(57)【要約】【課題】現像カートリッジに振動を与えて現像剤の充填を行うことで、緩み見かけ密度以上の密度で現像剤の充填が可能な現像カートリッジへの現像剤の充填方法、現像カートリッジおよびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーによる汚損防止のため、トナー注入口７０と同じ左側面にギア群７１が設けられた現像カートリッジ２４を、その左側面を上方にしてトナー充填装置６０のホルダ６４に載置する。このとき、現像ローラ３１の軸方向は上下方向となる。現像カートリッジ２４内部はトナーホッパーと現像室とに仕切られており、その間が現像ローラ３１より細幅のトナー供給口で連通されている。振動台６３から縦方向の振動を与えられトナーの充填が行われるが、現像ローラ３１は現像室内に収容されており、トナー供給口によって現像室に供給される現像剤の量が規制されるので、トナーの圧力がかかりにくくなっている。【選択図】　図８
2004037779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する収容室と、当該収容室に収容された現像剤を静電潜像が形成される静電潜像担持体に供給するための現像剤担持体とを備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、
前記収容室に現像剤を充填する充填工程と、
当該充填工程中またはそれ以後に、前記現像カートリッジに振動を与える振動工程と
を有することを特徴とする現像剤の充填方法。
【請求項２】
前記収容室が、前記現像剤担持体の軸方向に沿って延設された筒形状を有する現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、
前記充填工程前に、前記現像剤担持体の軸方向と重力方向とが略平行となるように前記現像カートリッジを配置させる配置工程を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤の充填方法。
【請求項３】
前記現像剤担持体を筐体の外部に露出させるため、前記現像剤担持体の軸方向に沿って筐体外壁に開口された開口部を備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、
前記充填工程前に、前記現像剤担持体の軸方向を重力方向に略一致させ、前記開口部が筐体側面にくるように前記現像カートリッジを配置させる配置工程を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤の充填方法。
【請求項４】
前記充填工程では、前記現像カートリッジに充填される現像剤として、略球形状をした球形トナーが充填されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像剤の充填方法。
【請求項５】
前記現像カートリッジの前記現像剤担持体の軸方向の一端側に、前記現像剤担持体を回転駆動するため、筐体外部から付加される駆動力を伝達するギアを備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、
前記充填工程前に、前記ギアの設けられた側が上方となるように前記現像カートリッジが配置される配置工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像剤の充填方法。
【請求項６】
筐体の内部に、駆動力が伝達されて回転駆動される回転部材と、
筐体の内部の壁面に前記回転部材が前記筐体を貫通しないように形成された前記回転部材の軸受と
を備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、
前記充填工程前に、前記回転部材の軸受の設けられた側が下方となるように前記現像カートリッジが配置される配置工程を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像剤の充填方法。
【請求項７】
前記現像剤担持体を収容する現像室と、
当該現像室と前記収容室との間の壁面に、前記現像剤担持体の軸方向に沿って開口された、前記現像剤担持体の直径よりも細幅の連通孔と
を備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、
前記充填工程前に、前記連通孔の長手方向と重力方向とが略平行となるように前記現像カートリッジを配置させる配置工程を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の現像剤の充填方法。
【請求項８】
現像剤を静電潜像が形成される静電潜像担持体に供給するための現像剤担持体と、
筐体に振動が与えられて現像剤が充填された収容室と
を備えたことを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項９】
現像剤を静電潜像が形成される静電潜像担持体に供給するための現像剤担持体と、
前記現像剤の密度が緩み見かけ密度よりも高い密度で充填された収容室と
を備えたことを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項１０】
前記現像剤担持体の軸方向の一端側である前記筐体の側面に、現像剤を充填するための充填口が設けられたことを特徴とする請求項８または９に記載の現像カートリッジ。
【請求項１１】
筐体の内部には、駆動力が伝達されて回転駆動する回転部材が設けられ、
当該回転部材の軸受は、前記トナー充填口と反対側における筐体の内部の壁面に前記回転部材が前記筐体を貫通しないように形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の現像カートリッジ。
【請求項１２】
前記充填口が設けられた側の前記筐体の側面に、前記現像剤担持体を回転駆動するため、筐体外部から付加される駆動力を伝達するギアを備えたことを特徴とする請求項１１に記載の現像カートリッジ。
【請求項１３】
筐体内に、前記現像剤担持体を収容する現像室を備え、
