１６の一部と呼ぶことができる。

トナー収納室１６ｂには、収納されたトナーＴを撹拌するとともに、現像室連通口１６ｃを介して供給ローラ１７へトナーを搬送するための撹拌部材２９が設けられている。撹拌部材２９は、現像ローラ１１の回転軸線方向に平行な回転軸２９ａと、可撓性を有するシート状部材である搬送部材としての撹拌シート２９ｂとを有する。撹拌シート２９ｂの
一端が回転軸２９ａに取り付けられ（固定され）、撹拌シート２９ｂの他端が自由端となっており、回転軸２９ａが回転して撹拌シート２９ｂが矢印Ｇ方向に回転することで、撹拌シート２９ｂによってトナーが撹拌される。

現像ユニット６は、現像室１６ａとトナー収納室１６ｂとを連通する現像室連通口１６ｃを有する。本実施例では、現像ユニット６が通常使用される姿勢（使用時の姿勢、画像形成時の姿勢）において、現像室１６ａは、トナー収納室１６ｂの上方に位置している。撹拌部材２９によって汲み上げられたトナー収納室１６ｂ内のトナーは、現像室連通口１６ｃを通って現像室１６ａに供給される。さらに、現像ユニット６には、着脱方向下流側の一端にトナー受入口（補給口）４０が設けられる。トナー受入口４０の上部には、受入口シール部材４５と、前後方向に移動可能なトナー受入口シャッタ４１が配置されている。トナー受入口４０は、プロセスカートリッジ１が画像形成装置１００に装着されていない場合は受入口シャッタ４１によって閉じられている。受入口シャッタ４１は、プロセスカートリッジ１の着脱動作に連動し、画像形成装置１００に付勢されて開く構成となっている。

トナー受入口４０に連通して受入搬送路としてのトナー搬送経路４２が設けられ、その内部には受入搬送スクリュー（搬送部材）４３が配置されている。さらに、現像ユニット６の長手略中央付近にはトナー収納室１６ｂへトナーを供給するための収納室連通口（供給口）４４が設けられ、トナー搬送経路４２とトナー収納室１６ｂを連通している。トナー搬送経路４２は、トナー受入口４０が設けられた現像枠体１６の長手方向の一端側から該長手方向の他端側に向かって延びている。受入搬送スクリュー４３は、トナー搬送経路４２内を現像ローラ１１や供給ローラ１７の回転軸線方向と平行に延びる回転軸４３ａと、回転軸４３ａの外周面に螺旋状に回転軸４３ａの一端から他端にかけて設けられた羽根部４３ｂと、を有している。受入搬送スクリュー４３は、回転することにより、トナー受入口４０から受け入れたトナーを、トナー搬送経路４２内の一端側から他端側に向かって案内し、収納室連通口４４を介してトナー収納室１６ｂに搬送・供給する。

図６、図７、図８を用いて、本実施例に係る画像形成装置１００に装着されるトナーカートリッジ１３の全体構成について説明する。図６（ａ）は、本実施例に係るトナーカートリッジ（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ）の、長手方向（前後方向）の中央部における断面図である。図６（ｂ）は、本実施例に係るトナーカートリッジ（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ）の、長手方向（前後方向）の後方側の給開口５２における断面図である。図７（ａ）は、本実施例に係るトナーカートリッジ（１３Ｋ）の、長手方向（前後方向）の中央部における断面図である。図７（ｂ）は、本実施例に係るトナーカートリッジ（１３Ｋ）の、長手方向（前後方向）の後方側の給開口５２における断面図である。図８（ａ）は、本実施例に係るトナーカートリッジ（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ）の、後方から見たときの斜視図である。図８（ｂ）は、本実施例に係るトナーカートリッジ（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ）の、後方から見たときの、サイドカバー６２を取り除いた場合の斜視図である。

トナーカートリッジ１３は、トナーカートリッジ１３内の各種部材を支持する補給枠体５０と、内部にトナーを収納する補給トナー収納室５１を備える。また、通常使用される姿勢（使用時の姿勢）において、下側に補給枠体開口５２が設けられる。補給トナー収納室５１内には、補給トナー撹拌部材５３、補給トナー搬送スクリュー５４、仕切り部材５５が設けられている。第１～第３のトナーカートリッジ（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ）にはそれぞれカラー（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ））のトナーが収容され、第４のトナーカートリッジ（１３Ｋ）にはブラック（Ｋ）のトナーが収容される。なお、本実施例においては、第１～第３のトナーカートリッジ（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ）と比べ、第４のトナーカートリッジ（１３Ｋ）の方が幅方向（左右方向）において大きい（トナーの収容可能量が多い）構成となっている。

