(57)【要約】【課題】  現像容器の封止力が弱い部分から吹き出す現像剤を低減する。【解決手段】  画像形成装置の装置本体に着脱可能な現像剤補給容器を有し、現像剤補給容器は、容器枠体と、容器枠体の内部に設けられ、現像剤を収容する現像剤収容袋と、現像剤収容袋に収容されている現像剤を枠体の外部へ排出するための現像剤排出路と、容器枠体の外部から空気を容器枠体と現像剤収容袋との間の空間に導入するための空気導入路と、前記空気導入路を開閉する開閉手段とを具備し、装置本体は、現像剤補給容器によって補給される現像剤を、現像のために収容する現像剤容器を具備し、現像剤容器が装置本体に装着された状態で開閉手段が開いた場合には、現像剤容器の内部の空気が前記空間に導入され、現像剤収容袋の弾性復元力により現像剤収容袋が収縮して現像剤収容袋に収容されている現像剤が現像剤容器へ導入される。【選択図】  図６
2015079115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置であって、前記画像形成装置の装置本体に着脱可能な現像剤補給容器を有し、
前記現像剤補給容器は、
容器枠体と、
前記容器枠体の内部に設けられ、弾性復元力を有し、現像剤を収容する現像剤収容袋と、
前記現像剤収容袋に収容されている現像剤を前記容器枠体の外部へ排出するための現像剤排出路と、
前記容器枠体の外部から空気を前記容器枠体と前記現像剤収容袋との間の空間に導入するための空気導入路と、
前記空気導入路を開閉する開閉手段と
を具備し、
前記装置本体は、
前記現像剤補給容器によって補給される現像剤を、現像のために収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器に設けられ、前記現像剤補給容器が前記装置本体に装着された場合に、前記現像剤排出路から排出される現像剤を前記現像剤容器に導入する現像剤導入口と、
前記現像剤容器に設けられ、前記現像剤補給容器が前記装置本体に装着された場合に、前記現像剤容器の内部の空気を前記空気導入路に排出するための空気排出口と
を具備し、
前記開閉手段が閉じている場合には、前記空間が気密状態になり、前記現像剤収容袋の前記弾性復元力により前記現像剤収容袋が収縮し、前記空間の気圧が前記現像剤補給容器の外部の気圧よりも低い負圧状態を維持し、
前記現像剤容器が前記装置本体に装着された状態で前記開閉手段が開いた場合には、前記現像剤容器の内部の空気が前記空気排出口及び前記空気導入路を介して前記空間に導入されるとともに、前記現像剤収容袋の前記弾性復元力により前記現像剤収容袋が収縮して前記現像剤収容袋に収容されている現像剤が前記現像剤排出路及び前記現像剤導入口を介して前記現像剤容器へ導入されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記空気排出口と前記現像剤導入口とが前記現像剤容器の同一の面に設けられ、前記空気排出口から空気が排出される方向と、前記現像剤導入口から現像剤が導入される方向とが逆方向であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記空気排出口よりも前記現像剤導入口のほうが前記現像剤容器の中央部側に位置することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記空気排出口は前記現像剤導入口よりも鉛直方向の上方側に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤収容袋には、現像剤と空気とが圧力を加えて封入されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤補給容器が前記装置本体に装着される前は、前記開閉手段は、閉じた状態を維持し、前記現像剤補給容器が前記装置本体に装着されると、開いた状態となることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤補給容器が前記装置本体に装着された場合に、前記現像剤排出路と前記現像剤導入口とが連通して前記現像剤の流通が可能になった後に、前記開閉手段が開いた状態となることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、複写機、等の画像形成装置に着脱可能に設けられた現像剤補給容器により現像剤を補給する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の電子写真式の画像形成装置においては、微粉末の現像剤が使用されており、画像形成に伴い消費される現像剤が無くなる都度、現像剤補給容器から現像剤を補給される必要がある。
【０００３】
従来、現像剤を搬送するための手段としてスクリュー等の撹拌搬送部材を備えた現像剤補給容器が広く知られている。現像剤補給容器から現像容器へ現像剤が補給されると現像剤と共に空気が現像容器に補給されるため、現像容器の圧力が上昇する。その結果、現像容器の封止力が弱い部分から現像剤が吹き出し、現像剤が現像容器外に飛散しやすくなる。特許文献１では現像容器の圧力上昇を抑制するために空気のみを通過させる圧抜きフィルタを用いている。
【０００４】
ところで、近年は環境に配慮し、消耗品である現像剤補給容器の部品点数を少なく構成する設計が望まれている。例えば特許文献２では、部品点数の少ない現像剤補給容器として、現像剤を収容する容器本体部を膨張収縮可能な弾性材料で形成し、弾性材料の復元力を利用することによって現像剤を排出する現像剤補給容器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２２１７７号公報