当該現像室と前記収容室とは、前記現像剤担持体の軸方向に沿って開口された、前記現像剤担持体の直径よりも細幅の連通孔によって連通されていることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載の現像カートリッジ。
【請求項１４】
前記収容室には略球形状した球形トナーが充填されることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれかに記載の現像カートリッジ。
【請求項１５】
請求項８乃至１４のいずれかに記載の現像カートリッジを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機などの画像形成装置に使用される現像カートリッジへの現像剤の充填方法、現像カートリッジおよびそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ式のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機などの画像形成装置では、現像剤が収容された着脱可能な現像カートリッジが利用されている。この現像カートリッジは、現像剤を収容するためのトナーホッパーと、画像形成装置の感光体ドラムに現像剤を供給するための現像ローラとが一体となって収容されている。現像カートリッジが画像形成装置に装着された場合、画像形成装置から駆動力が伝達されて回転する現像ローラの表面に現像剤が静電吸着されて薄層を形成し、感光体ドラムに現像剤が供給される。
【０００３】
この現像剤としては、粉砕トナー、重合トナーなどの粉体が使用され、これら粉体の粒子径は数〜十数μｍ程度の大きさである。そして、現像剤を現像カートリッジに充填する場合には、現像カートリッジの現像ローラと現像カートリッジの筐体との間の間隙より現像剤が漏れないように注意しながら、現像剤の重力を利用して、現像剤充填機のホッパーより現像剤を落下させ、充填を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法で現像剤の充填を行った場合、現像カートリッジには緩み見かけ密度、すなわち現像剤の自重による圧縮密度以上の密度で現像剤の充填を行うことができず、現像剤の重量に比べて現像カートリッジの容積が大きくなってしまうという問題があった。これにより、現像カートリッジの筐体の小型化はもとより、画像形成装置の小型化を図る場合の弊害となっていた。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、現像カートリッジの筐体の小型化を図ることができる現像カートリッジへの現像剤の充填方法、現像カートリッジおよびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の現像剤の充填方法は、現像剤を収容する収容室と、当該収容室に収容された現像剤を静電潜像が形成される静電潜像担持体に供給するための現像剤担持体とを備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、前記収容室に現像剤を充填する充填工程と、当該充填工程中またはそれ以後に、前記現像カートリッジに振動を与える振動工程とを有している。
【０００７】
また、請求項２に係る発明の現像剤の充填方法は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記収容室が、前記現像剤担持体の軸方向に沿って延設された筒形状を有する現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、前記充填工程前に、前記現像剤担持体の軸方向と重力方向とが略平行となるように前記現像カートリッジを配置させる配置工程を有している。
【０００８】
また、請求項３に係る発明の現像剤の充填方法は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記現像剤担持体を筐体の外部に露出させるため、前記現像剤担持体の軸方向に沿って筐体外壁に開口された開口部を備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、前記充填工程前に、前記現像剤担持体の軸方向を重力方向に略一致させ、前記開口部が筐体側面にくるように前記現像カートリッジを配置させる配置工程を有している。
【０００９】
また、請求項４に係る発明の現像剤の充填方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記充填工程では、前記現像カートリッジに充填される現像剤として、略球形状をした球形トナーが充填されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る発明の現像剤の充填方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記現像カートリッジの前記現像剤担持体の軸方向の一端側に、前記現像剤担持体を回転駆動するため、筐体外部から付加される駆動力を伝達するギアを備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、
前記充填工程前に、前記ギアの設けられた側が上方となるように前記現像カートリッジが配置される配置工程を有している。
【００１１】
また、請求項６に係る発明の現像剤の充填方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の構成に加え、筐体の内部に、駆動力が伝達されて回転駆動される回転部材と、筐体の内部の壁面に前記回転部材が前記筐体を貫通しないように形成された前記回転部材の軸受とを備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、前記充填工程前に、前記回転部材の軸受の設けられた側が下方となるように前記現像カートリッジが配置される配置工程を有している。
【００１２】
