JP4819232B2 - プロセスカートリッジ、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置に用いられる現像装置、現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで画像形成装置は、画像形成プロセスを用いて記録材に画像を形成するものであり、例えば複写機、プリンタ（例えば、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。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとしては、少なくとも現像手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真方式の画像形成装置において、プロセスカートリッジ方式のものが知られている。プロセスカートリッジ方式は、感光体及びこの感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化してプロセスカートリッジを構成し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするものである。このプロセスカートリッジ方式によれば、画像形成装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。このため、プロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジにあっては、図１７に示すように容器状のトナー枠体１１の下方枠体１１ｂの穴１１ｅ１に回転自在にカップリング部材１１ｅが嵌合され、このカップリング部材１１ｅは周方向の溝１１ｅ５を有し、この溝１１ｅ５に嵌合した軸用止め輪１１ｅ３により軸方向に外れないようになっている。カップリング部材１１ｅの中心穴１１ｅ４にジャーナルを嵌合させたクランク状のトナー送り部材９ｂのアーム９ｂ３は、カップリング部材１１ｅの内端面の直径をわたるスリット１１ｅ２に嵌合されている。
【０００６】
カップリング部材１１ｅは穴１１ｅ１に嵌合するフェルト部材８０で軸封されている。フェルト部材８０は通気性があるのでトナー枠体内の空気はフェルト部材８０を通じてトナー枠体１１に出入り可能となっている。
【０００７】
図１８に示すように、従来のトナーキャップ１１−１ｆはトナー枠体１１のトナー充填口１１−１ｄに矢印Ｘに示すように圧入できる周方向の突状１１−２ｆを有している。
【０００８】
なお、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置では、現像剤を収納したトナー容器とその開口部に配設された現像部材（例えば現像スリーブ）とを一体に構成し、使用前はトナー容器の開口部をトナーシールで封止するようにしている。現像装置の使用に際しては、トナーシールを取り外した後、現像装置を画像形成装置本体に装着するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近のトナー容器は以前に比べてトナー容器内外間の気密性が向上している。高画質化に対応するためにトナーの微粒子化が進み、またエコロジー対応やコストダウンのためにトナーの高密度充填化が進んでいる。このため、トナー容器に求められるシール性能もますます厳しくなっている。
【００１０】
そこで、これに対応するために、撹拌構成を有するトナー容器では撹拌の軸シール部材としてオイルシールを用いるようになってきた。このため、撹拌軸部からの通気性が減少し、トナー容器の気密性は確実に向上している。なお、この点に関しては、例えば特開平９−２３６９７７号公報に記載がある。
【００１１】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、現像剤容器からの現像剤の漏れ、現像剤容器の変形、現像剤供給口を封止しているシール部材の破れや剥がれ等の損傷、及びシール部材の開封時の現像剤漏れ等を防止するようにしたプロセスカートリッジ、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、現像剤を収納する現像剤容器を備えた、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記現像剤容器は、シール部材によって封止された現像剤供給口と、第１のフランジが周囲に形成された開口部とを有する下方枠体と、前記第１のフランジに対応する第２のフランジを有し、前記第１のフランジに前記第２のフランジを接合させることで前記開口部を塞ぐ上方枠体と、前記第１、第２のフランジのうちの一方のフランジに設けられた、前記第１、第２のフランジの隙間を介して前記現像剤容器の内側と連通するザグリ部と、前記ザグリ部に設けられた、前記ザグリ部の内側と前記現像剤容器の外側とを連通する通気孔と、空気の通過は許容し現像剤の通過は阻止する通気部材と、を有し、前記通気部材は、前記ザグリ部に収納された状態で前記第１、第２のフランジのうちの他方のフランジで押さえ付けられることにより、前記ザグリ部内に保持されている、ことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に係る本発明は、請求項１に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記通気部材の高さは、前記ザグリ部の高さよりも大きい、ことを特徴としている。
