JP2014109749A - 粉体収容器、現像ユニット、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャッターと容器本体との間からの粉体の漏れを防止することができる粉体収容器を提供する。
【解決手段】画像形成用の粉体を収容する容器本体３１と、粉体を排出するために容器本体３１に設けられた排出口３２と、排出口３２を開閉するためのシャッター３３とを備えた粉体収容器であって、シャッター３３を開放位置に切り換えた状態で、シャッター３３と容器本体３１との間にシール部材３７を配設すると共に、シャッター３３の開放方向Ｂにおける、シール部材３７の下流端部３７ａを、シャッター３３の下流端部３３ａよりも下流側に配設した。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成用の粉体を収容する粉体収容器、粉体収容器を備える現像ユニット、プロセスユニット及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、メンテナンス性の向上や交換品の低コスト化のために、感光体や現像ローラ等を含むプロセスユニットと、画像形成用の粉体としてのトナーを収容したトナーカートリッジとを、別個のユニットとした構成が一般的に用いられている。トナーカートリッジには、トナーを補給する際に内部のトナーを排出するための排出口が設けられており、この排出口は、プロセスユニット等に設けてある補給口に対して着脱可能に構成されている。このため、トナーカートリッジを取り外した際、排出口からのトナー漏れを防止するために、シャッターが設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、シャッターとトナーカートリッジの容器本体との間に隙間があると、そこからトナーが漏れ、装置内を汚染する虞がある。また、トナーがトナーカートリッジ内で撹拌され空気中に浮遊するクラウド状態となった状況では、トナーが装置内で発生する気流などの影響を受けて飛散するため、特にトナー漏れが生じやすい状態となる。

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、シャッターと容器本体との間からの粉体の漏れを防止することができる粉体収容器、現像ユニット、プロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、画像形成用の粉体を収容する容器本体と、前記粉体を排出するために前記容器本体に設けられた排出口と、前記排出口を開閉するためのシャッターとを備えた粉体収容器であって、前記シャッターを開放位置に切り換えた状態で、前記シャッターと前記容器本体との間にシール部材を配設すると共に、シャッターの開放方向における、前記シール部材の下流端部を、前記シャッターの下流端部よりも下流側に配設したことを特徴とする。

本発明によれば、シール部材によって、シャッターと容器本体との間からの粉体漏れを防止することができる。

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 前記画像形成装置の上部カバーを開いた状態を示す図である。 前記画像形成装置の上部カバーと中間カバーを開いた状態を示す図である。 現像装置とトナーカートリッジの概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係るシャッターが閉鎖位置にある状態を示す図である。 前記第１実施形態に係るシャッターが開放位置にある状態を示す図である。 連結シールが傾き、排出口周縁の外面と連結シールとの間に隙間が生じた状態を示す図である。 本発明に係るトナーカートリッジの第２実施形態の構成を示す図である。 本発明に係るトナーカートリッジの第３実施形態の構成を示す図である。 前記第３実施形態に係るトナーカートリッジを図９の左側から見た図である。 本発明の構成を二重シャッター機構を備えるトナーカートリッジに適用した実施形態を示す図である。 現像ユニットの概略断面図である。 連結シールの平面図である。 連結シールの変形例を示す図である。 本発明の効果を確認するために行った試験結果を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態であるプリンタの全体構成及び動作について説明する。ただし、これに限定されるものではない。本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも適用可能である。

図１に示すように、プリンタの装置本体（画像形成装置本体）１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、潜像担持体（像担持体）としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５などで構成されている。各感光体２に対向した位置には、それぞれ、感光体２の表面に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置６が設けられている。本実施形態では、露光装置６としてＬＥＤユニットを用いている。

各現像装置４の上方には、それぞれ、画像形成用の粉体であるトナーを収容した粉体収容器としてのトナーカートリッジ３０が着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ３０は、対応する現像装置４内のトナーと同じ色のトナーが収容されており、現像装置４内のトナーが所定量を下回ると、トナーカートリッジ３０からトナーが補給されるようになっている。なお、本実施形態では、画像形成用の粉体としてトナーから成る一成分現像剤を用いているが、これに限らず、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いる構成にも本発明を適用可能である。

各感光体２の下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、中間転写体（像担持体）としての無端状のベルトから成る中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は周回走行（回転）するように構成されている。

各感光体２に対向した位置に、それぞれ、一次転写手段としての一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１は、それぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。