また、請求項７に係る発明の現像剤の充填方法は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記現像剤担持体を収容する現像室と、当該現像室と前記収容室との間の壁面に、前記現像剤担持体の軸方向に沿って開口された、前記現像剤担持体の直径よりも細幅の連通孔とを備えた現像カートリッジへの現像剤の充填方法であって、前記充填工程前に、前記連通孔の長手方向と重力方向とが略平行となるように前記現像カートリッジを配置させる配置工程を有している。
【００１３】
また、請求項８に係る発明の現像カートリッジは、現像剤を静電潜像が形成される静電潜像担持体に供給するための現像剤担持体と、筐体に振動が与えられて現像剤が充填された収容室とを備えている。
【００１４】
また、請求項９に係る発明の現像カートリッジは、現像剤を静電潜像が形成される静電潜像担持体に供給するための現像剤担持体と、前記現像剤の密度が緩み見かけ密度よりも高い密度で充填された収容室とを備えている。
【００１５】
また、請求項１０に係る発明の現像カートリッジは、請求項８または９に記載の発明の構成に加え、前記現像剤担持体の軸方向の一端側である前記筐体の側面に、現像剤を充填するための充填口が設けられたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１１に係る発明の現像カートリッジは、請求項１０に記載の発明の構成に加え、筐体の内部には、駆動力が伝達されて回転駆動する回転部材が設けられ、当該回転部材の軸受は、前記トナー充填口と反対側における筐体の内部の壁面に前記回転部材が前記筐体を貫通しないように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１２に係る発明の現像カートリッジは、請求項１１に記載の発明の構成に加え、前記充填口が設けられた側の前記筐体の側面に、前記現像剤担持体を回転駆動するため、筐体外部から付加される駆動力を伝達するギアを備えている。
【００１８】
また、請求項１３に係る発明の現像カートリッジは、請求項８乃至１２のいずれかに記載の発明の構成に加え、筐体内に、前記現像剤担持体を収容する現像室を備え、当該現像室と前記収容室とは、前記現像剤担持体の軸方向に沿って開口された、前記現像剤担持体の直径よりも細幅の連通孔によって連通されていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１４に係る発明の現像カートリッジは、請求項８乃至１３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記収容室には略球形状した球形トナーが充填されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１５に係る発明の画像形成装置は、請求項８乃至１４のいずれかに記載の現像カートリッジを備えている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した現像剤の充填方法、現像カートリッジおよびそれを備えた画像形成装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１〜図７を参照して、本発明が用いられる現像カートリッジおよび画像形成装置の一例である現像カートリッジ２４およびレーザプリンタ１の構成について説明する。図１は、レーザプリンタ１の中央断面図である。図２は、プロセスカートリッジ１７を側方より見た断面図である。図３は、現像カートリッジ２４の斜視図である。図４は、現像カートリッジ２４の左側面図である。図５は、現像カートリッジ２４の右側面図である。図６は、アジテータ３６の支持部２５ａ付近の平面図である。図７は、図６に示す１点鎖線Ｂ−Ｂ’における矢視方向から見たアジテータ３６の支持部２５ａ付近の部分断面図である。
【００２２】
図１に示すように、レーザプリンタ１は、断面視、本体ケース２内に、被記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に印刷するための画像形成部を構成するスキャナユニット１６、プロセスカートリッジ１７および定着器１８等を備えている。尚、レーザプリンタ１において、図中右手方向が前面となる。
【００２３】
排紙トレイ４６は、本体ケース２の上部中央より前側にかけての位置に、印刷された用紙３を積層保持できるように、本体ケース２の前側ほど傾斜が小さくなるように凹部形成されている。また、本体ケース２の前面の上寄り部位には、プロセスカートリッジ１７の挿入のための一部開放状の空間があり、プロセスカートリッジ１７は、本体ケース２の右端（前面側）のカバー５４を下向きに回動させて大きく開いた状態で着脱される。
【００２４】
本体ケース２内の後部（図中左手側）には、本体ケース２内の下部後端側に設けられた定着器１８から排出された用紙３が上部に設けられた排紙トレイ４６に導かれるように、本体ケース２の背面に沿って上下方向に半弧を描くように排紙パス４４が設けられ、この排紙パス４４に、用紙３の搬送を行う排紙ローラ４５が設けられている。
【００２５】
フィーダ部４は、本体ケース２内の底部に設けられた給紙ローラ８と、レーザプリンタ１の前面より前後方向に着脱可能に装着される給紙カセット６と、給紙カセット６内に設けられ、用紙３を積層保持して用紙３を給紙ローラ８に圧接する用紙押圧板７と、給紙カセット６の一端側端部の上方に設けられ、給紙ローラ８に向かって押圧され、給紙時に給紙ローラ８と協働して用紙３を一枚毎に分離する分離パッド９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられ、印刷の際の用紙３の送り出しのタイミングを調整するレジストローラ１２とを備えている。
【００２６】