また、請求項３に係る本発明は、請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記ザグリ部及び前記通気部材は、円筒形に形成されている、ことを特徴としている。
【００１４】
請求項４に係る本発明は、請求項３に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記通気部材の直径は、前記ザグリ部に収納する前には、前記ザグリ部の直径よりも大きい、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項５に係る本発明は、請求項１ないし４のいずれか記載のプロセスカートリッジにおいて、前記通気部材が、発泡ウレタンによって形成されている、ことを特徴としている。
【００１６】
請求項６に係る本発明は、請求項１ないし５のいずれか記載のプロセスカートリッジにおいて、前記現像剤容器には、現像剤を送る送り部材が配設されていて、前記現像剤容器における前記送り部材が嵌合する部分は、軸封手段によって密閉されている、ことを特徴としている。
【００１７】
請求項７に係る本発明は、請求項６に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記軸封手段が、オイルシールである、ことを特徴としている。
【００１８】
請求項８に係る本発明は、請求項１ないし７のいずれか記載のプロセスカートリッジにおいて、前記上方枠体、前記下方枠体は合成樹脂によって形成され、前記第１、第２のフランジが超音波溶着によって接合されている、ことを特徴としている。
【００１９】
請求項９に係る本発明は、請求項１ないし８のいずれか記載のプロセスカートリッジにおいて、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像ローラと、を有する、ことを特徴としている。
また、請求項１０に係る本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置において、請求項１ないし９のいずれか記載のプロセスカートリッジを有する、ことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
〈実施の形態１〉
以下の説明において、図４に示すように、プロセスカートリッジＢの短手方向とは、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体（以下単に「装置本体」という。）１４へ着脱する方向（矢印Ｘ方向、及びその逆方向）であり、記録材の搬送方向とほぼ一致している。またプロセスカートリッジＢの長手方向とは、プロセスカートリッジＢを装置本体１４へ着脱する方向と交差する方向（ほぼ直交する方向）であり、記録材の表面と平行であり、かつ、記録材の搬送方向と交差（ほぼ直交）する方向である。またプロセスカートリッジＢに関し左右とは記録材の搬送方向にしたがって記録材を上から見て左又は右である。
【００２２】
図４は、本発明の実施の形態を適用した電子写真方式の画像形成装置（レーザビームプリンタ）の構成説明図、図５は、その外観斜視図である。また図１、図８〜図１１は本発明の実施の形態を適用したプロセスカートリッジに関する図面である。図１はプロセスカートリッジの側断面図、図２はその外観の概略を図示した外観斜視図、図８はその右側面図、図９はその左側面図、図１０はそれを上方（上面）から見た斜視図、図１１はプロセスカートリッジを裏返して上方から見た斜視図である。また以下の説明において、プロセスカートリッジＢの上面とは、プロセスカートリッジＢを装置本体１４へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。
【００２３】
（画像形成装置Ａ及びプロセスカートリッジＢ）
まず、図４及び図５を用いて、本発明の実施の形態を適用する電子写真方式の画像形成装置としてのレーザビームプリンタＡについて説明する。また図１にプロセスカートリッジＢの側断面図を示す。
【００２４】
このレーザビームプリンタＡは、図４に示すように、電子写真画像形成プロセスによって記録材（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成するものである。そして像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）７にトナー像を形成する。詳しくは、帯電ローラ（帯電手段）８によって感光ドラム７に帯電を行い、次いでこの感光ドラム７に露光装置（光学手段）１から画像情報に応じたレーザ光を照射して感光ドラム７に画像情報に応じた静電潜像を形成する。そしてこの静電潜像を現像器（現像手段）によって現像してトナー像を形成する。そしてこのトナー像の形成と同期して、給紙カセット３ａにセットした記録材２をピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ及びレジストローラ対３ｅによって反転搬送する。