装置本体１００の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１５や、給紙トレイ１５から用紙Ｐを給送する給紙ローラ１６等が設けてある。ここで、用紙Ｐには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等が含まれる。また、記録媒体として、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム等を用いることも可能である。

装置本体１００の上部には、用紙を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙をストックするための排紙トレイ１８が設けられている。

また、装置本体１００内には、用紙Ｐを給紙トレイ１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。この搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１９が設けられている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙に画像を定着する定着装置２０が設けられている。

続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置やコンピュータ等からの画像情報に基づいて、露光装置６からの露光により、各感光体２の帯電面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト８を張架する駆動ローラ９が回転駆動することにより、中間転写ベルト８が周回走行される。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写部において転写電界が形成される。

その後、各感光体２の回転に伴い、感光体２上の各色のトナー画像が一次転写部に達したときに、一次転写部において形成された上記転写電界によって、各感光体２上のトナー画像が中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト８の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。

装置本体１００の下部では、給紙ローラ１６が回転駆動を開始し、給紙トレイ１５から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１９によって搬送を一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１９の回転駆動を開始し、中間転写ベルト８上のトナー画像が二次転写部に達するタイミングに合わせて、用紙Ｐを二次転写部へ搬送する。このとき、二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写部に転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト８上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１３によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー収容器１４へ搬送され回収される。

その後、トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２０へと搬送され、定着装置２０において用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、一対の排紙ローラ１７によって装置外に排出され、排紙トレイ１８上にストックされる。

以上の説明は、用紙にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

また、図１に示すように、本実施形態に係るプリンタは、装置本体１００の上部に設けられた第１カバーとしての上部カバー１０１と、上部カバー１０１よりも内側（下方）に設けられた第２カバーとしての中間カバー１０２とを備える。上部カバー１０１と中間カバー１０２は、それぞれ、装置本体１００に設けられた支軸１０３，１０４を中心に回動することで開閉可能に構成されている。図２は、上部カバー１０１を開いた状態、図３は、さらに、中間カバー１０２を開いた状態を示す。

中間カバー１０２には、複数のトナーカートリッジ３０を装着可能な容器装着部１２０が形成されている。また、中間カバー１０２の内側（下方）に形成されたユニット装着部１３０には、各色のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが収容可能となっている。

図２に示すように、上部カバー１０１を開いた状態にすると、各トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２に対して上方から着脱可能な状態となる。

さらに、図３に示すように、中間カバー１０２を開いた状態にすると、各トナーカートリッジ３０をプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方から一体的に退避させることができる。また、このとき、中間カバー１０２と一緒に各露光装置６が各感光体２の上方から退避するため、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを上方から着脱可能な状態となる。このように、本実施形態の場合、トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２から取り外さなくても、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを着脱することができ、交換作業性に優れる。

図４は、上記現像装置と上記トナーカートリッジの概略断面図である。
図４に示すように、現像装置４は、トナーを収容する現像ハウジング４０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像ローラ４１にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像ローラ４１上に担持されたトナー量を規制する規制部材としての現像ブレード４３と、トナーを搬送する搬送部材としての２つの搬送スクリュー４４，４５と、２つの導光部材４６，４７等を有する。

現像ハウジング４０の内部は、孔部４８ａを有する仕切部材４８によって、図の上側の第１の領域Ｅ１と、図の下側の第２の領域Ｅ２とに分割されている。また、孔部４８ａは、仕切部材４８の両端部（図２の紙面に直交する方向の手前側と奥側）にそれぞれ設けられている。

第１の領域Ｅ１内には、一方の搬送スクリュー４４と、２つの導光部材４６，４７が設けられている。一方、第２の領域Ｅ２内には、他方の搬送スクリュー４５と、供給ローラ４２が設けられている。また、第２の領域Ｅ２の感光体２と対向する開口部には、現像ローラ４１及び現像ブレード４３が設けてある。

上記２つの搬送スクリュー４４，４５は、それぞれ回転軸の外周に螺旋状の羽根を設けて構成されている。各搬送スクリュー４４，４５が回転すると、それぞれの軸方向にトナーを搬送するようになっている。ただし、ここでは、各搬送スクリュー４４，４５の羽根は互いに逆巻きに形成されており、トナー搬送方向は互いに逆方向となっている。