用紙押圧板７は、用紙３を積層状にスタックすることができ、給紙ローラ８に対して遠い方の端部に設けられた支軸７ａが給紙カセット６の底面に支持されることによって、この支軸７ａを回動中心として、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側からバネ７ｂによって給紙ローラ８の方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板７は、用紙３の積層量が増えるにともない、支軸７ａを支点として、バネ７ｂの付勢力に抗して下向きに揺動される。そして、給紙ローラ８および分離パッド９は互いに対向するように配設され、分離パッド９の裏側に配設されるバネ１３によって、分離パッド９が給紙ローラ８に向かって押圧されている。
【００２７】
画像形成部のスキャナユニット１６は、本体ケース２内において排紙トレイ４６の直下に配置され、レーザ光を出射するレーザ発光部（図示外）、レーザ発光部より出射されたレーザ光を回転駆動して主走査方向に走査するポリゴンミラー１９、ポリゴンミラー１９に走査されたレーザ光の走査速度を一定にするｆθレンズ２０、走査されたレーザ光を反射する反射ミラー２１ａ，２１ｂ、反射ミラー２１ａで反射されたレーザ光を反射ミラー２１ｂを介して感光体ドラム２７上で結像するために焦点位置を調整するリレーレンズ２２等で構成されている。スキャナユニット１６は、印刷データに基づいてレーザ発光部から出射されるレーザ光を、ポリゴンミラー１９、ｆθレンズ２０、反射ミラー２１ａ、リレーレンズ２２、反射ミラー２１ｂの順に通過あるいは反射させて、プロセスカートリッジ１７の感光体ドラム２７の表面上に露光走査するものである。
【００２８】
画像形成部の定着器１８は、プロセスカートリッジ１７の側方下流側に配設され、加熱ローラ４１、この加熱ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２、およびこれら加熱ローラ４１および加圧ローラ４２の下流側に設けられる一対の搬送ローラ４３を備えている。加熱ローラ４１は、金属製で、筒状のローラの内部に加熱のためのハロゲンランプ４１ａを備えており、プロセスカートリッジ１７において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に加圧加熱定着させ、その後、その用紙３を搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送するようにしている。
【００２９】
次に、図２に示すように、画像形成部のプロセスカートリッジ１７は、ドラムカートリッジ２３と、ドラムカートリッジ２３に着脱可能な現像カートリッジ２４とから構成されている。ドラムカートリッジ２３は、感光体ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９、転写ローラ３０等を備えている。現像カートリッジ２４は、現像ローラ３１、供給ローラ３３、層厚規制ブレード３２、シール部材４０、現像室３７およびトナーホッパー３４等を備えている。
【００３０】
ドラムカートリッジ２３の感光体ドラム２７は、現像ローラ３１の側方に感光体ドラム２７の回転軸が現像ローラ３１の回転軸と平行に配置され、その現像ローラ３１と接触する状態で矢印方向（図中時計方向）に回転可能に配設されている。この感光体ドラム２７は、導電性基材の上に、正帯電の有機感光体を塗布したものであり、電荷発生材料を電荷輸送層に分散された正帯電有機感光体である。感光体ドラム２７はレーザ光等の照射を受けると、光吸収によって電荷発生材料で電荷が発生され、電荷輸送層で感光体ドラム２７の表面と、導電性基材とにその電荷が輸送されて、スコロトロン型帯電器２９に帯電されたその表面電位をうち消すことで、照射を受けた部分の電位と、受けていない部分の電位との間に電位差を設けることができるようになっている。印刷データに基づいてレーザ光を露光走査することにより、感光体ドラム２７には静電潜像が形成されるのである。尚、感光体ドラム２７が、本発明における「静電潜像担持体」である。
【００３１】
帯電手段としてのスコロトロン型帯電器２９は、感光体ドラム２７の上方に、感光体ドラム２７に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。スコロトロン型帯電器２９は、タングステンなどの放電用のワイヤからコロナ放電を発生させるスコロトロン型の帯電器であり、帯電バイアス回路部（図示外）によりオン・オフされて感光体ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００３２】
また、現像カートリッジ２４がドラムカートリッジ２３に装着された状態では、現像ローラ３１は、感光体ドラム２７の回転方向（図中時計方向）におけるスコロトロン型帯電器２９の配置位置より下流に配設されており、矢印方向（図中反時計方向）に回転可能に配設されている。この現像ローラ３１は、金属製のローラ軸に導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、現像バイアス回路部（図示外）から現像バイアスが印加される。尚、現像ローラ３１が、本発明における「現像剤担持体」である。
【００３３】
次に、供給ローラ３３は、現像ローラ３１の側方位置で、現像ローラ３１を挟んで感光体ドラム２７の反対側の位置に回転可能に配設されており、現像ローラ３１に対して圧縮するような状態で当接されている。この供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されており、現像ローラ３１に供給するトナーを摩擦帯電するようになっている。
【００３４】
また、トナーホッパー３４は、供給ローラ３３の側方位置に設けられており、その内部に供給ローラ３３を介して現像ローラ３１に供給される現像剤を充填している。本実施の形態では、現像剤として正帯電性の非磁性１成分のトナーが使用されており、このトナーは、重合性単量体、例えばスチレンなどのスチレン系単量体やアクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーである。このような重合トナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなど外添剤が添加されている。その粒子径は、約６〜１０μｍ程度である。尚、トナーホッパー３４が、本発明における「収容室」である。