【特許文献２】特開昭６０−２３２５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２のような弾性材料の復元力を利用する現像剤補給容器の場合、現像容器に現像剤を補給する際、弾性材料の復元力によって勢いよく現像剤と空気が補給される。そのため撹拌搬送部材を備えた現像剤補給容器に比べて、現像剤補給時に現像容器の圧力が上昇しやすい。その結果、現像容器の封止力が弱い部分から現像剤が吹き出しやすくなってしまう。
【０００７】
現像容器の圧力上昇を抑制するために、特許文献１では、圧抜きフィルタが用いられている。現像容器の圧力が上昇した場合、フィルタを介して現像容器の空気を現像容器外に排出することで圧力上昇を抑制している。しかしながら弾性材料の復元力によって勢いよく現像剤と空気が補給された際の圧力上昇は、フィルタを用いた場合抑制する事が難しい。これは勢いよく現像剤と空気が補給されることで、現像容器の圧力が一時的に大きく上昇するためである。
【０００８】
圧力が大きく上昇すると現像容器から現像容器外に排出しなければならない空気の流量が大きくなる。排出する空気の流量が大きいと、圧抜きフィルタが流路抵抗となってしまい、現像容器外に排出される空気の流量が減少し、瞬時に圧力上昇を抑制する事が困難になる。その結果、一時的ではあるが現像容器の圧力が上昇してしまい、現像容器の封止力が弱い部分から現像剤が吹き出しやすくなってしまう。
【０００９】
さらに圧抜きフィルタを用いた場合、繰り返し補給を行った際にフィルタに現像剤による目詰まりが生じてしまう。フィルタに目詰まりが生じると未使用の圧抜きフィルタに比べて流路抵抗が大きくなってしまう。そのため現像容器の圧力が上昇した際に現像容器の外部に排出される空気の流量がより少なくなり、圧力上昇を抑制する事が難しくなる。その結果、現像容器の封止力が弱い部分から現像剤が吹き出しやすくなってしまう。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決したものであり、本発明の目的は弾性材料の復元力を利用する現像剤補給容器において、現像容器の封止力が弱い部分から吹き出す現像剤を低減する画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置であって、前記画像形成装置の装置本体に着脱可能な現像剤補給容器を有し、
前記現像剤補給容器は、
容器枠体と、
前記容器枠体の内部に設けられ、弾性復元力を有し、現像剤を収容する現像剤収容袋と、
前記現像剤収容袋に収容されている現像剤を前記枠体の外部へ排出するための現像剤排出路と、
前記容器枠体の外部から空気を前記容器枠体と前記現像剤収容袋との間の空間に導入するための空気導入路と、
前記空気導入路を開閉する開閉手段と
を具備し、
前記装置本体は、
前記現像剤補給容器によって補給される現像剤を、現像のために収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器に設けられ、前記現像剤補給容器が前記装置本体に装着された場合に、前記現像剤排出路から排出される現像剤を前記現像剤容器に導入する現像剤導入口と、
前記現像剤容器に設けられ、前記現像剤補給容器が前記装置本体に装着された場合に、前記現像剤容器の内部の空気を前記空気導入路に排出するための空気排出口と
を具備し、
前記開閉手段が閉じている場合には、前記空間が気密状態になり、前記現像剤収容袋の前記弾性復元力により前記現像剤収容袋が収縮し、前記空間の気圧が前記現像剤補給容器の外部の気圧よりも低い負圧状態を維持し、
前記現像剤容器が前記装置本体に装着された状態で前記開閉手段が開いた場合には、前記現像剤容器の内部の空気が前記空気排出口及び前記空気導入路を介して前記空間に導入されるとともに、前記現像剤収容袋の前記弾性復元力により前記現像剤収容袋が収縮して前記現像剤収容袋に収容されている現像剤が前記現像剤排出路及び前記現像剤導入口を介して前記現像剤容器へ導入されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、現像剤容器が装置本体に装着された状態で開閉手段が開いた場合には、現像剤容器の内部の空気が容器枠体と現像剤収容袋との間の空間に導入される。このため、現像剤容器の現像剤排出路から現像剤が現像剤容器に排出されても現像剤容器の圧力の上昇を抑制でき、現像剤容器の封止力が弱い部分から吹き出す現像剤を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態のプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態のトナーカートリッジの概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態のトナーカートリッジの外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態の画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態において、トナーカートリッジと画像形成装置の装置本体との装着状態を示す断面図である。図６（ａ）はトナーカートリッジを画像形成装置に挿入した際の第１の位置を示しており、図６（ｂ）はトナーカートリッジを画像形成装置１００に第１の位置よりもさらに挿入した際の第２の位置を示している。