補給撹拌部材５３は、トナーカートリッジ１３の長手方向に平行に配置され、回転可能に補給枠体５０に支持されている。また、補給撹拌部材５３は、回転軸５３ａと、可撓性を有するシートである搬送部材としての補給撹拌シート５３ｂとを有する。補給撹拌シート５３ｂの一端が回転軸５３ａに取り付けられ、補給撹拌シート５３ｂの他端が自由端となっている。回転軸５３ａが回転して補給撹拌シート５３ｂが矢印Ｇ方向に回転することで、補給撹拌シート５３ｂによってトナーが撹拌され、トナーを補給搬送スクリュー５４に送る。補給トナー搬送スクリュー５４は、補給トナー撹拌部材の回転軸線に平行に配置され、回転可能に補給枠体５０に支持されている。補給トナー搬送スクリュー５４は回転することで、補給トナー収納室内のトナーを前方から後方（トナーカートリッジ着脱方向において上流から下流側）に搬送する。すなわち、トナーをトナー補給開口５２に向けて搬送する。仕切り部材５５は、補給枠体５０とでトンネル部５６を形成する。トンネル部５６は、補給トナー搬送スクリュー５４の外径に対応して形成され、補給トナー搬送スクリュー５４によって搬送されたトナーを擦切って定量搬送する役割を持っている。また同様に、仕切り部材５５は、補給枠体５０とでトナー排出室５７を形成する。トナー排出室５７には補給枠体開口５２が設けられる。また、伸縮可能な蛇腹部５８ａを備えるポンプ５８が、内部と連通して設けられる。ポンプ５８は、後述する駆動列によって伸縮し、その内部容積を変動させることができる。ポンプ５８の伸縮に伴って、補給トナー収容室５１及びトナー排出室５７の内圧が変動し、補給枠体開口５２からの吸排気が行われることで安定的にトナーの排出を行うことができる。

トナーカートリッジ１３の後方側には駆動列が配置される。画像形成装置本体１００から駆動入力ギア５９が回転駆動を受け取り、カムギア６０に回転を伝達する。カムギア６０にはカム溝６０ａが設けられており、リンク機構６１のリンク突起部６１ａがカム溝６０ａと係合している。リンク機構６１はサイドカバー６２に前後方向に移動可能に支持される。リンク機構６１は、カムギア６０が回転することでカム突起部６１ａがカム溝６０ａの山部と谷部を交互に通過することにより、前後方向に往復運動する。リンク機構６１はポンプ５８の結合部５８ｂと連結されており、ポンプ５８はリンク機構６１と連動して結合部５８ｂが往復運動する。そして、ポンプ５８の蛇腹部５８ａが伸縮することでポンプ５８の内部容積が変動し、結果として補給トナー収容室５１及びトナー排出室５７の内圧が変動する。

次に、前述した補給トナー搬送スクリュー５４の端部には、スクリューギア６４が設けられており、スクリューギア６４はカムギア６０から回転駆動を受け取り、補給トナー搬送スクリュー５４を回転させる。また、トナー排出室５７には通常使用される姿勢（使用時の姿勢）において、下面に補給枠体開口５２と、補給口６３が設けられた補給口シャッタ４１が、前後方向に移動可能に補給枠体５０に支持されている。補給枠体開口５２は、トナーカートリッジ１３が画像形成装置１００に装着されていない場合は補給口シャッタ４１によって閉じられている。補給口シャッタ４１は、トナーカートリッジ１３の着脱動作に連動し、画像形成装置１００に付勢されて所定の位置に移動する構成となっている。補給口シャッタ４１が画像形成装置１００に装着されたとき、補給枠体開口５２と補給口６３は連通し、トナーカートリッジ１３からのトナー排出が可能となる。