【００３５】
アジテータ３６は、略長方形をした粗い網目状の板形状を有し、その端に、トナーホッパー３４の内壁を摺擦するように構成されているフィルム部材が設けられており、その長手側の一縁端が回転軸３５となっている。そして、トナーホッパー３４の長手方向の両端中心位置で軸３５が支持されたアジテータ３６が矢印方向（図中時計方向）へ回転することによって、トナーホッパー３４内のトナーが攪拌される。尚、アジテータ３６が、本発明における「回転部材」である。
【００３６】
層厚規制ブレード３２は、現像ローラ３１の軸方向に延設された細幅の金属の板ばね材からなるブレードであって、その短手方向の一端（自由端）に、長手方向に沿って設けられた絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部材を有しており、短手方向の他端（固定端）が現像ローラ３１の近傍において現像カートリッジ２４の内壁に固定され、押圧部材がブレード本体の弾性力によって現像ローラ３１上に圧接されるように構成されている。
【００３７】
また、シール部材４０は、現像ローラ３１と現像カートリッジ２４の内壁との間の間隙よりトナーが漏出されないようにするための部材であって、現像ローラ３１の軸方向に延設された細幅のプラスチックフィルムである。短手方向の一端（固定端）は、現像ローラ３１を挟んで層厚規制ブレード３２と対向する位置の現像カートリッジ２４の内壁に固定され、その固定位置よりもトナーホッパー３４側の位置において他端（自由端）が現像ローラ３１の外周面に弾性接触されるようになっている。
【００３８】
また、感光体ドラム２７の回転方向の現像ローラ３１の下流で、感光体ドラム２７の下方位置には、転写ローラ３０が配設されており、矢印方向（図中反時計方向）に回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス回路部（図示外）から転写バイアスが印加されるように構成されている。転写バイアスとは、感光体ドラム２７の表面上に静電付着したトナーが転写ローラ３０の表面上に電気的に吸引される方向に電位差が生じるように転写ローラ３０に印加するバイアスである。
【００３９】
このレーザプリンタ１では、転写ローラ３０によって感光体ドラム２７から用紙３にトナーが転写された後に、感光体ドラム２７の表面上に残存する残存トナーを現像ローラ３１で回収する、いわゆるクリーナーレス現像方式を採用している。
【００４０】
そして、プロセスカートリッジ１７から現像カートリッジ２４が取りはずされる場合には、まず、ドラムカートリッジ２３と現像カートリッジ２４とを固定するストッパ（図示外）が開放されてから、図中２点鎖線Ａで示すように、現像ローラ３１の軸を支点として、感光体ドラム２７から現像ローラ３１が離間する方向に現像カートリッジ２４を回転しながら引き離すことによってはずされる。
【００４１】
尚、現像カートリッジ２４の内部はトナーホッパー３４と現像室３７とに仕切られており、現像カートリッジ２４の現像室３７には、前述したように、現像ローラ３１を感光体ドラム２７と接触させるため、その一部を露出させるための開口部２８が、現像ローラ３１の軸方向に沿って長方形状に開口されている。また、現像室３７とトナーホッパー３４との間には、現像ローラ３１の軸方向に延び、現像ローラ３１の直径よりも細幅のトナー供給口４７が開口されており、このトナー供給口４７によって、トナーホッパー３４内のトナーが現像室３７に供給される量が規制されるので、現像室３７にかかるトナーの圧力が緩和される。尚、トナー供給口４７が、本発明における「連通孔」である。
【００４２】
次に、図３〜図５に示すように、現像カートリッジ２４の長手方向の左側面（レーザプリンタ１へプロセスカートリッジ１７の装着時における装着方向の左手側の側面）２４ａには、現像カートリッジ２４内に収容される現像ローラ３１の軸３１ａ、供給ローラ３３の軸３３ａ、およびアジテータ３６の軸３５の軸受穴がそれぞれ貫通されており、左側面２４ａより現像カートリッジ２４の筐体外部に露出したそれぞれの軸３１ａ，３３ａ，３５にはそれぞれを回転中心としたギアが設けられている。そして、これらギアと、ギア同士を連結する連結ギアとによって、ギア群７１が構成されている。このギア群７１には駆動力入力部７２に設けられたギアが噛合されており、プロセスカートリッジ１７がレーザプリンタ１に装着された場合に、レーザプリンタ１からの駆動力が、駆動力入力部７２を介してギア群７１に伝達されることによって、現像ローラ３１、供給ローラ３３およびアジテータ３６がそれぞれ回転駆動される。尚、ギア群７１が、本発明における「ギア」である。
【００４３】
また、左側面２４ａにおいてギア群７１と干渉しない位置には、トナーホッパー３４に連通するトナー注入口７０が開口されている。現像カートリッジ２４の製造工程において、トナーは、このトナー注入口７０より充填され、充填後にポリプロピレン等の材料からなるキャップ７０ａによってトナー注入口７０が封止されるようになっている。尚、トナー注入口７０が、本発明における「充填口」である。
【００４４】
そして、トナーの残量検知用の窓３８ａ，３８ｂは、現像カートリッジ２４の左側面２４ａと右側面（レーザプリンタ１へプロセスカートリッジ１７の装着時における装着方向の右手側の側面）２４ｂとのそれぞれに設けられている。トナーの残量検知は、例えばＬＥＤ光が、左側面２４ａの窓３８ａから現像カートリッジ２４内に向けて投光され、そのＬＥＤ光を右側面２４ｂの窓３８ｂを介してフォトセンサ（図示外）が検出できるか否かによって行われる。このため、前述したアジテータ３６と軸３５の軸対称の位置であって、軸３５の両端の位置にはウレタンゴム等のクリーナ３９（図２参照）がそれぞれ設けられており、アジテータ３６の回転駆動にともないクリーナ３９によって窓３８ａ，３８ｂがそれぞれ清掃されるようになっている。
【００４５】
また、右側面２４ｂには、左側面２４ａと同様に現像ローラ３１の軸３１ａ、および供給ローラ３３の軸３３ａのための軸受穴がそれぞれ貫通されている。
【００４６】
