(57)【要約】【課題】  小型で簡便な構成で、現像剤を補給するのと同時に劣化した現像剤を回収する。【解決手段】  画像形成装置の装置本体に着脱可能で、装置本体に現像剤を補給する現像剤補給容器であって、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排出する現像剤排出路と、装置本体に残留する現像剤を現像剤補給容器に導入する現像剤導入路と、容器枠体と現像剤収容袋との間の空間に設けられ、現像剤導入路により装置本体から回収した現像剤を収容する回収現像剤収容部と、現像剤導入路を開閉可能な開閉手段とを具備し、開閉手段が閉じている場合に負圧状態を維持し、開閉手段が開いた場合に装置本体に残留している現像剤が現像剤導入路から回収現像剤収容部へ導入され、現像剤収容袋に収容されている現像剤が現像剤排出路から装置本体へ排出される。【選択図】  図６
2015079114.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の装置本体に着脱可能で、前記装置本体に現像剤を補給するとともに前記装置本体に残留する現像剤を回収する現像剤補給容器であって、
容器枠体と、
前記容器枠体に設けられ、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装置本体へ排出するための現像剤排出路と、
前記装置本体に残留する現像剤を前記現像剤補給容器に導入するための現像剤導入路と、
前記容器枠体と前記現像剤収容袋との間の空間に設けられ、前記現像剤導入路により前記装置本体から回収した現像剤を収容する回収現像剤収容部と、
前記現像剤導入路を開閉可能な開閉手段と
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、前記装置本体に残留している現像剤が前記現像剤導入路から前記回収現像剤収容部へ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から前記装置本体へ排出されることを特徴とする現像剤補給容器。
【請求項２】
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に記載の現像剤補給容器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された現像剤補給容器と、
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を具備し、
前記現像剤導入路は、前記装置本体に装着された場合に、前記現像剤容器に収容されている現像剤の上面よりも鉛直方向の下側に配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置は、
前記現像剤容器に収容されている現像剤を担持する現像ローラと、
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
を具備し、
前記現像剤容器は、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、前記現像剤導入路に現像剤を供給するための現像剤排出口を有し、
前記現像剤排出口の最上部は前記現像剤供給ローラと前記現像ローラとの接触部の最下部よりも鉛直方向の下側で、前記現像剤排出口の最下部は前記現像剤供給ローラの最下部よりも鉛直方向の下側であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤供給ローラの外周面には、発泡体が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤容器は、
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た現像剤を前記現像剤容器に導入させる現像剤導入口と、
前記現像剤導入口から導入された現像剤が前記画像形成に供されることなく前記現像剤排出口から排出されないように前記現像剤導入口と前記現像剤排出口とを仕切る仕切り部と
を具備することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記仕切り部は、前記現像剤供給ローラの軸方向に沿って前記現像剤供給ローラの近傍に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
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、前記装置本体に残留している現像剤が前記現像剤導入路から空気とともに前記回収現像剤収容部へ導入されることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
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６乃至請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
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９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、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタなどのプリンタ、複写機等の画像形成装置に着脱自在に設けられ現像剤を補給する現像剤補給容器及び画像形成装置。
【背景技術】
【０００２】
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する必要がある。現像剤補給容器から補給された現像装置内の現像剤は撹拌および循環するうちに少なからず劣化していく。
【０００３】
一般的に、現像剤の劣化は、機械的摩擦によって現像剤の樹脂が摩耗、変形したり、表面に添加されている外添剤が遊離したり樹脂内に埋め込まれたりして新品の現像剤に対して帯電特性等の挙動が変わることを示す。そして、新品の現像剤と劣化した現像剤の帯電量差により画像に現れて濃度ムラやかぶり画像が発生する。従って、新品の現像剤補給時には劣化した現像剤を回収し新品の現像剤と混合させないか、可能な限り混合比率を小さくすることが望ましい。
【０００４】