図1、図９を用いて、トナーカートリッジ１３から現像ユニット６へ現像剤が補給され
る構成について説明する。図1は、トナー収容室１６ｂと現像剤搬送経路４２の内圧の変
化を説明するための現像ユニット６の概略断面図である。図９は、現像ユニット６を右側から見た側面断面図である。図１に示すように、現像ユニット６は、現像枠体１６内に形成された、現像室１６ａ及びトナー収納室１６ｂを有する。現像室１６aには、現像ロー
ラ１１、供給ローラ１７、現像ブレード２８、及び封止シート部材６６が設けられている。トナー収納室１６ｂは、現像室１６aの下方に配置されている。ここで、トナー収納室
１６ｂは、現像室１６aに供給するトナーを収納する。現像室１６aとトナー収納室１６ｂとの間には、トナーが通過するための現像室連通口１６ｃが設けられている。また、図９に示すように、現像ユニット６の現像枠体１６は、トナー搬送経路４２、搬送部材４３、供給口４４、及びトナー受入口（補給口）４０を有する。トナーカートリッジ１３からトナー受入口４０にトナーが搬送されると、トナー搬送経路４２内の搬送部材４３によって供給口４４へトナーが搬送され、トナー収納室１６ｂにトナーが補給される。

図１１、図１２に示す、比較例に係る現像ユニット６ａの構成を用いて、前述のように、トナー受入口４０から供給口４４へ搬送部材４３がトナー搬送経路４２にあるトナーを搬送する場合に、トナー収納室１６ｂ、及びトナー搬送経路４２の内圧上昇について説明する。比較例の現像ユニット６ａは、本実施例の現像ユニット６の後述する特徴的な内圧抑制構成を備えていない構成となっている。図１１は、トナー収納室１６ｂの内圧が上昇したときの比較例の現像ユニット６ａの様子を示す概略断面図である。図１２は、トナー搬送経路４２の内圧が上昇したときの比較例の現像ユニット６ａの様子を右側から見た側面断面図である。図１１に示すように、搬送部材４３がトナーを搬送し、トナー収納室１６ｂの内圧が上昇した場合、トナー収納室１６ｂと連通する現像室１６ａの内圧も上昇する。この現像室１６ａの内圧上昇により、現像ローラ１１と当接している封止シート部材６６、及び現像ブレード２８の間に隙間ができ、隙間からトナー飛散が発生する。図１２に示すように、搬送部材４３がトナーを搬送し、トナー搬送経路４２の内圧が上昇した場合、搬送部材４３の搬送能力Ｔ１が低下し、トナーカートリッジの搬送能力Ｔ２を下回ると、供給口４４より上流側のトナー搬送経路４２、もしくはトナー搬送装置１４、補給枠体開口５２のトナーの詰まりに繋がる。よってＴ１＞Ｔ２の場合はトナーが正常に補給されるが、Ｔ１＜Ｔ２の場合はトナーの詰まりが発生する。

これに対し、本実施例の現像ユニット６は、トナーカートリッジ１３からトナー収納室１６ｂにトナーを補給する場合に、トナー収納室１６ｂとトナー搬送経路４２の内圧上昇を抑制することができる構成を備えている。本実施例の現像ユニット６は、図１に示すように、現像枠体１６に、トナー収納室１６ｂと連通し、現像枠体１６外部との通気を行うための第一の連通口６７と、トナー搬送経路４２と連通し、現像枠体１６外部との通気を行うための第二の連通口６８とを備える。第一の連通口６７が配置される部分において、現像枠体１６は、トナー収納室１６ｂの内部と現像枠体１６の外部とを連通する第一の通気路を有する。第一の通気路は、第一の連通口６７を通じてトナー収納室１６ｂと連通するということができる。第二の連通口６８が配置される部分において、現像枠体１６は、トナー搬送経路４２の内部と現像枠体１６の外部とを連通する第二の通気路を有する。第二の通気路は、第二の連通口６８を通じてトナー搬送経路４２と連通するということができる。これにより、トナーカートリッジ１３から現像剤が補給され、トナー収納室１６ｂの内圧が上昇しようとしても、第一の連通口６７により形成される第一の通気路を経てトナー収納室１６ｂが外部と通気され、内圧上昇が抑制される。同様に、トナー搬送経路４２の内圧が上昇しようとしても、第二の連通口６８により形成される第二の通気路を経てトナー搬送経路４２が外部と通気され、内圧上昇が抑制される。