【図７】本発明の実施形態の構成と圧抜きフィルタを用いた構成において、トナーと空気を供給した際のトナー収納室の圧力プロファイルを示したグラフである。
【図８】本発明の他の実施形態のプロセスカートリッジの構成を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態において、トナーカートリッジを画像形成装置に挿入した際の断面図を示している。図９（ａ）はトナーカートリッジを画像形成装置に挿入した際の第１の位置を示しており、図９（ｂ）はトナーカートリッジを画像形成装置にさらに挿入した際の第２の位置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。ただし、以下の実施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り、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨のものではない。
【００１７】
〔第１実施形態〕
（画像形成装置の全体構成）
先ず、本実施形態の画像形成装置の全体構成について説明する。
【００１８】
図１は、画像形成装置１００の概略断面図である。
【００１９】
画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザプリンタであり、画像情報に従って、記録シート、プラスチックシート、布などの記録材１２にフルカラー画像を形成することができる。
【００２０】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。
【００２１】
尚、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び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。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。
【００２２】
画像形成装置１００は、並設された４個の感光体ドラム１を有し、感光体ドラム１は回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、画像情報に基づきレーザ光を照射して感光体ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット３が配置されている。
【００２３】
さらに、感光体ドラム１の周囲には、静電像をトナー像として現像する現像ユニット４が設けられている。そして、感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写ベルト５が配置されている。
【００２４】
現像ユニット４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーを、感光体ドラム１上の露光により電荷が減衰した画像部に付着させることで静電像を現像する。
【００２５】
本実施形態では、感光体ドラム１と、現像ユニット４等のプロセス手段等は、一体的にカートリンジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置１００に着脱可能となっている。
【００２６】
中間転写ベルト５は、全ての感光体ドラム１に当接し、矢印Ｂの方向に回転する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、従動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、駆動ローラ５３に掛け渡されている。
【００２７】
また、中間転写ベルト５の内周面側には、感光体ドラム１に対向するように、４個の一次転写ローラ８が並設されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光体ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光体ドラム１とが当接する一次転写部Ｎ１を形成する。そして、一次転写ローラ８には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加され、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に一次転写される。
【００２８】
さらに、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが当接する二次転写部Ｎ２を形成する。そして、二次転写ローラ９に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に二次転写される。
【００２９】
画像形成時には、まず、感光体ドラム１の表面が帯電され、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザ光によって帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電像が形成される。
【００３０】
次いで、感光体ドラム１上に形成された静電像は、現像ユニット４によってトナー像として現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に一次転写される。
【００３１】