上記現像ローラ４１は、金属製の芯金と、その芯金の外周に配設された導電性ゴムで構成されている。本実施形態では、芯金の外径をφ６、導電性ゴムの外周をφ１２、ゴム硬度Ｈｓ７５に設定している。また、導電性ゴムは、体積抵抗値を約１０5〜１０7Ω程度に調整されている。導電性ゴムとしては、例えば、導電性ウレタンゴムやシリコーンゴム等を使用可能である。現像ローラ４１は、図２において反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を現像ブレード４３及び感光体２との対向位置へと搬送する。

上記供給ローラ４２には、一般に、スポンジローラなどが用いられる。スポンジローラとしては、金属製の芯金の外周に、カーボンを混合して半導電化させた発泡ポリウレタンを付着したものが適当である。本実施形態では、芯金の外径をφ６、スポンジ部分の外径をφ１２に設定している。供給ローラ４２は、現像ローラ４１に対して当接している。供給ローラ４２と現像ローラ４１とが当接して形成されるニップ部は、通常約１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定されている。本実施形態では、ニップを２ｍｍとしている。また、供給ローラ４２は、現像ローラ４１に対してカウンター方向（図２において反時計回り）に回転することで、現像ハウジング４０内のトナーを現像ローラ４１の表層まで効率よく供給できるようにしている。さらに、本実施形態では、現像ローラ４１と供給ローラ４２の回転数比を１に設定することで、良好なトナー供給機能を確保している。

上記現像ブレード４３は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のＳＵＳなどの金属板で構成される。現像ブレード４３は、その先端側で現像ローラ４１の表面に当接している。現像ブレード４３による現像ローラ４１上のトナー量の制御は、現像特性を安定させ良好な画質を得るために非常に重要なパラメータである。そのため、通常の製品においては現像ローラ４１に対する現像ブレード４３の当接圧は２０〜６０Ｎ／ｍ程度、ニップ部の位置は現像ブレード４３の先端から０．５±０．５ｍｍ程度に厳しく管理されている。また、これらのパラメータは、使用するトナー、現像ローラ、供給ローラなどの特性に合わせて適宜決定される。本実施形態では、現像ブレード４３を厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ材で構成し、当接圧４５Ｎ／ｍ、ニップ部の位置を現像ブレード４３の先端から０．２ｍｍ、現像ブレード４３の支持端部から自由端（先端）までの長さ（自由長）を１４ｍｍに設定することで、現像ローラ４１上に安定したトナーの薄層を形成できるようにしている。

上記２つの導光部材４６，４７は、光透過性の良い材料を用いて形成される。その材料として、例えば、樹脂を用いる場合は、透明度の高いアクリル材やＰＣ材などが好ましい。また、各導光部材４６，４７の材料として、より良好な光学特性が得られる光学ガラスなどを用いることも可能である。あるいは、各導光部材４６，４７に光ファイバーを用いてもよい。この場合は、導光部材４６，４７によって形成される光路の設計自由度が向上する。

各導光部材４６，４７の一端部は、現像ハウジング４０の外側に露出している。プロセスユニットを画像形成装置本体に装着した状態では、これらの露出する各端部に対して、本体側に設けられたトナー量検知手段としての図示しない発光素子と受光素子が対向するようになっている。発光素子と受光素子が各導光部材４６，４７の露出する端部に対向した状態では、各導光部材４６，４７を介して、発光素子から受光素子へ光を導く光路が形成される。これにより、発光素子から発せられた光が一方の導光部材４６によって現像ハウジング４０内に導かれ、さらにその光が他方の導光部材４７によって受光素子まで導かれるようになっている。また、現像ハウジング４０内において、両導光部材４６，４７の互いに対向する端部の間には、所定の隙間が設けてある。

トナーカートリッジ３０は、トナーを収容する容器本体３１と、トナーを排出するために容器本体３１に設けられた排出口３２と、排出口３２を開閉するためのシャッター３３と、容器本体３１内のトナーを排出口３２へ搬送する搬送部材としての搬送スクリュー３４と、容器本体３１内のトナーを撹拌する撹拌部材としてのアジテータ３５等を備える。

搬送スクリュー３４は、回転軸の外周に螺旋状の羽根を設けて構成されている。アジテータ３５は、搬送スクリュー３４の回転軸と平行に配設された回転軸に、平面状の変形可能な羽根を設けて構成されている。アジテータ３５の羽根は、例えば、ＰＥＴフィルム等から成る可撓性の材料で構成される。また、図４に示すように、容器本体３１の内面底部３１ａを、アジテータ３５の羽根の回転軌道に沿った円弧状に形成することで、羽根によって移動されずに容器本体３１内に残ってしまうトナー量を減らすことができる。