特許文献１では、エアーポンプで現像剤の収納容器にエアーを供給することでトナーが撹拌されて流動化し、同時に現像剤の収納容器と現像装置で発生した圧力差により現像剤を補給している。そして、エアーポンプの負圧によって劣化した現像剤を吸い出し、現像剤の回収手段のフィルタに吸着して回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−００３６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、現像剤の補給や劣化した現像剤の回収にエアーポンプを利用しているため装置の小型化が難しい。さらに、劣化した現像剤の回収には現像装置とエアーポンプ間にフィルタを備えた現像剤の回収手段を必要とするなど装置構成が複雑となる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決したものであり、本発明の目的は、小型で簡便な構成で、現像剤を補給するのと同時に劣化した現像剤を回収し、新品の現像剤との混合比率を小さくすることができる現像剤補給容器及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明の現像剤補給容器は、
現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置の装置本体に着脱可能で、前記装置本体に現像剤を補給するとともに前記装置本体に残留する現像剤を回収する現像剤補給容器であって、
容器枠体と、
前記容器枠体に設けられ、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装置本体へ排出するための現像剤排出路と、
前記装置本体に残留する現像剤を前記現像剤補給容器に導入するための現像剤導入路と、
前記容器枠体と前記現像剤収容袋との間の空間に設けられ、前記現像剤導入路により前記装置本体から回収した現像剤を収容する回収現像剤収容部と、
前記現像剤導入路を開閉可能な開閉手段と
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、前記負圧状態により前記装置本体に残留している現像剤が前記現像剤導入路から前記回収現像剤収容部へ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から前記装置本体へ排出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、現像剤補給容器の開閉手段が閉じている場合には、容器枠体と現像剤収容袋の間の空間の気圧が現像剤補給容器の外部の気圧よりも低い負圧状態が維持される。この状態で、現像剤補給容器の運搬等がなされる。
【００１０】
そして現像剤補給容器が画像形成装置の装置本体に装着され、開閉手段が開いた場合には、負圧状態により装置本体に残留している現像剤が現像剤導入路から回収現像剤収容部へ導入される。それと同時に、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排出路から装置本体へ排出される。
【００１１】
このため、エアーポンプ等を設けること無く小型で簡便な構成で、現像剤を補給するのと同時に劣化した現像剤を回収することで新品の現像剤との混合比率を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】本発明の実施形態のトナーカートリッジと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装置本体に挿入した際の第１の位置を示しており、図６（ｂ）はトナーカートリッジを第１の位置からさらに装置本体に挿入した場合の第２の位置を示している。
【図７】本発明の他の実施形態のプロセスカートリッジ７ａの構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
〔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。
【００１５】
図１は、画像形成装置１００の概略断面図である。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
トナー収納室１８ａには枠体１８の外部から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）と枠体１８の外部へ空気を含むトナーを排出するためのトナー排出口２４（現像剤排出口）が備えられている。
【００４３】
トナー供給ローラ２０の発泡体に吸収されるトナーを排出するため、トナー排出口２４の最上部は、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）の最下部よりも下側に配置されている。また、トナー供給ローラ２０の発泡体で吸収できなくなったトナーを排出するため、トナー排出口２４の最下部はトナー供給ローラ２０の最下部よりも下側に配置されている。
【００４４】
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。
【００４５】
尚、本実施形態においては、現像ユニット４に供給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、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。
【００４６】
（トナーカートリッジの構成）
次に、トナーカートリッジ１５（現像剤補給容器）について説明する。
【００４７】
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。
【００４８】
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復元力を有するトナー収容袋４１（現像剤収容袋）とを有している。
【００４９】
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（現像剤導入路）、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。
【００５０】
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（回収現像剤収容部）と容器枠体４０の外部とを接続している。そして、気密室４４と容器枠体４０の外部との空気または装置本体に残留するトナーを含む空気の導入を許容する。
【００５１】
（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。
【００５２】
トナー収容袋４１には、トナー充填装置（不図示）によりトナー排出路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。
【００５３】
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開閉可能な薄膜シール部材４７（開閉手段）を取り付けることによって、空気連通路４３からの空気の流出入が遮蔽される。つまり、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して気密状態にすることによって、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。