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が重ね合わせられて一次転写される。
【００３２】
その後、中間転写ベルト５の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部Ｎ２へと搬送され、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用で、中間転写ベルト５上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。
【００３３】
トナー像が転写された記録材１２は定着装置１０に搬送され、記録材１２に熱及び圧力を加えられることで記録材１２にトナー像が定着される。
【００３４】
本実施形態においては、現像剤として１成分非磁性トナーを用いた例について説明するが、このような例だけではなく、以下のような構成としても構わない。  具体的には、１成分磁性トナーを用いて現像を行う１成分現像器を用いる場合、現像剤として１成分磁性トナーを補給することになる。また、磁性キャリアと非磁性トナーを混合した２成分現像剤を用いて現像を行う２成分現像器を用いる場合、現像剤として非磁性トナーを補給することなる。なお、この場合、現像剤として非磁性トナーとともに磁性キャリアも併せて補給する構成としても構わない。
【００３５】
（プロセスカートリッジの構成）
次に、画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の構成について説明する。
【００３６】
尚、現像ユニット或いはプロセスカートリッジの構成や動作について、上、下、垂直、水平といった方向を表す用語は、特に断りのない場合は、それらの通常の使用状態において見た時の方向を表す。つまり、現像ユニット或いはプロセスカートリッジの通常の使用状態は、適正に配置された画像形成装置本体に対して適正に装着され、画像形成動作に供し得る状態である。
【００３７】
図２は、プロセスカートリッジ７の概略断面図である。尚、収容している現像剤の色を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。
【００３８】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７等を備えた現像ユニット４とが一体となった構成である。なお、感光体ユニット１３と現像ユニット４とは、別枠体となっている。
【００３９】
感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としての枠体１４を有する。そして、枠体１４には、感光体ドラム１の他に、帯電ローラ２や、クリーニング部材６などが配設されている。帯電ローラ２は感光体ドラム１表面に対して一様に帯電を行う。クリーニング部材６は、現像後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを回収する。なお、感光体ドラム１は、矢印Ａの方向に回転駆動される。
【００４０】
一方、現像ユニット４は、現像ユニット４内の各種要素を支持する枠体としての枠体１８を有する。現像ユニット４には、感光体ドラム１と接触して矢印Ｄ方向に回転し、現像剤を担持する現像ローラ１７が設けられている。現像ローラ１７と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（上から下に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。また、現像ローラ１７の回転速度は感光体ドラム１の回転速度より約１．３倍早回しするよう設定されている。現像ローラ１７は、芯金上にシリコーン、ウレタンなどの低硬度のゴム材或は発泡体、及びその組み合わせにより構成された弾性現像ローラである。
【００４１】
また、現像ユニット４には、現像ローラ１７の周面上に接触するように、矢印Ｅ方向に回転して現像剤を現像ローラ１７に供給するトナー供給ローラ２０（現像剤供給ローラ）が配置されている。トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、対向部（接触部）において互いの表面が逆方向に移動するようにそれぞれ回転する。また、トナー供給ローラ２０は導電性芯金の外周に連泡性の発泡体が設けられて構成されており、その表面回転速度は、現像ローラ１７の表面回転速度の０．８５倍とした。
【００４２】
枠体１８には、現像剤の層厚を規制する現像ブレード２１が設けられている。現像ブレード２１は金属製の板ばねであり、所定の当接圧にて現像ローラ１７と当接している。現像ローラ１７上に供給されたトナーは、この現像ブレード２１によって層厚が規制されるとともに摩擦帯電により電荷が付与される。これによって、現像ローラ１７上にトナーの薄層が形成され、現像領域へと搬送される。
【００４３】
また、現像には寄与せず、現像ローラ１７上に担持されたままのトナーは、トナー供給ローラ２０による摺擦で現像ローラ１７上から剥ぎ取られる。そして、その一部は新たにトナー供給ローラ２０上に供給されたトナーと共に再びトナー供給ローラ２０によって現像ローラ１７上へと供給され、残りは枠体１８内へと戻される。
【００４４】
また、枠体１８は、枠体１８の外部から供給されるトナーが一時的に収容されるためのトナー収納室１８ａと、現像ローラ１７やトナー供給ローラ２０が設けられている現像室１８ｂとを有している。すなわち、枠体１８は、現像剤容器を構成する。
【００４５】