図９に示すように、第二の連通口６８は、現像枠体１６の長手方向において、トナー搬送経路４２においてトナー受入口４０が配置される第一の位置と、供給口４４が配置される第二の位置との間に設けられている。また、図９に示すように、第一の連通口６７は、現像ユニット６が使用される際の姿勢を取った状態で、水平方向に見たときに、トナー搬送路４２と重ならない位置（本実施例では上方）に配置されている。本実施例では、第一の連通口６７と第二の連通口６８の現像枠体１６の長手方向における位置が一致しているが、ずれた配置となっていてもよい。また、トナーはトナー収容室１６ａにおいて供給口４０よりも下方に堆積しやすいため、第一の連通口６７は、鉛直方向においてトナー搬送経路４２よりも高い位置で重ならないように配置することが好ましい。図１に示すように
、本実施例において、第一の連通口６７は、現像ユニット６が通常使用される姿勢において、第一の連通口６７は、撹拌部材２９（図３参照）の回転軸線よりも鉛直方向で上方に配置されている。また、撹拌シート２９ｂが、トナー収容室１６ａの内壁のうち、供給口４４と第一の連通口６７が配置された部分に当接する。これにより、供給口４４と第一の連通口６７の周囲から、トナー収容室１６ａ内のトナーが断続的に除去される。第一の連通口６７が形成されるトナー収納室１６ｂの内壁と、水平線のなす角は、トナーの安息角よりも大きい。これにより、トナー収納室１６ｂの内部において、第一の連通口６７の上にトナーが堆積し続けることを抑制できる。さらに、第二の連通口６８が形成されるトナー搬送経路４２の内壁は、重力方向で下方を向いている。これにより、トナー搬送経路４２の内部において、第二の連通口６８の上にトナーが堆積し続けることを抑制できる。

＜実施例２＞
図１３、図１４を用いて、本発明の実施例２について説明する。本実施例において実施例１と共通する構成については同じ符号を付し、再度の説明を省略する。本実施例において特に説明しない事項については、実施例１と同様である。

実施例１の現像ユニット６において通気口として機能する第一の連通口６７と第二の連通口６８は、トナー漏れ防止の観点からは、それぞれが形成する通気路をフィルタ等で封止することが好ましい。すなわち、各通気路をフィルタ等で封止することで、空気の通過は許容し、トナーの通過は規制するように構成することである。実施例２は、実施例１の現像ユニット６に対してトナー封止のためのフィルタを設けたことを特徴とする。フィルタは、トナーの通過を規制し、空気の通過は許容する。

図１３（ａ）は、本発明の実施例２の現像ユニット６ｂの斜視図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の図示構成において、スクリューパイプ４６、フィルタ６９及びフィルタ保持部４７を取り除いて示した斜視図である。図１４（ａ）は、本発明の実施例２における現像ユニット６ｂの模式的断面図である。図１４（ｂ）は、図１３（ｂ）に対応する、本発明の実施例２の現像ユニット６ｂを右側から見た側面断面図（トナー搬送経路４２部分を断面で示す）である。

ここで、スクリューパイプ４６は、現像枠体１６の一部として、トナー搬送経路４２を形成する搬送路形成部材である。なお、現像枠体１６のうちスクリューパイプ４６等を除いた部分であって、主としてトナー収納室１６ｂを形成する部分を指して現像容器と呼んでもよい。第二の連通口６８は、現像容器にスクリューパイプ４６を取り付けることによって、現像容器とスクリューパイプ４６の間に形成される。

図１４（ａ）に示すように、本実施例の現像ユニット６ｂは、第一の連通口６７と第二の連通口６８をそれぞれ封止するためのフィルタ６９を有している。図１４（ｂ）に示すように、本実施例の現像ユニット６ａは、実施例１と同様、第一の連通口６７が、現像枠体１６の長手方向において、供給口４４とトナー受入口４０との間の位置にあり、かつ第二の連通口６８と重なる位置にある。また、第二の連通口６８は、高さ方向において、トナー搬送経路内４２の任意の位置に設けられている。本実施例の現像ユニット６ａは、第一の連通口６７と第二の連通口６８の両者を同時に封止するように単一のフィルタ６９が配置されている。フィルタ６９は、スクリューパイプ４６と一体に設けられたフィルタ保持部４７に保持されている。フィルタ６９は、材質がウレタンフォームからなる板状のフィルタ部材であり、フィルタ保持部４７に対して圧入されて保持されている。フィルタ保持部４７には開口７０が設けられており、この開口７０が、現像枠体１６において枠体内部の通気、脱気のための枠体開口部（出口開口）となる。本実施例において、開口７０は複数設けられる。鉛直方向（重力方向と同じ）において、開口７０の位置と、第一の連通口６７の位置は、少なくとも一部重なるように配置されている。したがって、図１４に示
すように、水平方向に沿って見た時に、開口７０と第一の連通口６７は少なくとも部分的に重なる。