【００２５】
次いで、プロセスカートリッジＢ内の感光ドラム７に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧を印加することによって記録材２に転写する。その後、トナー像の転写を受けた記録材２を搬送ガイド３ｆに沿って定着器（定着手段）５へと搬送する。この定着器５は駆動ローラ５ｃ、及びヒータ５ａを内蔵する定着ローラ５ｂを有する。そして両ローラ間を通過する記録材２に熱及び圧力を付与して記録材２に転写されたトナー像を定着する。そしてこの記録材２を排出ローラ対３ｇ、３ｈ、３ｉで搬送し、反転経路３ｊを通して排出トレイ６へと排出する。この排出トレイ６は画像形成装置Ａの装置本体１４上面に設けられている。なお、揺動可能なフラッパ３ｋを動作させ、排出ローラ対３ｍによって、反転経路３ｊを介することなく記録材２を排出することもできる。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、上述のピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、レジストローラ対３ｅ、搬送ガイド３ｆ、排出ローラ対３ｇ、３ｈ、３ｉ、反転経路３ｊ、及び排出ローラ対３ｍによって給搬送手段３を構成している。
【００２７】
一方、図１に示すように、プロセスカートリッジＢに収められた、感光層を有する感光ドラム７は回転し、その表面が帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加によって一様に帯電される。次いで、この感光ドラム７に露光装置１からの画像情報に応じたレーザビーム光を露光開口部１ｅを介して照射して、静電潜像を形成する。そしてこの静電潜像をトナーを用いて現像器９によって現像する。ここで、帯電ローラ８は感光ドラム７に接触して設けられており、感光ドラム７に帯電を行う。なお、この帯電ローラ８は、感光ドラム７に従動回転する。また、現像器９は、感光ドラム７の現像領域へトナーを供給して、感光ドラム７に形成された潜像を現像する。なお露光装置１は、図４に示すように、レーザダイオード１ａ、ポリゴンミラー１ｂ、レンズ１ｃ、反射ミラー１ｄを有している。
【００２８】
ここで、現像器９は、図１に示すように、トナー容器１１Ａ内のトナーをトナー送り部材９ｂの回転によって、現像ローラ９ｃへ送り出す。そして、固定磁石を内蔵した現像ローラ９ｃを回転させるとともに、現像ブレード９ｄによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ９ｃの表面に形成し、そのトナーを感光ドラム７の現像領域へ供給する。そして、そのトナーを上述の潜像に応じて感光ドラム７へ転移させることによってトナー像を形成する。ここで現像ブレード９ｄは、現像ローラ９ｃの周面のトナー量を規定するとともに摩擦帯電電荷を付与するものである。また、この現像ローラ９ｃの近傍には、現像室内のトナーを撹拌させるトナー撹拌部材９ａを回動可能に取り付けている。
【００２９】
そして転写ローラ４に、感光ドラム７上に形成されたトナー像と逆極性の電圧を印加して、このトナー像を記録材２に転写した後に、クリーニング装置１０によって感光ドラム７上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング装置１０は、感光ドラム７に当接して設けられた弾性クリーニングブレード１０ａによって感光ドラム７に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め１０ｂへ集める。
【００３０】
なお、プロセスカートリッジＢは、トナーを収納するトナー容器（トナー収納部）１１Ａを有するトナー枠体１１と現像ローラ９ｃ等の現像器９を保持する現像枠体１２とを結合させ、さらにこれに感光ドラム７、クリーニングブレード１０ａ等のクリーニング装置１０、及び帯電ローラ８を取付けたクリーニング枠体１３を結合させて構成されている。そしてこのプロセスカートリッジＢは、操作者（ユーザ）によって装置本体１４に対して着脱可能に構成されている。
【００３１】
このプロセスカートリッジＢには画像情報に応じた光を感光ドラム７へ照射するための露光開口部１ｅ及び感光ドラム７を記録材２に対向させるための転写開口部１３ｎが設けてある。詳しくは、露光開口部１ｅはクリーニング枠体１３に設けられており、また、転写開口部１３ｎは現像枠体１２とクリーニング枠体１３との間に構成される。
【００３２】
次に本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢのハウジングの構成について説明する。
【００３３】
本実施の形態で示すプロセスカートリッジＢは、トナー枠体１１と現像枠体１２とを結合し、これにクリーニング枠体１３を回動可能に結合して構成したハウジング内に感光ドラム７、帯電ローラ８、現像器９及びクリーニング装置１０等を収納してカートリッジ化したものである。そして、このプロセスカートリッジＢを装置本体１４に設けたカートリッジ装着手段に対して取り外し可能に装着する。