トナー収納室１８ａと現像室１８ｂとは、トナーが通過するための開口部１８ｃによって仕切られており、トナー収納室１８ａに供給されたトナーは、トナー収納室１８ａに設けられている撹拌部材１９によって現像室１８ｂへと搬送される。
【００４６】
さらに、トナー収納室１８ａにはトナーカートリッジ１５から排出されるトナーを受け入れるためのトナー流入口２２（現像剤導入口）とトナーカートリッジへ空気を排出するための空気排出口２３が備えられている。
【００４７】
尚、本実施形態においては、トナーカートリッジ１５から排出されたトナーがトナー収納室１８ａにおいて一時的に収容される構成としているが、トナーカートリッジ１５から直接に現像室１８ｂへとトナーが搬送される構成としてもよい。また本実施形態では空気排出口２３もトナー収納室１８ａに設置されている構成としているが、空気層に連結されていれば現像室１８ｂに設置される構成としてもよい。
【００４８】
（トナーカートリッジの構成）
次に、本実施形態における現像剤補給容器としてのトナーカートリッジ１５について説明する。
【００４９】
図３はトナーカートリッジ１５の概略断面図であり、図４はトナーカートリッジ１５の外観を示す斜視図である。
【００５０】
図３に示すように、トナーカートリッジ１５はトナーカートリッジ１５内の各種要素を支持する容器枠体４０と、トナーを収容するための弾性を有するトナー収容袋４１（現像剤収容袋）とを有している。
【００５１】
容器枠体４０にはトナー排出路４２（現像剤排出路）、空気連通路４３、および装着ガイド４８が設けられている。トナー排出路４２はトナー収容袋４１と容器枠体４０の内部において接続されており、トナー収容袋４１内のトナーＴはトナー排出路４２を経由して排出される。トナー収容袋４１はトナー排出路４２と接続されることにより容器枠体４０に支持される。空気連通路４３は容器枠体４０とトナー収容袋４１との間の空間である気密室４４と容器枠体４０の外部とを接続しており、気密室４４と容器枠体４０の外部との空気の出入りを許容する。
【００５２】
容器枠体４０の材質としては、内圧の変化に対して大きく潰れない程度の剛性を有しているものを採用するのが好ましい。本実施形態においては、容器枠体４０の材質としてポリスチレン樹脂を採用している。尚、使用する材質に関して、圧力に耐えうる素材であれば、例えば、ＡＢＳ、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂を使用することも可能であるし、金属製であっても構わない。
【００５３】
また、トナー収容袋４１の材質としては、各種樹脂が使用可能であり、例えばポリアミド、ポリウレタン、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリスチレンエラストマー、フッ素系エラストマー、シリコーンゴム、ラテックスゴム等の各種エラストマー、またはこれらのうちの２種以上を組合せたもの等を好適に使用することができる。特に、トナーの排出能力を高くするためには、大きな伸度と復元力を持つ材料を採用することが好ましい。本実施形態ではこれらのなかで、薄膜化、柔軟性の観点から、トナー収容袋４１の好適な材料として、ラテックスゴムを使用した。
【００５４】
本実施形態においては、容器枠体４０の容積を２５０ｃｃとし、容器枠体４０内においてトナー収容袋４１がトナーおよび空気を含んだ状態で２００ｃｃまで膨らませた場合の気密室４４の気圧は大気圧に対して−１０ｋＰａ程度であった。つまり、気密室４４は大気に対して負圧状態となっている。
【００５５】
（トナーカートリッジへのトナーの充填）
次に、トナーカートリッジ１５へのトナーの充填について説明する。
【００５６】
トナーを収容するためのトナー収容袋４１には、トナー排出路４２を経由して所定量のトナーと共に空気が充填される。トナー収容袋４１に対してトナーと空気が封入されると、トナー収容袋４１は弾性を有しているために容器枠体４０の内部において膨らもうとする。それによって、気密室４４に存在する空気はトナー収容袋４１の膨らみに伴い、空気連通路４３を通して容器枠体４０の外部へと排出される。トナー収容袋４１に所定量のトナーと空気を充填した後、空気連通路４３に対して、空気連通路４３からの空気の流出入を遮蔽するための薄膜シール部材４７（開閉手段）を取り付ける。これによって、容器枠体４０の内部を気密状態にして空気連通路４３からの空気の流出入が遮蔽される。
【００５７】
すなわち、気密室４４の空気をトナー収容袋４１の膨らみによって容器枠体４０の外部へと押し出した後に、空気連通路４３からの空気の流出入を遮蔽することによって、容器枠体４０の外部から気密室４４への空気流入を許容しないようにしている。
【００５８】
一方で、トナー収容袋４１はトナー収容袋４１の弾性による復元力によって収縮しようとする。ところが、トナー収容袋４１が収縮しようとしても気密室４４へ空気が流入しないため、気密室４４の空気は減圧され、気密室４４は大気圧（外気圧）よりも低い状態である負圧状態（減圧状態）となる。その結果として、空気が注入されたトナー収容袋４１が収縮しようとする力と、気密室４４の負圧が釣り合う状態において、トナー収容袋４１が容器枠体４０の内部で膨らんでいる状態を維持することができる。
【００５９】
これにより、トナー収容袋４１と接続されたトナー排出路４２を介して大気に開放されている状態においても、トナー収容袋４１内に収容したトナーと空気が排出されないようにすることが可能となる。
【００６０】