フィルタ保持部４７は、現像枠体１６においてスクリューパイプ４６の外壁面から第一の連通口６７と第二の連通口６８とを覆うように上方に延出して形成された覆い部をなし、その内側にフィルタ６９を保持している。開口７０は、フィルタ保持部４７においてフィルタ６９を保持している部分に設けられており、フィルタ６９は、開口７０と第一の連通口６７の間と開口７０と第二の連通口６８との間をそれぞれ塞ぐように配置されている。したがって、第一の連通口６７と第二の連通口６８は、それぞれフィルタ６９と開口７０を介して現像枠体１６の外部と通気連通する。かかる構成により、第一の連通口６７とフィルタ６９と開口７０とを介してトナー収納室１６ｂと現像枠体１６外部との間を連通する第一の通気路が形成される。また、第二の連通口６８とフィルタ６９と開口７０とを介してトナー搬送経路４２と現像枠体１６外部との間を連通する第二の通気路が形成される。これら第一の通気路と第二の通気路は、通気経路の一部を共有する通気路と言うことができる。つまり、トナー収納室１６ｂと現像枠体１６外部とは、第一の連通口６７と開口７０を介して連通する。トナー搬送経路４２と現像枠体１６外部とは、第二の連通口６８と開口７０を介して連通する。

本実施例によれば、第一の連通口６７と第二の連通口６８の2つの連通口に対して、ひ
とつのフィルタ６９を用いて封止できるため、各連通口をそれぞれ個別のフィルタで封止するのに対して、部品コストを削減することができる。

なお、本実施例では、連通口が２つであったが、３つ以上の連通口設け、かつそれらをひとつのフィルタで封止するように構成してもよい。

また、フィルタ６９は、上述のとおり、板状のフィルタ部材であり、本実施例では、略垂直な姿勢で保持され、一方の面が第一の連通口６７を封止し、他方の面が開口７０を封止し、端面が第二の連通口６８を封止する構成となっている。しかし、フィルタ部材はかかる構成には限定されない。また、第一の連通口６７、第二の連通口６８の大きさや形状の組合せも任意であり、特定の構成に限定されるものではない。例えば、フィルタ６９が、略水平の姿勢で保持され、水平な一方の面で第二の連通口６８を封止し、略垂直方向に開口した開口７０を水平な他方の面で下方から封止し、略垂直の端面で第一の連通口６７を封止するような構成であってもよい。

また、第一の連通口６７、第二の連通口６８の配置も、ひとつのフィルタ６９で封止することが可能であれば、長手方向に一致していなくてもよく、長手方向に多少ずれた構成であってもよい。

＜実施例３＞
図１５、図１６を用いて、本発明の実施例３について説明する。本実施例において実施例１、２と共通する構成については同じ符号を付し、再度の説明を省略する。本実施例において特に説明しない事項については、実施例１、２と同様である。

実施例３の現像ユニット６ｃは、第一の連通口６７及び第二の連通口６８にそれぞれ個別にフィルタを使用する構成となっている。本実施例において、各フィルタの材質は、実施例２で示したものと同じものを用いた。

図１５（ａ）は、本発明の実施例３の現像ユニット６ｃの斜視図であり、第一のフィルタ７１及び第二のフィルタ７２の図示を省略した図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の図示構成において、第一のフィルタ７１及び第二のフィルタ７２を追加して示した斜
視図である。図１６（ａ）は、本発明の実施例３における現像ユニット６ｃの模式的断面図である。図１６（ｂ）は、本発明の実施例３の現像ユニット６ｃを右側から見た側面断面図（トナー搬送経路４２部分を断面で示す）である。

図１６（ｂ）に示すように、第一の連通口６７は、長手方向において、現像枠体１６においてトナー収容室１６ｂの側壁を形成する部分の任意の位置にあり、高さ方向において、トナー搬送経路４２と重ならない位置に設けられている。第二の通気口６８は、現像枠体１６の長手方向において、供給口４４と補給口４０の間の位置にあり、高さ方向において、現像剤搬送経路４２の任意の位置に設けられる。