【００３４】
（プロセスカートリッジＢのハウジングの構成）
本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢは、前述したようにトナー枠体１１と現像枠体１２とクリーニング枠体１３とを結合してハウジングを構成しているが、次にその構成について説明する。
【００３５】
図１に示すように、トナー枠体１１にはトナー送り部材９ｂを回動可能に取り付けてある。また現像枠体１２には現像ローラ９ｃ及び現像ブレード９ｄを取り付け、さらに現像ローラ９ｃの近傍には現像室内のトナーを循環させる撹拌部材９ａを回動可能に取り付けてある。また、現像枠体１２には現像ローラ９ｃの長手方向と対向して、現像ローラ９ｃとほぼ平行にアンテナ棒９ｈが取り付けられている。そしてトナー枠体１１と現像枠体１２とを溶着（本実施の形態では超音波溶着）して一体的な第２枠体としての現像ユニットＤ（図１２参照）を構成している。
【００３６】
このようなプロセスカートリッジＢは、図４、図５に示すように、装置本体１４上面に設けられた開閉カバー３５を、ヒンジ３５ａを中心にして開放すると見えるカートリッジ装着部へ矢印Ｘ方向から装着する。
【００３７】
（トナー枠体）
図１、図９、図１１、図１４、図１５、図１６を用いてトナー枠体について詳細に説明する。図１４はトナーシールを溶着する前の斜視図、図１５はトナーを充填後の斜視図である。
【００３８】
図１に示すように、トナー枠体１１は上方枠体１１ａ及び下方枠体１１ｂの２部品によって構成されている。この上方枠体１１ａは図１に示すように装置本体１４の露光装置１の右方の空間を占めるように上方へ向って膨出しており、画像形成装置Ａを大きくすることなく、プロセスカートリッジＢのトナー量を増加させることができるようになっている。図１、図２、図３に示すように上方枠体１１ａの長手方向中央には、外側表面に凹部１７が設けられており、把手の機能を有している。そこで操作者は、手でもって上方枠体１１ａの凹部１７と下方枠体１１ｂの下側を把んで持つ。なお、凹部１７の片側及び下方枠体１１ｂの下側に設けた長手方向のリブ１１ｃはプロセスカートリッジＢを持つ場合の滑り止めとなっている。
【００３９】
図１に示すようにこの上方枠体（第１の枠体）１１ａのフランジ（第１の取付け部）１１ａ１を下方枠体（第２の枠体）１１ｂの回り縁付のフランジ（第２の取付け部）１１ｂ１に嵌合し溶着面Ｕで合わせて、超音波溶着により溶着リブを溶かすことにより上方、下方枠体１１ａ、１１ｂを一体化している。この超音波溶着により、上方枠体１１ａ及び下方枠体１１ｂのそれぞれのフランジ１１ａ１、１１ｂ１の溶着面Ｕが接合されるが、このとき溶着面Ｕの一部にトナー枠体１１の内側と後述のザグリ部１００とを連通する隙間が形成されるものとする。本実施の形態においては、この隙間とザグリ部１００とを介して、トナー容器１の内側と外側とが連通されるようになっている。なお、上述の溶着面Ｕの接合方法としては、超音波溶着に限定されずに、例えば熱溶着、強制振動、あるいは接着等で行なってもよい。上方、下方枠体１１ａ、１１ｂを超音波溶着する際に上述のフランジ１１ｂ１で上方、下方枠体１１ａ、１１ｂを支持するほか、開口部（現像剤供給口）１１ｉの外側上方にフランジ１１ｂ１とほぼ同一平面上に段部１１ｍを設けてある。この段部１１ｍには、上方枠体１１ａの一部が係合される。
【００４０】
なお、上方、下方枠体１１ａ、１１ｂを結合するのに先立って、下方枠体１１ｂの内部にトナー送り部材９ｂを組み込む。さらに、図１３に示すように、トナー送り部材９ｂの端部に係止するようにカップリング部材１１ｅをトナー枠体１１の側板の穴１１ｅ１から組み込む。穴１１ｅ１は、下方枠体１１ｂの長手方向一側端に設けられている。そしてこの穴１１ｅ１と同じ側にトナーを充填するためのほぼ直角三角形状のトナー充填口１１ｄが設けられている。このトナー充填口１１ｄの縁は上方、下方枠体１１ａ、１１ｂの合せ目近くに沿う直角側の一辺と、この一辺に直角な上下方向の一辺、及び下方枠体１１ｂの下側に沿う斜辺を有する。このためトナー充填口１１ｄは最大限の大きさを採用することができる。ここで、穴１１ｅ１とトナー充填口１１ｄは、並んで設けられている。さらに、図１４に示すように、トナー枠体１１の長手方向には、トナー枠体１１から現像枠体１２へトナーを送るためのトナー枠体１１の開口部１１ｉが設けられており、この開口部１１ｉを塞ぐようにシール（後述）を溶着する。その後、トナー充填口１１ｄからトナーを充填し、トナー充填口１１ｄを図１５で示すようにトナーキャップ１１ｆで塞いでトナーユニットＪとして完成する。トナーキャップ１１ｆはポリエチレン、ポリプロピレン等の材質で形成されており、トナー枠体１１に設けられたトナー充填口１１ｄに圧入又は接着されて抜け止めされる。さらにトナーユニットＪは後述する現像枠体１２と超音波溶着し、図１２に示す現像ユニットＤとなる。ただし結合方法としては、超音波溶着に限定されずに、接着、あるいは弾性力を用いてスナップフィット等で行なってもよい。