なお、出荷時においてはトナー排出路４２に対し、排出路封止部材４６を取り付けた上で、トナー収容袋４１内のトナーおよび空気が排出されるのを防止している。
【００６１】
（トナーカートリッジの装着）
次に、トナーカートリッジ１５の画像形成装置１００の装置本体への装着、及びトナーのトナー収納室１８ａへの補給について説明する。
【００６２】
図５は画像形成装置１００の外観図を示している。
【００６３】
同図に示すように、画像形成装置１００の外装カバーの一部である前扉７０を操作者が開けると、トナーカートリッジ１５を装着するための挿入口７１が現れる。画像形成装置１００には装着リブ７２が備えられており、容器枠体４０に設けられた装着ガイド４８を装着リブ７２に沿わせてスライド挿入する。
【００６４】
次に、トナーカートリッジ１５の画像形成装置１００への装着の詳細について説明する。
【００６５】
図６は、トナーカートリッジ１５と画像形成装置１００の装置本体との装着状態を示す断面図である。図６（ａ）はトナーカートリッジ１５を画像形成装置１００に挿入した際の第１の位置を示しており、図６（ｂ）はトナーカートリッジ１５を画像形成装置１００に第１の位置よりもさらに挿入した際の第２の位置を示している。
【００６６】
トナーカートリッジ１５を画像形成装置１００に対してスライドして挿入していくと、まず図６（ａ）に示す第１の位置において、トナー排出路４２が画像形成装置１００に備えられたトナー排出路受入部８０に対して進入する。それと同時に、空気連通路４３が画像形成装置１００に備えられた空気連通路受入部９０へ進入する。
【００６７】
トナー排出路受入部８０はトナー収納室１８ａに設けられたトナー流入口２２と繋がっており、トナーカートリッジ１５とトナー収納室１８ａとを接続してトナーＴの流通が可能になる。また、トナー排出路受入部８０にはトナー排出路４２と係合してトナー供給時にトナー飛散を防止するための受入シール部材８１が設けられており、第１の位置において、トナー排出路４２が受入シール部材８１に対して挿入されて係合されている。
【００６８】
空気連通路受入部９０はトナー収納室１８ａに設けられた空気排出口２３と繋がっており、トナー収納室１８ａと気密室４４とを接続する。空気連通路受入部９０には空気連通路４３と係合してトナー補給時にトナー収納室１８ａ内の空気を効率よく回収するための空気シール部材９２が設けられており、第１の位置において空気連通路４３が空気シール部材９２に対して挿入されて係合されている。
【００６９】
空気連通路受入部９０には空気連通路４３の薄膜シール部材４７を破断するために、円筒形状であるシール破断部材９１が設けられており、円筒の中空部分は画像形成装置１００内のトナー収納室１８ａへと接続されている。
【００７０】
第１の位置では、前述したように空気連通路４３は薄膜シール部材４７によって空気の流出入を遮蔽されている状態にある。これによりトナーカートリッジ１５の気密室４４が大気に対して負圧状態を維持している。これに対してプロセスカートリッジ７に備えられたトナー収納室１８ａは大気圧である。つまり気密室４４とトナー収納室１８ａには圧力差がある状態である。
【００７１】
本実施形態においては、受入シール部材８１および空気シール部材９２としてオイルシールを用いたが、フェルト材や発泡スポンジ材を一定量圧縮するようにして使用してもよい。
【００７２】
続いて、図６（ｂ）に示す第２の位置まで、更にトナーカートリッジ１５が画像形成装置１００に対してスライド挿入されると、空気連通路４３の薄膜シール部材４７とシール破断部材９１が接触する。これにより空気連通路４３の薄膜シール部材４７がシール破断部材９１によって破断される。
【００７３】
薄膜シール部材４７が破断された瞬間にトナー収納室１８ａと気密室４４に圧力差があるため、トナー収納室１８ａ内の空気が空気排出口２３、空気導入路２０１、シール破断部材９１の円筒中空部、及び空気連通路４３を経由して気密室４４に流入する。これにより、気密室４４の負圧状態が解除され、気密室４４の負圧により、膨らんだ状態を維持していたトナー収容袋４１は、膨らんだ状態を維持する力がなくなり、弾性復元力によって収縮する。
【００７４】
すなわち、トナー収納室１８ａ内の空気が気密室４４へと流入することで気密室４４の負圧状態を解除すると同時に、弾性復元力でトナー収容袋４１が収縮することにより、トナーを空気と共にトナー排出路４２から排出させることができる。そして、トナー排出路４２から排出されたトナーはトナー排出路受入部８０を経由し、トナー流入口２２からトナー収納室１８ａへと供給される。
【００７５】
（トナー収納室の圧力変動）
次に、トナー収納室１８ａの圧力変動について説明する。薄膜シール部材４７が破断される前においては、トナー収納室１８ａの圧力は大気圧であり気密室４４の圧力は負圧状態であるため圧力差がある状態である。薄膜シール部材４７が破断された瞬間にトナー収納室１８ａから気密室４４へ圧力差によってトナー収納室１８ａの空気が気密室４４へ排出され始める。このため、薄膜シール部材４７が破断される前は大気圧であったトナー収納室１８ａの圧力は低下し始める。しかしながら、同時にトナー収容袋４１からトナー収納室１８ａへ弾性材料の復元力によってトナーと空気が供給されるため、トナー収納室１８ａの圧力は上昇し始める。
【００７６】
すなわち、トナー収納室１８ａと容器枠体４０内の空間が繋がりトナーの供給と空気の回収が同時に行われる。そしてトナー収納室１８ａの空気を気密室４４へ回収することにより、トナー収納室１８ａの圧力上昇を抑制する事ができる。この結果、現像ユニット４の枠体１８の封止力の弱い部分からトナーが飛散するのを抑制する事が可能となる。