図１６（ｂ）に示すように、本実施例の現像ユニット６ｃでは、第一の通気口６７を第一のフィルタ７１が封止し、第二の通気口６８を第二のフィルタ７２が封止する。これにより、実施例１、２と同様に、トナーカートリッジ１３からトナー収納室１６ｂに現像剤を補給する場合に、トナー収納室１６ｂと現像剤搬送経路４２の内圧上昇を抑制することができる。また、本実施例によれば、第一の連通口６７と第二の連通口６８を設ける位置の自由度が高くなり、汎用性のある装置構成を実現することができる。

６…現像ユニット（カートリッジ）、１６…現像枠体、１６ｂ…トナー収納室（収容室）、４４…供給口、４０…トナー受入口、４２…トナー搬送経路（搬送路）、４３…受入搬送スクリュー（搬送部材）、６７…第一の連通口、６８…第二の連通口

Claims (14)

1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
   現像剤を収容する収容室と、前記収容室と連通する現像室と、前記収容室に現像剤を取り入れるための供給口と、現像剤を受け入れる受入口と、前記受入口で受け入れた現像剤を前記供給口に案内するための搬送路と、を有する枠体と、
   前記現像室に配置される現像剤担持体と、
   前記搬送路に配置され、現像剤を前記受入口から前記供給口へ搬送する第１の搬送部材と、
   前記収容室に配置され、現像剤を前記収容室から前記現像室へ搬送する第２の搬送部材であって、回転軸と、前記回転軸に一端が固定されるシート状部材と、を有する第２の搬送部材と、
   を備え、
   前記枠体は、第一の連通口を通じて前記収容室と連通する第一の通気路と、第二の連通口を通じて前記搬送路と連通する第二の通気路とを有し、前記第一の通気路と前記第二の通気路は前記枠体の外部に連通し、
   前記シート状部材の先端は、カートリッジが使用される際の姿勢を取った状態で、前記第一の連通口よりも高い位置を通過し、
   前記枠体の長手方向の一端側に前記受入口が位置し、前記搬送路は、前記一端側から前記長手方向の他端側に向かって延び、
   前記長手方向において、前記第二の連通口は、前記受入口が配置される第一の位置と、前記供給口が配置される第二の位置との間に位置する
   ことを特徴とするカートリッジ。
2. 前記カートリッジが使用される際の姿勢を取った状態で、水平方向に見た時、前記第一の連通口は前記搬送路と重ならない位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
3. 空気が通過することを許容し、現像剤が通過することを規制するように、前記第一の通気路及び前記第二の通気路を封止するフィルタをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のカートリッジ。
4. 前記枠体は、前記フィルタを覆う覆い部を有することを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ。
5. 前記覆い部は前記枠体の外部と連通する出口開口を有し、前記第一の通気路と前記第二の通気路は、前記出口開口を介して前記枠体の外部に連通し、
   前記フィルタは、前記出口開口と前記第一の連通口の間、および前記出口開口と前記第二の連通口の間を塞ぐように配置される
   ことを特徴とする請求項４に記載のカートリッジ。
6. 前記枠体は、前記収容室を形成するための現像容器と、前記搬送路を形成するための搬送路形成部材とを有し、前記覆い部は前記搬送路形成部材に備えられることを特徴とする請求項４または５に記載のカートリッジ。
7. 前記枠体は、前記枠体の外部と連通する出口開口を有し、前記第一の通気路と前記第二の通気路は、前記出口開口を介して前記枠体の外部に連通することを特徴とする請求項４～６のいずれか１項に記載のカートリッジ。
8. 前記第一の通気路を封止する第一のフィルタと、
   前記第二の通気路を封止する第二のフィルタと、
   を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカートリッジ。
9. 前記枠体は、前記収容室を形成するための現像容器と、前記搬送路を形成するための搬送路形成部材とを有することを特徴とする請求項８に記載のカートリッジ。
10. 前記カートリッジが使用される際の姿勢を取った状態で、前記第一の連通口は、鉛直方向において、前記搬送路よりも高い位置で前記収容室に連通する
    ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のカートリッジ。
11. 前記供給口は、前記長手方向において、前記収容室の略中央に位置している
    ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のカートリッジ。
12. 前記搬送部材は、前記長手方向に延びる回転軸と、前記回転軸の外周面に螺旋状に設けられた羽根部と、を有するスクリューである
    ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載のカートリッジ。
13. 前記カートリッジが使用される際の姿勢を取った状態で、前記現像室は前記収容室の上方に位置することを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載のカートリッジ。
14. 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
    装置本体と、
    前記装置本体に着脱可能な請求項１～１３のいずれか１項に記載のカートリッジと、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
    

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