図４に示すように、トナーカートリッジ３０が装着される中間カバー１０２には、トナーカートリッジ３０の排出口３２と連結される連通口１０２ａが形成されている。また、現像装置４の上部には、連通口１０２ａと連結される受入口４９が形成されている。そして、トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２に装着した状態にすると、排出口３２が連通口１０２ａを介して現像装置４の受入口４９と連結され、トナーカートリッジ３０から現像装置４へトナーを補給可能な状態となるように構成されている。

また、トナーカートリッジ３０を装着した状態では、排出口３２と連通口１０２ａとの間に両者間からのトナー漏れを防止する連結シール５０が介在するようになっている。本実施形態では、連結シール５０は中間カバー１０２側に設けられているが、トナーカートリッジ３０側に設けることも可能である。連結シール５０の中央には、排出口３２から受入口４９へトナーを通過させる通過孔５２が形成されている。また、本実施形態では、連結シール５０を軟質のウレタンフォームで構成しているが、これに限定されるものではない。

図４を参照しつつ、上記現像装置の現像動作について説明する。
作像動作開始の指示があり、現像ローラ４１と供給ローラ４２が回転を開始すると、供給ローラ４２によって現像ローラ４１の表面にトナーが供給され担持される。現像ローラ４１上に担持されたトナーは、現像ローラ４１と現像ブレード４３とのニップ部を通過することにより、トナー層の厚さが規制されると同時に摩擦荷電させられる。そして、現像ローラ４１上のトナーが感光体２との対向位置（現像領域）に搬送されると、トナーが感光体２上の静電潜像へ静電的に転移してトナー画像が形成される。

続いて、現像装置へのトナー補給動作について説明する。
現像装置へのトナーの補給は、現像ハウジング４０内のトナー量が所定の基準値以下となった場合に行われる。具体的に、現像ハウジング４０内にトナー量が所定の基準値よりも多い場合は、２つの導光部材４６，４７の互いに対向する端部間にトナーが存在しており、そのトナーによって端部間における光路が遮断されているため、受光素子には光が届かない状態となっている。その後、現像ハウジング４０内のトナーが消費されトナー量が所定の基準値以下になると、上記導光部材４６，４７の互いに対向する端部間にトナーが存在しなくなり、当該端部間において光が透過するようになる。このときの光の透過を検知することによって、トナー補給の指示が発せられる。

トナー補給の指示が発せられると、トナーカートリッジ３０内の搬送スクリュー３４が回転する。これにより、トナーが排出口３２へ向かって搬送され、排出口３２から現像ハウジング４０の第１の領域Ｅ１内にトナーが補給される。また、本実施形態では、トナーカートリッジ３０内の搬送スクリュー３４が回転を開始すると同時に、アジテータ３５も回転を開始する。このアジテータ３５の回転によって、トナーカートリッジ３０内のトナーが撹拌されると共に搬送スクリュー３４の方へ移動させられる。その後、トナーの補給によって、現像ハウジング４０内のトナー量が所定の基準値よりも多くなると（トナーによって２つの導光部材４６，４７間の光路が遮断されると）、搬送スクリュー３４とアジテータ３５の回転駆動が停止され、トナー補給を終了する。

一方、現像ハウジング４０では、トナーの補給があると、第１の領域Ｅ１内に設けられた搬送スクリュー４４と、第２の領域Ｅ２に設けられた搬送スクリュー４５が回転し、各領域Ｅ１，Ｅ２でトナーが互いに反対方向に搬送される。各搬送スクリュー４４，４５によって各領域Ｅ１，Ｅ２の搬送方向下流端まで搬送されたトナーは、仕切部材４８の両端部に形成された各孔部４８ａを通って、他方の領域内（領域Ｅ１から領域Ｅ２、又は領域Ｅ２から領域Ｅ１）に送り込まれる。そして、他方の領域内に送り込まれたトナーは、それぞれの領域内で搬送スクリュー４４，４５によって搬送され、上記とは反対側の孔部４８ａを通って元の領域内に戻される。この動作を繰り返し行うことにより、トナーが第１の領域Ｅ１と第２の領域Ｅ２との間で循環し、補給された新しいトナーと現像ハウジング４０内にあるトナーとが混ざり合う。

このように、本実施形態では、現像ハウジング４０内でトナーを循環させることで、トナーの状態（トナー中の新しいトナーの割合）を均一にし、色ムラや地汚れ等の不具合の発生を防止している。