【００７７】
（圧抜きフィルタを用いた場合との比較）
次に、本実施形態の構成と圧抜きフィルタを用いた場合の構成において、トナーと空気を供給した際のトナー収納室１８ａの圧力変動に付いて説明する。
【００７８】
図７は本実施形態の構成と圧抜きフィルタを用いた構成において、トナーと空気を供給した際のトナー収納室１８ａの圧力プロファイルを示したグラフである。なお、同図においては、比較のため、圧力上昇に未対応の構成における圧力プロファイルも示している。
【００７９】
同図において、実線が本実施形態の構成、すなわちトナー収納室１８ａの空気を気密室４４へ引き込んだ場合の圧力プロファイルである。圧抜きフィルタは面積が大きい場合（例えば６３ｃｍ２）と小さい場合（例えば３０ｃｍ２）の２種類を示してある。破線が面積の大きい圧抜きフィルタを用いた場合の圧力プロファイル、点線が面積の小さい圧抜きフィルタを用いた場合の圧力プロファイル、一点鎖線が圧力上昇に未対応の構成における圧力プロファイルである。なお、圧力プロファイルの取得に際しては圧力ゲージ（ＣＯＰＡＬ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＰＧ−２００−１０２ＶＰ−３−Ｐ）を用いている。
【００８０】
まず圧力上昇に未対応の構成におけるトナー収納室１８ａの圧力変動について説明する。説明のためトナーと空気の供給が開始される時間をｔ０、供給される前のトナー収納室１８ａの圧力すなわち大気圧をＰ０とした。
【００８１】
トナー収容袋４１からトナー収納室１８ａにトナーと空気が供給されると、トナー収納室１８ａの圧力が上昇してＰａとなる。トナー収納室１８ａの圧力が上昇すると、空気を外部に排出して圧力を下げようとする力が働く。圧力上昇に未対応の構成では、空気は封止力の弱い部分から外部に排出される。もし封止力の弱い部分にトナーがある場合、空気と共にトナーが外部に排出され、トナーが飛散してしまう。
【００８２】
次に、圧抜きフィルタを用いた構成におけるトナー収納室１８ａの圧力変動について説明する。トナーと空気の供給前は大気圧Ｐ０である。トナー収容袋４１からトナー収納室１８ａにトナーと空気が供給されると、トナー収納室１８ａの圧力は上昇する。圧抜きフィルタを用いた構成では圧力が上昇しても、圧抜きフィルタから空気のみが外部に排出されるため圧力が上昇しにくくなる。外部に排出される空気の流量は圧抜きフィルタの面積によって変化する。フィルタの面積が大きくなれば圧力上昇をより抑える事ができる。
【００８３】
しかしながら、圧抜きフィルタを用いた構成では圧抜きフィルタが流路抵抗となってしまうため、小量の圧力上昇を抑制するのには有効であるが、弾性材料の復元力によって勢いよくトナーと空気が補給された場合の圧力上昇を抑制するのは難しい。その結果、圧力が上昇した際に封止力の弱い部分から空気と共にトナーが外部に排出され、トナーが飛散してしまう。
【００８４】
次に、本実施形態の構成すなわちトナー収納室１８ａの空気を気密室４４へ引き込む構成における圧力変動について説明する。
【００８５】
本実施形態の構成ではトナー収容袋４１からトナー収納室１８ａにトナーと空気を供給すると同時に、トナー収納室１８ａから気密室４４へ空気を回収する。すなわち、圧抜きフィルタのような流路抵抗が無いだけでなく、トナー収納室１８ａと気密室４４の圧力差を用いて空気を回収するため、積極的にトナー収納室１８ａの圧力を下げることができる。その結果、圧力上昇に未対応の構成では圧力がＰａまで上昇してしまうのに対して、本実施形態では圧力上昇が約６分の１に抑えられ圧力はＰｂまでとなる。その結果、封止力が弱い部分からのトナー飛散を抑制することが可能になる。
【００８６】
また、圧抜きフィルタを用いた場合、繰り返し補給を行った際にフィルタにトナーによる目詰まりが生じる。フィルタに目詰まりが生じると未使用の圧抜きフィルタに比べて流路抵抗が大きくなってしまう。そのためトナー収納室１８ａの圧力が上昇した際に外部に排出される空気の流量が少なくなり、トナー収納室１８ａの圧力上昇を抑制するのが困難になる。
【００８７】
さらに、圧抜きフィルタを用いる構成に対して、本実施形態では繰り返し補給をする際にも圧力上昇抑制の効果を維持する事ができる。これは圧力上昇を抑制するために必要な、空気を回収するための気密室４４や空気連通路４３がトナーカートリッジ１５側に設けられているためである。そのため補給を行うたびトナーカートリッジ１５が交換され、気密室４４の負圧状態や空気連通路４３内部が新しくなる。その結果、画像形成装置に備えられトナー収納室１８ａの圧力上昇を抑制する効果を維持する事が出来る。
【００８８】
本実施形態ではトナー収納室１８ａの空気層に設けられた空気排出口２３と気密室４４に設けられた空気連通路４３が接続されているが、密閉されていれば間に他の空間を介して繋がってもよい。
【００８９】
また、トナーの供給および空気の回収は、気密室４４の圧力とトナー収納室１８ａの圧力が同じになるまで続けられる。
【００９０】
そして、トナー収納室１８ａの空気を回収するための空気排出口２３はトナーが流入されるトナー流入口２２の鉛直方向の上方側に設置されるのが望ましい。トナー流入口２２の向きに、弾性力によって勢いよくトナーが供給された場合、トナーの一部がトナー収納室１８ａの空気中に拡散する。拡散し、トナー収納室１８ａの空気中に浮遊したトナーは重力によってトナー収納室１８ａの下部に沈殿しようとする。そのため空気が回収される空気排出口２３をトナーが排出されるトナー流入口２２の上部に設置することで、トナー収容袋４１からトナー収納室１８ａへ供給されたばかりのトナーを空気と共に回収しにくくなる。その結果、効率よくトナーを供給できる。