【００５４】
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、トナーカートリッジ１５では、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でトナー収容袋４１が容器枠体４０の内部で膨らんでいる状態が維持される。
【００５５】
これによって、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とが排出されることを抑制することが可能となる。
【００５６】
出荷時においてはトナー排出路４２に対し、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。
【００５７】
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。なお、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。
【００５８】
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る。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が使用可能である。さらに、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もできる。特にトナー収容袋４１によるトナーの排出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。本実施形態では上記の物質のなかで、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。
【００５９】
本実施形態において、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１５０ｃｃ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。
【００６０】
続いて、トナーカートリッジ１５の画像形成装置１００に対する装着およびトナーのトナー収納室１８ａへの補給について説明する。
【００６１】
図５は画像形成装置１００の外観図を示している。
【００６２】
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。
【００６３】
（トナーカートリッジの画像形成装置への装着動作）
次に、トナーカートリッジ１５の画像形成装置１００の装置本体に対する装着について説明する。
【００６４】
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の装置本体に挿入した際の第１の位置を示しており、図６（ｂ）はトナーカートリッジ１５を第１の位置からさらに画像形成装置１００の装置本体に挿入した場合の第２の位置を示している。
【００６５】
トナーカートリッジ１５を画像形成装置１００の装置本体に対してスライドして挿入していくと、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の装置本体に備えられたトナー排出路受入部８０に対して進入する。同様に、空気連通路４３が画像形成装置１００の装置本体に備えられた空気連通路受入部９０に対して進入する。
【００６６】
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とを接続する。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。
【００６７】
本実施形態においては、受入シール部材８１としてオイルシールを用いたが、その他の例としては、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。
【００６８】
一方、空気連通路受入部９０はプロセスカートリッジ７に設けられたトナー排出口２４と繋がっており、気密室４４とトナー供給ローラ２０の下側に堆積しているトナー層とを接続する。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空気の流出入を遮蔽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に対し挿入されて係合されている。
【００６９】
図６（ａ）に示すように、第１の位置では、空気連通路４３は薄膜シール部材４７によってトナー供給ローラ２０の下側に堆積しているトナーを含む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。なお、プロセスカートリッジ７内は大気圧であるため気密室４４とトナー供給ローラ２０の下側に堆積しているトナー層には圧力差がある。
【００７０】
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の装置本体に対してスライド挿入されると、空気連通路４３が画像形成装置１００の装置本体に備えられた空気連通路受入部９０に進入する。
【００７１】
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が設けられている。空気連通路４３は前述したように、第１の位置では、薄膜シール部材４７によってトナー供給ローラ２０の下側に堆積しているトナー層を含む空気の流通が遮蔽されている状態にある。これに対し、第２の位置においては、空気連通路４３の薄膜シール部材４７とシール破断部材９１が接触して、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。
【００７２】
なお、トナーカートリッジ１５の気密室４４は空気連通路４３の薄膜シール部材４７が破断される前は大気に対して負圧状態である。つまり、気密室４４の負圧状態によって、トナー収容袋４１が膨らんだ状態を維持している状態である。
【００７３】
そして、薄膜シール部材４７が破断された瞬間にシール破断部材９１の円筒中空部及び空気連通路４３を経由してトナー供給ローラ２０の下側に堆積している古いトナーＴ１が空気とともに気密室４４に流入し、気密室４４の負圧状態が解除される。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、弾性部材の復元力によって収縮する。つまり、トナー供給ローラ２０の下側に堆積している古いトナーＴ１を吸引することで気密室４４の負圧状態を解除する。すると、弾性部材の復元力によってトナー収容袋４１が収縮し、トナー収容袋４１内に収容されたトナーＴ２が空気と共にトナー排出路４２から排出される。
【００７４】