【００４１】
また、図１に示すように、トナー枠体１１の下方枠体１１ｂの斜面Ｋはトナーが消費されると自然に落下する傾斜角度θ、すなわち装置本体１４を水平にした状態で装置本体１４に装着されたプロセスカートリッジＢの有する斜面Ｋと水平線Ｚとのなす角度θが約６５°程度が好適である。また、下方枠体１１ｂはトナー送り部材９ｂの回転領域を逃げるように下方に凹形部１１ｇを有している。トナー送り部材９ｂの回転直径は約３７ｍｍ程度である。凹形部１１ｇは斜面Ｋの延長線より０ｍｍ〜１０ｍｍ位であればよい。本実施の形態では確実にトナーをトナー枠体１１から現像枠体１２へ送り出すことができる。
【００４２】
なおトナー送り部材９ｂは直径約２ｍｍ程度の棒状の鉄系の材質が用いられ、クランク形状となっている。そして、図１４にその片側を図示するように、両端部のそれぞれに設けたジャーナル９ｂ１の一方をトナー枠体１１の開口部１１ｉ内に面する部分の穴１１ｒに枢着している。そして、他方をカップリング部材１１ｅに固定してある（結合部は図１４では見えない）。
【００４３】
以上のようにトナー枠体１１の底面にトナー送り部材９ｂの逃げとして凹形部１１ｇを設けることにより、コスト上昇することなく安定したトナー送り性能が得られる。
【００４４】
図１、図１４、図１６に示すようにトナー枠体１１の現像枠体１２との接合部には、トナー枠体１１から現像枠体１２へトナーを送り出す開口部１１ｉが設けられている。この開口部１１ｉの周囲には凹面１１ｋが設けられている。この凹面１１ｋの上下のフランジ１１ｊ、１１ｊ１のそれぞれの上方と下方には長手方向に沿って条溝１１ｎが平行して設けられている。なお、この凹面１１ｋの上方のフランジ１１ｊは門形をしており、下方のフランジ１１ｊ１は、凹面１１ｋに対して交差方向である。図１６に示すようにこの条溝１１ｎの底１１ｎ２は凹面１１ｋよりも外方（現像枠体１２側）へ突出した位置にある。
【００４５】
図１５、図１６に示すようにトナー枠体１１の開口部１１ｉを塞ぐように、凹面１１ｋに長手方向にＡｌ（アルミニウム）フィルムの上下にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを積層したトナーシール（シール部材）５２が貼り付けられている。このトナーシール５２は、開口部１１ｉを開封するために積層されたＰＥＴフィルムの一層に切れ込み５２ｃを設けてあり、後述する開封動作を行うことにより、切れ込み５２ｃに沿ってトナーシール５２が引き裂かれて、トナー枠体１１の開口部１１ｉから開封される。
【００４６】
そしてこのトナーシール５２は、開口部１１ｉの長手方向一端５２ｂで折り返されて、現像枠体１２のトナー枠体１１と対向する平面の長手方向の端部に貼り付けられた、例えばフェルトのような弾性シール材（不図示）とトナー枠体１１間を通って外部へ引き出され、トナーシール５２の外部へ引き出された端部５２ａは手掛けとなる把手部材１１ｔを取り付けてある（図１４、図１５参照）。この把手部材１１ｔは、トナー枠体１１と一体成形されており、トナー枠体１１とつながる部分を特に薄くして切り離せるようにしてある。そして、トナーシール５２の端部５２ａをこの把手部材１１ｔに貼り付けてある。なお現像枠体１２に設けた弾性シール材表面の内側寄りには、摩擦係数の小さい合成樹脂フィルム状のテープが貼り付けられている（不図示）。またさらに、この弾性シール材を貼り付けた位置と長手方向の反対側の端部において、現像枠体１２の平面１２ｅには、弾性シール材（不図示）が貼り付けられている。
【００４７】
上述した、弾性シール材は、フランジ１２ｅの長手方向両端において短手方向の全幅においてフランジ１２ｅに貼り付けてある。そして弾性シール材は凹面１１ｋの長手方向の両端部のフランジ１１ｊに一致し、かつそのフランジ１１ｊの短手方向の全幅にわたり、さらに図１６に示す突条１２ｖとオーバーラップしている。
【００４８】
またさらに、トナー枠体１１と現像枠体１２を結合する際に、両枠体１１、１２の位置合わせを容易にするために、トナー枠体１１のフランジ１１ｊには、現像枠体１２の長手方向両端に設けた円筒形ダボ１２ｗ１、角形ダボ１２ｗ２（図１６参照）と嵌合する丸穴１１ｒ、角穴１１ｑ（図１４参照）が設けられている。ここで丸穴１１ｒはダボ１２ｗ１と密に嵌合し、角穴１１ｑはダボ１２ｗ２と短手方向は密に、長手方向はラフに係合する。
【００４９】
トナー枠体１１と現像枠体１２を結合する際には、トナー枠体１１、現像枠体１２はそれぞれ仕組品として独立に組立てる。その後に、現像枠体１２の位置決め用の円筒形ダボ１２ｗ１、角形ダボ１２ｗ２をトナー枠体１１の位置決め用の丸穴１１ｒ、角穴１１ｑに嵌入する。また、トナー枠体１１の条溝１１ｎに現像枠体１２の突条１２ｖをそれぞれ嵌め込む。そして、トナー枠体１１と現像枠体１２とを互いに圧接すると、現像枠体１２のフランジ１２ｅの長手方向両端部に設けたシール材は、トナー枠体１１の長手方向両端部のフランジ１１ｊに接して圧縮される。上記状態で、トナー枠体１１と現像枠体１２を圧して突条１２ｖと条溝１１ｎ間に超音波振動を加え、摩擦熱によって三角突条１２ｖ１を溶かして条溝１１ｎの底と溶着する。これによって、トナー枠体１１の条溝１１ｎの縁１１ｎ１、現像枠体１２のスペーサ用の突条（不図示）は、それぞれ相手部材と密着状態となる。そしてトナー枠体１１の凹面１１ｋと対向する現像枠体１２の対向平面１２ｕ間には周縁が密着された空間ができる。この空間に前記トナーシール５２が納まる。