【００９１】
〔第２実施形態〕
次に本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の構成に準ずるが、以下の点が異なっている。また、以下の説明において、第１実施形態と同一又は類似の部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９２】
（プロセスカートリッジの構成）
図８は、本実施形態のプロセスカートリッジ７ａの構成を示す断面図である。
【００９３】
同図に示すように、トナー収納室１８ａに設けられたトナー流入口２２と空気排出口２３の位置が異なる。本実施形態ではトナー流入口２２の方が空気排出口２３よりもプロセスカートリッジ７ａの長手中央側に位置し、トナー流入口２２と空気排出口２３が同一面に設けられている。すなわち、トナー収納室１８ａに設けられた空気排出口２３はトナー収納室１８ａの上面ではなく、トナー流入口２２と同一面に設けられている。
【００９４】
（プロセスカートリッジの装着）
次に、プロセスカートリッジ７ａの画像形成装置１００の装置本体への装着について説明する。
【００９５】
図９は、トナーカートリッジ１５を画像形成装置１００に挿入した際の断面図を示している。図９（ａ）はトナーカートリッジ１５を画像形成装置１００に挿入した際の第１の位置を示しており、図９（ｂ）はトナーカートリッジ１５を画像形成装置１００にさらに挿入した際の第２の位置を示している。
【００９６】
本実施形態では、図９（ｂ）に示すようにトナー流入口２２の方が空気排出口２３よりも長さＬだけプロセスカートリッジ７ａの長手方向の中央部側に位置している。
【００９７】
次に、本実施形態の構成において、トナーの供給および空気の回収について説明する。
【００９８】
第１実施形態と同様に、気密室４４とトナー収納室１８ａの圧力差がある、図９（ａ）に示す状態から、図９（ｂ）に示すように薄膜シール部材４７を破断することでトナー収納室１８ａの空気が気密室４４へ流入する。
【００９９】
これによって、気密室４４の負圧により膨らんだ状態を維持していたトナー収容袋４１は、膨らんだ状態を維持する力がなくなり弾性復元力によって収縮する。すなわちトナー収納室１８ａ内の空気が気密室４４へと流入することで気密室４４の負圧状態が解除される。そして、それと同時に、弾性復元力によってトナー収容袋４１が収縮することを利用して、トナー収容袋４１内に収容されたトナーＴを空気と共にトナー排出路４２から排出させることができる。
【０１００】
その結果、トナー収容袋４１からトナー収納室１８ａへのトナーと空気の供給と、トナー収納室１８ａから気密室４４への空気の回収が同時に行われ、本実施形態においても、トナー収納室１８ａの圧力上昇を抑制する事が可能になる。
【０１０１】
このトナーの供給と空気の回収は気密室４４とトナー収納室１８ａの圧力が同じになるまで続く。弾性力によってトナーが勢いよく供給された場合、供給されたトナーの一部がトナー収納室１８ａの空気中に拡散する。トナー収納室１８ａの空気中に拡散し浮遊したトナーは、トナーの供給方向であるトナー排出路４２からトナー流入口２２への向きに流れる。
【０１０２】
本実施形態では、トナー流入口２２の方が空気排出口２３よりも長さＬだけプロセスカートリッジ７ａの長手方向の中央側に位置している。すなわちトナー流入口２２の方が空気排出口２３よりも長さＬだけトナー収納室１８ａの内部に突出している事になる。これによりトナー収容袋４１からトナー収納室１８ａへ供給されたばかりのトナーを回収されてしまうのを防止することができる。その結果、効率よくトナーを供給する事ができる。
【０１０３】
次に空気の回収について説明する。
【０１０４】
空気の回収は、空気排出口２３から行われ、回収される方向は空気排出口２３から空気連通路４３への向きである。本実施形態ではトナー流入口２２と空気排出口２３が同一面に設けられている。これによりトナーの供給方向であるトナー排出路４２からトナー流入口への向きと、空気の回収方向である空気排出口２３と空気連通路４３への向きが逆向きとなる。
【０１０５】
この結果、トナー収容袋４１からトナー収納室１８ａへ供給されたばかりのトナーが空気排出口２３から回収されてしまうのを防止することができる。つまりトナー流入口２２と空気排出口２３が同一面に設けられている本実施形態では、より効率よくトナーを供給する事が出来る。
【符号の説明】
【０１０６】
７、７ａ…プロセスカートリッジ
１５…トナーカートリッジ
１８…現像枠体
１８ａ…トナー収納室
１８ｂ…現像室
２２…トナー流入口
２３…空気排出口
４０…容器枠体
４１…トナー収容袋
４２…トナー排出路
４３…空気連通路
４４…気密室
４７…薄膜シール部材
９１…シール破断部材
１００…画像形成装置
２０１…空気導入路
【図１】
2015079115.tif 000003
【図２】
2015079115.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015079115.tif 000006
【図５】
2015079115.tif 000007
【図６】
2015079115.tif 000008
【図７】
2015079115.tif 000009
【図８】
2015079115.tif 000010
【図９】
2015079115.tif 000011