トナー排出路４２から排出されたトナーＴ２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】
なお、トナー供給ローラ２０の下側に堆積しているトナーＴ１は現像ユニット４内で撹拌および循環され続け機械的摩擦によって劣化している。よって、劣化したトナーＴ１を吸引することにより新しく供給されたトナーＴ２に対して劣化したトナーＴ１の混合量が少ないトナーを現像ローラ１７へ供給することが可能となる。
【００７６】
また、古いトナーＴ１が空気と共に気密室４４に流入するようにしているのは、気密室４４の負圧状態を急速に解除することで、トナー収容袋４１が短時間に収縮してトナー収容袋４１に収容されているトナーＴ２が排出されやすいようにするためである。すなわち、トナーＴ１のみが気密室４４に流入するようにすると、トナーＴ１の粘性等により気密室４４の負圧状態の解除がゆっくりと行われるため、トナー収容袋４１が徐々に収縮し、トナーＴ２が十分な勢いで排出されない可能性がある。したがって、トナーＴ１が空気と共に気密室４４に流入するようにして、トナー収容袋４４が急速に収縮して収容されているトナーＴ２が勢い良く排出されるようにしている。
【００７７】
（トナー排出口の位置）
さらに、トナー排出口２４の配置による効果について説明する。
【００７８】
図３を用いて説明したようにトナー供給ローラ２０は矢印Ｅ方向に、現像ローラ１７は矢印Ｄ方向に回転している。したがって、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の対向部（接触部）で潰されたトナー供給ローラ２０は図３に示す矢印Ｒの領域で潰れが回復してトナーを吸収する構成となっている。すなわち、トナーはトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）の最下部より鉛直方向の下側（図中、矢印Ｒの領域）からトナー供給ローラ２０によって吸収される。
【００７９】
画像形成に伴いトナーが消費され現像ユニット４内のトナー残量が少なくなると、トナー供給ローラ２０上方のトナーがなくなるとともにトナー面（現像剤の上面）の高さが下がる。最終的には、トナー供給ローラ２０の下側に劣化したトナーが堆積して残る。
【００８０】
したがって、トナー残量が少なくなってトナーの補給を行う場合のトナー面よりもトナー排出口２４が鉛直方向の下側となるように配置される。
【００８１】
また、トナー排出口２４の最上部がトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）より鉛直方向の下側で、トナー排出口２４の最下部がトナー供給ローラ２０の最下部よりも鉛直方向の下側に配置される。これにより、トナー供給ローラ２０表面近傍に存在する劣化トナーを効率的に吸引することが可能となる。その結果、トナー供給ローラ２０の下側に堆積しているトナー層が薄くなり、トナー層面とトナー供給ローラ２０の表面との間に空間ができ、新しく供給されたトナーはその空間に埋まる。
【００８２】
トナー供給ローラ２０の表面近傍には新しいトナーが存在するため、トナー供給ローラ２０は新しいトナーを吸引する。よって、新しく供給されたトナーに対して劣化トナーの混合量が少ないトナーを現像ローラ１７へ供給することが可能となる。
【００８３】
〔第２実施形態〕
本実施形態におけるプロセスカートリッジ７ａの構成は、基本的には、第１実施形態に準ずるが以下の点で異なる。
【００８４】
図７は、本実施形態のプロセスカートリッジ７ａの構成を示す概略断面図である。
【００８５】
すなわち、図７に示すように現像室１８ｂを仕切るシート部材２５がトナー供給ローラ２０の軸方向に沿って設けられている。なお、シート部材２５はトナー供給ローラ２０の近傍に配置されていればよく、トナー供給ローラ２０の表面に接触していてもよいし、非接触の状態でもよい。すなわち、実施形態１の構成に対して、シート部材２５によりトナー収納室１８ａから現像室１８ｂへ供給される新しいトナーの流れ方向を規制している。
【００８６】
シート部材２５には、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリカーボネートフィルム等の可撓性の樹脂シートを用いることができる。また、シート部材２５の厚さは、５０μｍ〜２５０μｍが好ましい。本実施形態では、シート部材２５に、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いている。
【００８７】
本実施形態でもトナーの供給と劣化トナーの吸引は実施形態１と同様に行われる。すなわち、トナー供給ローラ２０の下側に堆積している劣化トナーを吸引することで気密室４４の負圧状態を解除する。それと同時に、弾性部材の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。さらに、トナー収納室１８ａへと供給されたトナーは現像室１８ｂへ供給される。
【００８８】
この時、シート部材２５により現像室１８ｂではトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）以外からトナー供給ローラ２０の下側に堆積しているトナーに直接堆積しないようにトナーの流れが規制される。よって、劣化トナーを吸引する際に新しく供給されたトナーをトナー排出口２４から吸引することなく劣化トナーのみを吸引することができる。
【００８９】
劣化トナーを効率良く吸引することによりトナー供給ローラ２０の下側に堆積しているトナー層はさらに薄くなり、トナー層面とトナー供給ローラ２０の表面との間の空間は広がる。その空間に埋まる新しく供給されたトナー層は厚くなるため、トナー供給ローラ２０は新しく供給されたトナーをより吸引しやすくなる。以上より、実施形態１よりも劣化トナーの混合量が少ない新しいトナーを現像ローラ１７へ供給することが可能となる。
【符号の説明】
【００９０】
４…現像ユニット
７…プロセスカートリッジ
１５…トナーカートリッジ
１７…現像ローラ
１８…現像枠体
１８ａ…トナー収納室
１８ｂ…現像室
１８ｃ…開口部
２０…トナー供給ローラ
２２…トナー流入口
２４…トナー排出口
２５…シート部材
４０…現像剤補給容器
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
ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫ…画像形成部
【図１】
2015079114.tif 000003
【図２】
2015079114.tif 000004
【図３】
2015079114.tif 000005
【図４】
2015079114.tif 000006
【図５】
2015079114.tif 000007
【図６】
2015079114.tif 000008
【図７】
2015079114.tif 000009