この右側面２４ｂには、アジテータ３６の軸３５の軸受穴は貫通されておらず、トナーホッパー３４の壁面に凹部として形成されている。図６，図７に示すように、現像カートリッジ２４の筐体の右側面２４ｂの内面側の面には、右側面２４ｂと現像カートリッジ２４の上蓋２４ｃ（図３参照）との接合部からアジテータ３６の軸３５が右側面２４ｂに当接する部分である支持部２５ａにかけて狭窄状に凹部形成された軸案内溝２５が設けられている。現像カートリッジ２４の組み立て時に、アジテータ３６の軸３５の一方を左側面２４ａの軸受穴に通し、他方をこの右側面２４ｂの軸案内溝２５に沿って支持部２５ａの位置に配置させ、軸案内溝２５に、これと嵌合するストッパ２６を一体で成形した上蓋２４ｃをはめ込んで接合することによって、ストッパ２６が固定され、軸３５が支持部２５ａの位置で回転可能に固定支持される。尚、支持部２５ａが、本発明における「軸受」である。
【００４７】
次に、図１，図２を参照して、レーザプリンタ１の印刷時の動作について説明する。給紙カセット６の用紙押圧板７上に積層されたうちの最上位にある用紙３は、用紙押圧板７の裏側からバネ７ｂによって給紙ローラ８に向かって押圧されている。ホストコンピュータ（図示外）からの印刷データの受信に基づいて印刷が開始されると、用紙３は、回転する給紙ローラ８との間の摩擦力によって送られ、給紙ローラ８と分離パッド９との間に挟まれる。単葉に分離された用紙３はレジストローラ１２に送られる。
【００４８】
一方、スキャナユニット１６では、エンジンコントローラ（図示外）で生成されたレーザ駆動信号に基づいてレーザ発光部（図示外）で発生されたレーザ光が、ポリゴンミラー１９に対して出射される。ポリゴンミラー１９は入射したレーザ光を主走査方向（用紙３の搬送方向と直交する方向）に走査し、ｆθレンズ２０に対して出射する。ｆθレンズ２０は、ポリゴンミラー１９で等角速度に走査されたレーザ光を等速度走査に変換する。そして、レーザ光は、反射ミラー２１ａで進行方向を変化され、リレーレンズ２２によって収束され、反射ミラー２１ｂを介して感光体ドラム２７の表面上で結像する。
【００４９】
また、感光体ドラム２７は、スコロトロン型帯電器２９によって、その表面電位が、例えば約１０００Ｖに帯電される。矢印方向（図２において時計方向）に回転する感光体ドラム２７は、次に、レーザ光の照射を受ける。レーザ光は用紙３の主走査線上において、現像を行う部分は照射、行わない部分は非照射となるように出射されており、レーザ光の照射を受けた部分（明部）は、その表面電位が、例えば約１００Ｖに下がる。そして、感光体ドラム２７の回転によって、レーザ光は副走査方向（用紙３の搬送方向）にも照射され、レーザ光が照射されなかった部分（暗部）と明部とで、感光体ドラム２７表面上には電気的な不可視画像、すなわち静電潜像が形成される。
【００５０】
また、トナーホッパー３４内のトナーは、アジテータ３６の回転にともなって現像室３７内に搬出され、この現像室３７内の供給ローラ３３の回転により、現像ローラ３１に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電され、さらに、層厚規制ブレード３２によって一定厚さの薄層となるように調整されて現像ローラ３１上に担持される。この現像ローラ３１には、例えば約３００〜４００Ｖの正のバイアスが印加されている。現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持され、かつ正帯電されているトナーが、感光体ドラム２７に対向して接触するときに、感光体ドラム２７の表面上に形成されている静電潜像に転写する。すなわち、現像ローラ３１の電位は、暗部の電位（＋１０００Ｖ）より低く、明部の電位（＋１００Ｖ）より高いので、トナーは電位の低い明部に対して選択的に転写する。こうして、感光体ドラム２７の表面上に、トナーによる現像剤像としての可視像が形成され、現像が行われる。
【００５１】
レジストローラ１２は用紙３をレジストし、回転する感光体ドラム２７の表面上に形成された可視像の先端と用紙３の先端とが一致するタイミングで用紙３を送り出す。そして、感光体ドラム２７と転写ローラ３０との間を用紙３が通過する際に、転写ローラ３０の電位が明部の電位（＋１００Ｖ）よりさらに低くなるように、転写ローラ３０には負の定電流を印加することで、感光体ドラム２７の表面上に形成された可視像が用紙３上に転写される。
【００５２】
そして、トナーが転写された用紙３は、定着器１８に搬送される。定着器１８は、トナーの載った用紙３に、加熱ローラ４１による約２００度の熱と加圧ローラ４２による圧力とを加え、トナーを用紙３上に溶着させて永久画像を形成する。尚、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とはそれぞれダイオードを介して接地されており、加熱ローラ４１の表面電位より加圧ローラ４２の表面電位が低くなるように構成されている。そのため、用紙３の加熱ローラ４１側に載置されている正帯電性のトナーは、用紙３を介して加圧ローラ４２に電気的に吸引されるので、定着時に加熱ローラ４１にトナーが引き寄せられることによる画像の乱れが防止されている。
【００５３】
トナーが加圧加熱定着された用紙３は、搬送ローラ４３によって定着器１８はら排出され、排紙パス４４上を搬送されて、排紙ローラ４５によって印刷面を下向きにして排紙トレイ４６に排出される。次に印刷される用紙３も同様に、先に排出された用紙３の上に印刷面を下にして排紙トレイ４６に積層される。こうして、利用者は、印刷順に整列された用紙３を得ることができる。
【００５４】
次に、図８を参照して、トナー充填装置６０の構成について説明する。図８は、トナー充填装置６０の構成を示す模式図である。図８に示すように、トナー充填装置６０は、現像カートリッジ２４を保持可能なホルダ６４が設けられた振動台６３と、現像カートリッジ２４のトナー注入口７０に挿入するためのノズル６２が設けられたホッパー６１とで構成されている。
【００５５】
振動台６３は、例えば１００Ｈｚの振動を発生することのできる偏心モータ式の振動発生装置であり、ホルダ６４に対して垂直方向の振動を伝達する。ホッパー６１は、現像カートリッジ２４に供給するためのトナーを収容し、ノズル６２を介して現像カートリッジ２４にトナーを充填する装置である。