【００５０】
また、トナー枠体１１に収納されたトナーを現像枠体１２へ送り出すためには、プロセスカートリッジＢの外部へ突出しているトナーシール５２の端部５２ａを貼り付けてある把手部材１１ｔ（図９、図１５参照）の根本側をトナー枠体１１から切り離す。そして、把手部材１１ｔを操作者が手で引くことにより、トナーシール５２が切れ込み５２ｃに沿って引き裂かれて、トナー枠体１１の開口部１１ｉが開封され、トナーをトナー枠体１１から現像枠体１２へ送り出し可能となる。そして、現像枠体１２の弾性シール材は平たい帯状の長方形のまま、トナー枠体１１のフランジ１１ｊの長手方向の両端部で厚さのみ小さくなるように変形しているのでシール性がよい。
【００５１】
またさらにトナー枠体１１と現像枠体１２を超音波溶着する際に、摩擦熱が生じてこの摩擦熱によって三角突条１２ｖ１を溶融する。この摩擦熱により、トナー枠体１１及び現像枠体１２には熱応力が生じて熱変形するおそれがある。しかしながら本実施の形態によれば、トナー枠体１１の条溝１１ｎと現像枠体１２の突条１２ｖとが長手方向のほぼ全範囲にわたって嵌合しており、両枠体１１、１２の結合状態において、溶着部周辺が強化されており、熱応力による熱変形が生じ難い。
【００５２】
トナー枠体１１、現像枠体１２を形成する材質としては、プラスチック、例えばポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポリプロピレン等を使用することができる。
【００５３】
ここで図１には本実施の形態に用いられるトナー枠体１１の側断面図が示されている。図１は、トナー枠体１１が現像枠体１２と結合す結合面ＪＰをほぼ鉛直方向に配置して示してある。
【００５４】
本実施の形態に用いるトナー枠体１１についてさらに詳細に説明する。図１に示すように、トナー容器１１Ａに収納している一成分トナーを開口部１１ｉ方向へ効率よく落下させるために、２つの斜面Ｋ、Ｌを有している。この斜面Ｋ、Ｌはともに、トナー枠体１１の長手方向全幅に設けられている。斜面Ｌは、開口部１１ｉの上方に配置されており、また斜面Ｋは開口部１１ｉの奥側（トナー枠体１１の短手方向）に配置されている。また斜面Ｌは上方枠体１１ａに形成されており、斜面Ｋは下方枠体１１ｂによって構成される。そして斜面Ｌは装置本体１４にプロセスカートリッジＢを装着状態において鉛直方向又は鉛直方向よりも面が下向きである。また、水平線Ｚは、トナー枠体１１と現像枠体１２の結合面ＪＰに直交する線ｍに対する角度θ３が約２０度〜４０度である。言い換えれば、本実施の形態では上方枠体１１ａに下方枠体１１ｂを結合するにあたって、下方枠体１１ｂを上述の設置角度でもって設置できるように上方枠体１１ａの形状を規定している。そこで本実施の形態によれば、トナーを収納しているトナー容器１１Ａは、効率よくトナーを開口部１１ｉ方向へ供給することができる。
【００５５】
トナーキャップ１１ｆは図６に示すように、下方枠体１１ｂのトナー充填口１１ｄの周縁をトナーキャップ１１ｆのフランジ部１１ｆ１と、凸部１１ｆ２で矢印Ｙのように挟み込み、トナーの漏れを防止するようになっている。したがってトナー充填口１１ｄとこのトナーキャップ１１ｆ間は通気性がなくなっている。
【００５６】
図７を用いて、カップリング部材１１ｅの軸封に関して説明する。
【００５７】
図７に示すように下方枠体１１ｂの穴１１ｅ１に回転自在にカップリング部材１１ｅが嵌合している。そして、このカップリング部材１１ｅは周方向の溝１１ｅ５を有し、この溝１１ｅ５に嵌合したＥリング１１ｅ３により軸方向に外れないようになっている。カップリング部材１１ｅの中心穴１１ｅ４にジャーナルを嵌合させたクランク状のトナー送り部材９ｂのアーム９ｂ３は、カップリング部材１１ａの内端面の直径をわたるスリット１１ｅ２に嵌合している。
【００５８】
カップリング部材１１ｅは穴１１ｅ１に嵌合するオイルシール（軸封手段）８１で軸封されている。オイルシール８１による軸封は通気性が極めて低い。また、トナー粗粒の発生を防止するためにグリスを塗布する場合もあるが、そうするとさらに通気性が低くなる。したがって、トナー枠体１１はトナーシール５２、トナーキャップ１１ｆ、オイルシール８１でそれぞれの開口部分が密封されており、通気性がない。
【００５９】
図１９から図２２を用いて本実施の形態の特徴を説明する。
【００６０】
前述の下方枠体１１ｂの回り縁付のフランジ１１ｂ１の溶着面Ｕの溶着部内側には直径４．５ｍｍ、深さ４．５ｍｍの円筒形のザグリ部１００があり、ザグリ部１００の底面にはトナー容器１１Ａの通気のための直径２ｍｍ程度の通気孔１０１が設けられている。
【００６１】
ザグリ部１００には、図２１に示すように、直径５．５ｍｍ、高さ７ｍｍの円筒形の通気性シール部材１０２が挿入されている。通気性シール部材１０２の材質は通気性及びトナーシール性を確保するためにセル数５５個／２５ｍｍ程度の発泡ポリウレタンフォームを用いている。