【００５６】
次に、図３，図８を参照して、現像カートリッジ２４にトナーを充填する方法について説明する。まず、現像カートリッジ２４は、右側面２４ｂが下側となるように、トナー充填装置６０のホルダ６４に載置される。次いで、現像カートリッジ２４の上方に配置されているホッパー６１が下方に移動し、トナー注入口７０にノズル６２が挿入される。そして、ホッパー６１の内部の弁（図示外）が開放されることによって、ホッパー６１の収容するトナーが、その自重で、ノズル６２を介して現像カートリッジ２４内に自然落下することによってトナーの充填が行われる。この場合に、振動台６３の偏心モータ（図示外）が駆動されることで、ホルダ６４を介して約１００Ｈｚの縦振動が現像カートリッジ２４に伝達される。
【００５７】
トナーホッパー３４内に順次充填されるトナーは、トナー供給口４７を介して現像室３７内にも流入する。このとき、現像カートリッジ２４は現像ローラ３１の軸方向が縦向きとなるように載置されており、現像カートリッジ２４の開口部２８から露出されるように配置されている現像ローラ３１と開口部２８付近の筐体の壁面との間の隙間部分を封止する層厚規制ブレード３２やシール部材４０の現像カートリッジ２４への固定部分が垂直方向となっているので、それぞれの自由端のしなり方向は、振動方向に直交する水平方向となる。従って、層厚規制ブレード３２およびシール部材４０は、振動によるしなりが起きにくくなっており、層厚規制ブレード３２およびシール部材４０と現像ローラ３１の外周面との間には、間隙が生じにくくなっている。
【００５８】
また、前述したように、層厚規制ブレード３２およびシール部材４０は、それぞれの固定端から自由端にかけて、現像カートリッジ２４の筐体内壁から現像ローラ３１に向かう方向に傾斜を有しているので、現像室３７内に流入するトナーの圧力が開口部２８に向かう方向に加わることで、層厚規制ブレード３２およびシール部材４０のそれぞれの自由端は、現像ローラ３１の外周面に押しつけられる方向に圧力が加わる。これによって、充填されるトナーの現像ローラ３１付近から開口部２８への漏出が防止されている。
【００５９】
さらに、現像カートリッジ２４の載置方向の下側となる右側面２４ｂにおいて、トナーホッパー３４内のアジテータ３６の軸３５の支持部２５ａは、凹部形成されており筐体外には貫通していないので、充填されるトナーがトナーホッパー３４から筐体外へ漏出することはない。また、右側面２４ｂの現像ローラ３１の軸３１ａや供給ローラ３３の軸３３ａの軸受穴は現像室３７内にあるので、トナーホッパー３４に充填されるトナーの圧力は、トナー供給口４７を介することで、現像室３７には緩和されて加わる。従って、これら軸受穴からトナーが漏出されにくくなっている。
【００６０】
そして、トナーホッパー３４内に充填されるトナーは、この振動台６３から伝達される縦振動によって個々の粒子間の間隔が狭められ、振動が伝達されない場合と比べ、より密に充填される。この場合、トナーの粒子の自重による充填密度、すなわち緩み見かけ密度（０．３９０ｇ／ｃｍ３）と比べ、約１．５倍〜２倍の密度でトナーの充填を行うことができる。さらに、ギア群７１がトナー充填時の上方に位置するので、現像カートリッジ２４の振動時に万が一トナーが漏れた場合でも、ギア群７１に塗布されているグリス等が汚損されることがないため、ギア群７１を洗浄しなおす必要がなく、修理が容易となる利点がある。
【００６１】
現像カートリッジ２４にトナーの充填が完了すると、振動台６３の振動が停止されてホッパー６１が上方に移動され、ノズル６２が現像カートリッジ２４から抜脱される。そして、キャップ７０ａがトナー注入口７０に嵌められることで、トナーの充填が完了する。
【００６２】
以上説明したように、現像カートリッジ２４へのトナーの充填方法では、左側面２４ａを上方にしてトナー充填装置６０のホルダ６４に載置された現像カートリッジ２４に、振動台６３から縦方向の振動を与えられて、左側面２４ａに設けられたトナー注入口７０からトナーの充填が行われるので、充填されたトナーの密度を緩み見かけ密度より高い密度とすることができる。また、現像カートリッジ２４の現像ローラ３１やアジテータ３６に駆動力を伝達するギア群７１がこの左側面２４ａに設けられており、ギア群７１に塗布されているグリス等の汚損を防止することができる。
【００６３】
また、内部に収容されたアジテータ３６の軸３５の軸受が、右側面２４ｂにおいて貫通されていないので、充填されるトナーの漏れが防止される。さらに、トナーホッパー３４と現像室３７との間を連通するトナー供給口４７が、現像ローラ３１の直径よりも細幅に開口されており、トナーホッパー３４内のトナーが現像室３７に供給される量が規制されるので、現像室３７にかかるトナーの圧力を緩和することができる。
【００６４】
尚、本発明は、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、振動台６３は偏心モータ式でなくともよく、電磁式であっても超音波式であっても圧電式であってもよく、現像カートリッジ２４に振動が与えられればよい。また、振動方向は縦方向でなくともよい。また、トナーの充填を行う場合に、間欠的に現像カートリッジ２４に振動を与えてもよい。
【００６５】
また、トナー供給口４７はメッシュ状でもスリット状でもよく、現像室３７にかかるトナーの圧力を規制できればよい。また、現像カートリッジ２４とドラムカートリッジ２３とが一体となったプロセスカートリッジ１７に、前記方法でトナーを充填してもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の現像剤の充填方法では、充填工程では、収容室に現像剤が充填され、振動工程では、充填工程中またはそれ以後に、現像カートリッジに振動が与えられる。従って、緩み見かけ密度以上の密度で多くの現像剤を充填することができるため、現像カートリッジの小型化が可能となる。
【００６７】
また、請求項２に係る発明の現像剤の充填方法では、請求項１に係る発明の効果に加え、配置工程では、充填工程前に、現像剤担持体の軸方向と重力方向とが略平行となるように現像カートリッジが配置される。従って、現像カートリッジの長手方向が縦方向となるので、充填するトナーを、トナーの自重の働きによって圧縮しやすくすることができる。
【００６８】
また、請求項３に係る発明の現像剤の充填方法では、請求項１に係る発明の効果に加え、配置工程では、充填工程前に、現像剤担持体の軸方向を重力方向に略一致され、開口部が筐体側面にくるように現像カートリッジが配置される。従って、充填される現像剤の重力の影響を現像剤担持体にかかりにくくすることができ、現像剤担持体と開口部との間からトナーが漏れるのを防止することができる。
【００６９】
また、請求項４に係る発明の現像剤の充填方法では、請求項１乃至３のいずれかに係る発明の効果に加え、充填工程では、現像カートリッジに充填される現像剤として、略球形状をした球形トナーが充填される。従って、球形状の流動性のため、振動することにより現像剤の充填密度を高くすることができる。
【００７０】
また、請求項５に係る発明の現像剤の充填方法では、請求項１乃至４のいずれかに係る発明の効果に加え、配置工程では、充填工程前に、ギアの設けられた側が上方となるように現像カートリッジが配置される。従って、充填工程または振動工程において、例え、下側から現像剤が漏れたとしても、現像剤によるギアの汚損を防止することができる。
【００７１】
また、請求項６に係る発明の現像剤の充填方法では、請求項１乃至５のいずれかに係る発明の効果に加え、配置工程では、充填工程前に、回転部材の軸受の設けられた側が下方となるように現像カートリッジが配置される。従って、軸受が筐体外に貫通していないので、充填工程または振動工程において軸受からの現像剤漏れを防止することができる。
【００７２】
また、請求項７に係る発明の現像剤の充填方法では、請求項１乃至６のいずれかに係る発明の効果に加え、配置工程では、充填工程前に、連通孔の長手方向と重力方向とが略平行となるように現像カートリッジが配置される。従って、現像剤担持体の直径よりも細幅の連通孔によって、収容室に充填される現像剤の圧力の影響を現像室の現像剤担持体にかかりにくくすることができ、開口部と現像剤担持体との間からのトナー漏れを防止することができる。
【００７３】
また、請求項８に係る発明の現像カートリッジでは、現像剤担持体と収容室とを備えた筐体を振動して現像剤が充填されている。従って、現像剤の充填密度を高くして、多くの現像剤を収容することができる。
【００７４】
また、請求項９に係る発明の現像カートリッジでは、現像剤の充填密度を緩み見かけ密度よりも高くすることで、現像カートリッジの小型化を図ることができる。
【００７５】
また、請求項１０に係る発明の現像カートリッジでは、請求項８または９に係る発明の効果に加え、現像剤担持体の軸方向の一端側である筐体の側面に、現像剤を充填するための充填口を設けることができる。従って、現像剤を充填する場合の現像剤担持体にかかる圧力を低減することができ、開口部と現像剤担持体との間からのトナー漏れを防止することができる。
【００７６】
また、請求項１１に係る発明の現像カートリッジでは、請求項１０に係る発明の効果に加え、回転部材が筐体を貫通しないように、筐体の内部の壁面に回転部材の軸受を形成することができる。従って、現像剤を充填する場合の前記軸受からの現像剤漏れを防止することができる。
【００７７】
また、請求項１２に係る発明の現像カートリッジでは、請求項１１に係る発明の効果に加え、充填口が設けられた側の筐体の側面にギアを備えているので、例え、現像剤を充填しているときに現像剤が下側から漏れたとしても、現像剤によるギアの汚損を防止することができる。
【００７８】
また、請求項１３に係る発明の現像カートリッジでは、請求項８乃至１２のいずれかに係る発明の効果に加え、筐体内の収容室と現像室とを現像剤担持体の直径よりも細幅の連通孔で連通することができる。従って、現像剤担持体の直径よりも細幅の連通孔によって、収容室に充填される現像剤の圧力の影響を現像室の現像剤担持体にかかりにくくすることができ、開口部と現像剤担持体との間からのトナー漏れを防止することができる。
【００７９】
また、請求項１４に係る発明の現像カートリッジでは、請求項８乃至１４のいずれかに係る発明の効果に加え、収容室には現像剤として略球形状した球形トナーが充填される。従って、球形状の流動性のため、振動することにより現像剤の充填密度を高くすることができる。
【００８０】
また、請求項１５に係る発明の画像形成装置では、請求項８乃至１４のいずれかに記載の現像カートリッジを備えているので、収容量の増加に基づいて現像カートリッジを長期間使用することが可能となり、また、充填するための容積を減少させることで装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、レーザプリンタ１の中央断面図である。
【図２】図２は、プロセスカートリッジ１７を側方より見た断面図である。
【図３】図３は、現像カートリッジ２４の斜視図である。
【図４】図４は、現像カートリッジ２４の左側面図である。
【図５】図５は、現像カートリッジ２４の右側面図である。
【図６】図６は、アジテータ３６の支持部２５ａ付近の平面図である。
【図７】図７は、図６に示す１点鎖線Ｂ−Ｂ’における矢視方向から見たアジテータ３６の支持部２５ａ付近の部分断面図である。
【図８】図８は、トナー充填装置６０の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　　レーザプリンタ
２４　　　現像カートリッジ
２５ａ　　支持部
２７　　　感光体ドラム
２８　　　開口部
３１　　　現像ローラ
３４　　　トナーホッパー
３６　　　アジテータ
３７　　　現像室
４７　　　トナー供給口
７０　　　トナー注入口
７１　　　ギア群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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