【００６２】
図２２（ａ）、（ｂ）に示すように通気性シール部材１０２は、ザグリ部１００に挿入された後に、上方枠体１１ａが溶着面Ｕで結合されることにより押さえ付けられて保持される。
【００６３】
温度等の環境変化や物流等でトナー容器１１Ａ内の空気が膨張したときは、膨張した空気は、図２２（ｂ）の矢印に示すように上方枠体１１ａと下方枠体１１ｂの溶着面Ｕの隙間を抜け、通気性シール部材１０２を通り、通気孔１０１から外部に放出される。これにより、トナー容器１１Ａの内圧が極端に上昇するのを防止してトナーシールの破損、トナー容器１１Ａの変形、トナーシール開封時のトナー漏れを防止することができる。
【００６４】
逆に、トナー容器１１Ａ内部の空気が収縮したときはこの逆方向の経路で空気が流れ込み内圧が極端に低下するのを防止している。
【００６５】
このように枠体の結合面に通気のための経路を設けることにより、空気は流れるがトナーが前述の通気性シール部材１０２及び通気孔１０１に流れ込みにくい構造になっている。
【００６６】
なお、上述の通気性シール部材１０２の材質は、上述の発泡ウレタンフォームに限らず、例えば、不織布、ゴムスポンジ等のフィルタ効果のある、通気性とトナーシール性とを兼ね備えたものを使用することができる。このように通気性とトナーシール性とを有するものであれば、他の任意の材質のものを使用することができる。
【００６７】
また、トナーシール性を確保するために前述の通気性シール部材１０２は円筒形のザグリ部１００より直径で１ｍｍ、高さで２．５ｍｍ程度大きく設定してあり、通気性シール部材１０２をつぶして圧入することによりトナーが通気孔１０１から漏れ出るのを有効に防止している。
【００６８】
なお、円筒形にするメリットとしては挿入時に通気性シール部材１０２がシワになりにくく、断面形状が円形であるため通気性シール部材１０２のつぶし量が全周にわたって均等になるためトナーが漏れない点があげられる。
【００６９】
〈実施の形態２〉
上述の実施の形態１では下方枠体１１ｂにザグリ部１００及び通気孔１０１を下方向に設ける例を示したが、図２３に示すように上方枠体１１ａにザグリ部１００Ａ及び通気孔１０１Ａを設けて、通気性シール部材１０２をザグリ部１００Ａに挿入して下方枠体１１ｂで押さえる構成としてもよい。この場合においても、上述の実施の形態１と同様の効果をあげることができる。
【００７０】
また、上方枠体、下方枠体の構成にかかわらず、複数の枠体の結合からなるトナー容器について、いずれかの結合面に本発明の構成を適用することにより、同様の効果が得られることは明らかである。
【００７１】
また、前述のザグリ部１００、１００Ａ及び通気性シール部材１０２の形状は円筒形に限らず断面形状が多角形でもシール可能であるため同様の効果が得られる。
【００７２】
上述の実施の形態１、２においては、プロセスカートリッジについて述べたが装置本体１４に着脱可能な現像装置に本発明を適用することができる。例えば、図１に示す画像形成装置Ａにおいて、感光ドラム７を装置本体１４側に配設し、現像ユニットＤを装置本体１４に対して着脱可能に構成すればよい。
【００７３】
例えば、着脱可能な現像ユニットＤを、多色画像形成装置（例えばカラー画像形成装置）に用いる場合には、現像ユニットＤを回転可能なロータリに搭載し、感光ドラム上の静電潜像の現像に供する色の現像ユニットＤをロータリの回転によって感光ドラムに対向する現像位置に配置し、現像を行うように構成することができる。この場合、各現像ユニットＤは、装置本体に対して直接的に着脱するのではなく、ロータリに対して着脱するようになる。あるいは、複数の現像ユニットを感光ドラムに対向するように配置し、感光ドラム上の静電潜像の現像に供される現像ユニットを感光ドラムに対して直線状に移動させるような現像スライドを備えた画像形成装置においては、この現像スライドに対して現像ユニットを着脱するようになる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、現像剤容器の内部と外部とを連通させるザグリ部を設け、このザグリ部に、空気の通過を許容しかつ現像剤の通過を阻止する通気部材を収納することにより、現像剤容器からの現像剤の漏れを防止し、かつ環境の変動に伴なう現像剤容器内の内圧の変化を防止することができる。よって、現像剤容器が密閉されていることによる、現像剤容器の変形、現像剤供給口を封止しているシール部材の破れや剥がれ等の損傷、及びシール部材の開封時の現像剤漏れ等の問題を、有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロセスカートリッジにおける長手方向に直角なクリーナ方向の縦断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの斜視図である。
【図３】上方枠体の斜視図である。
【図４】画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図５】画像形成装置の概観を示す斜視図である。
【図６】トナーキャップによる密閉状態を説明する縦断面図である。
【図７】カップリング部材の軸封部を示す縦断面図である。
【図８】図２のプロセスカートリッジにおける、装着方向を基準にした右側面図である。
【図９】図２のプロセスカートリッジにおける、装着方向を基準にした左側面図である。
【図１０】図２のプロセスカートリッジにおける、左側上方から見た斜視図である。
【図１１】図２のプロセスカートリッジにおける、左側下方から見た斜視図である。
【図１２】現像ユニットの斜視図である。
【図１３】現像枠体の側板及びトナー枠体の側面図である。
【図１４】トナー枠体の斜視図である。
【図１５】トナー枠体の斜視図である。
【図１６】トナーシール部材の縦断面図である。
【図１７】従来例のカップリング部材の軸封部を示す縦断面図である。
【図１８】従来例のトナーキャップの縦断面図である。
【図１９】下方枠体の斜視図である。
【図２０】実施の形態１におけるザグリ部近傍の拡大斜視図である。
【図２１】実施の形態１において通気性シール部材をザグリ部に挿入するようすを示す斜視拡大図である。
【図２２】（ａ）は実施の形態１においてザグリ部に通気性シール部材を収納したようすを示す模式図である。
（ｂ）はその通気性シール部材を取付け部で押し付けたようすを示す模式図である。
【図２３】実施の形態２におけるザグリ部を示す斜視拡大図である。
【符号の説明】
２ 記録材
９ｂ 送り部材（トナー送り部材）
１１ トナー枠体
１１Ａ 現像剤容器（トナー容器）
１１ａ 上方枠体
１１ａ１ 第１のフランジ(フランジ）
１１ｂ 下方枠体
１１ｂ１ 第２のフランジ（回り縁付のフランジ）
１１ｉ 現像剤供給口（開口部）
５２ シール部材（トナーシール）
８１ 軸封手段（オイルシール）
１００、１００Ａ
ザグリ部
１０１、１０１Ａ
通気孔
１０２ 通気部材（通気性シール部材）
Ａ 画像形成装置（レーザビームプリンタ）
Ｂ プロセスカートリッジ
Ｄ 現像ユニット

Claims (10)

1. 現像剤を収納する現像剤容器を備えた、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   前記現像剤容器は、
   シール部材によって封止された現像剤供給口と、第１のフランジが周囲に形成された開口部とを有する下方枠体と、
   前記第１のフランジに対応する第２のフランジを有し、前記第１のフランジに前記第２のフランジを接合させることで前記開口部を塞ぐ上方枠体と、
   前記第１、第２のフランジのうちの一方のフランジに設けられた、前記第１、第２のフランジの隙間を介して前記現像剤容器の内側と連通するザグリ部と、
   前記ザグリ部に設けられた、前記ザグリ部の内側と前記現像剤容器の外側とを連通する通気孔と、
   空気の通過は許容し現像剤の通過は阻止する通気部材と、を有し、
   前記通気部材は、前記ザグリ部に収納された状態で前記第１、第２のフランジのうちの他方のフランジで押さえ付けられることにより、前記ザグリ部内に保持されている、
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記通気部材の高さは、前記ザグリ部の高さよりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 前記ザグリ部及び前記通気部材は、円筒形に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記通気部材の直径は、前記ザグリ部に収納する前には、前記ザグリ部の直径よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記通気部材が、発泡ウレタンによって形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記現像剤容器には、現像剤を送る送り部材が配設されていて、前記現像剤容器における前記送り部材が嵌合する部分は、軸封手段によって密閉されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記軸封手段が、オイルシールである、
   ことを特徴とする請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
8. 前記上方枠体、前記下方枠体は合成樹脂によって形成され、前記第１、第２のフランジが超音波溶着によって接合されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか記載のプロセスカートリッジ。
9. 静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像ローラと、を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか記載のプロセスカートリッジ。
10. 記録材に画像を形成する画像形成装置において、
    請求項１ないし９のいずれか記載のプロセスカートリッジを有する、
    ことを特徴とする画像形成装置。

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