以下、上記トナーカートリッジ３０の第１実施形態の構成について説明する。

図５は、本発明の第１実施形態に係るトナーカートリッジのシャッターが閉鎖位置にある状態を示す図、図６は、シャッターが開放位置にある状態を示す図である。
図５及び図６に示すように、シャッター３３は、円弧状に形成されており、容器本体３１の円弧状の外面に沿って回動することにより、排出口３２を閉鎖する閉鎖位置と、排出口３２を開放する開放位置との間で切換可能に構成されている。なお、シャッター３３は回動する以外の構成であってもよい。例えば、容器本体３１の排出口３２付近の外面が平面状に形成されている場合は、その平面状の外面に沿ってシャッター３３を直線状に移動させてもよい。

図５に示すように、トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２上に装着していない状態では、シャッター３３は図示しないバネ等の付勢手段によって閉鎖方向Ａに付勢され、排出口３２を閉鎖している。一方、図６に示すように、トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２上に装着すると、シャッター３３に設けられた凸部３６に、中間カバー１０２に設けられた突起５１が当接することにより、シャッター３３が開放方向Ｂに回動して排出口３２を開放する。

また、図５に示すように、トナーカートリッジ３０の容器本体３１の外面に、シール部材３７が配設されている。このシール部材３７は、例えば、軟質のウレタンフォームで構成されているが、シール部材３７の材質はこれに限定されるものではない。

図６に示すように、シャッター３３を開放位置に切り換えた状態にすると、シール部材３７がシャッター３３と容器本体３１との間に配設されるようになっている。この状態で、シール部材３７は、シャッター３３の内面と容器本体３１の外面とに接触又は圧接しており、シャッター３３と容器本体３１との間の隙間を密閉している。

また、図６に示す状態で、シャッター３３の開放方向Ｂにおける、シール部材３７の下流端部３７ａは、シャッター３３の下流端部３３ａよりも下流側に配設されている。すなわち、シャッター３３が開放位置にある状態で、シール部材３７はシャッター３３の下流端部３３ａよりも下流側へ突出するように設けられている。一方、開放方向Ｂにおける、シール部材３７の上流端部３７ｂは、開放位置にあるシャッター３３と容器本体３１との間に配設されている。

通常、図６に示すように、トナーカートリッジ３０を装着すると、連結シール５０が排出口３２周縁の外面に接触して密閉するため、排出口３２周縁の外面と連結シール５０との間からトナーが漏れることはない。

ところが、図７に示すように、シャッター３３が開放位置に切り換えられる際、シャッター３３が連結シール５０に対して摺接することで、連結シール５０が傾き、排出口３２周縁の外面と連結シール５０との間に隙間が生じることがある。この場合、図７の破線矢印で示すように、その隙間から、シャッター３３と容器本体３１との間にトナーが侵入する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、シール部材３７によってシャッター３３と容器本体３１との間の隙間が密閉されているので、トナーが外部に漏れるのを防止することができる。特に、開放方向Ｂにおける、シール部材３７の下流端部３７ａを、シャッター３３の下流端部３３ａよりも下流側に配設することで、シール性を高めている。これにより、例えば、印刷動作中のアジテータ３５の撹拌によって、トナーが空気中に浮遊するクラウド状態となっても、外部へのトナー漏れを防止することが可能である。

図８は、本発明に係るトナーカートリッジの第２実施形態の構成を示す図である。
第２実施形態では、上記第１実施形態の構成に加え、さらに、シャッター３３を開放位置に切り換えた状態で、シャッター３３の開放方向Ｂにおける、シール部材３７の上流端部３７ｂを、シャッター３３の上流端部３３ｂよりも上流側に配設している。すなわち、図８に示す状態で、シール部材３７はシャッター３３の上流端部３３ｂよりも上流側へ突出するように設けられている。

このように構成することで、シャッター３３と容器本体３１との隙間にトナー、あるいはクラウド状態となったトナーが侵入するのを防止できるので、外部へのトナー漏れをより確実に防止することが可能となる。

図９は、本発明に係るトナーカートリッジの第３実施形態の構成を示す図である。
第３実施形態では、シャッター３３の開放方向Ｂにおける、シール部材３７の上流端部３７ｂを、さらに上流側へと延ばし、排出口３２よりも上流側に配設している。この場合、シャッター３３には、排出口３２に対応する位置に、トナーを通過させる貫通孔３８が形成されている。

また、図１０は、上記第３実施形態に係るトナーカートリッジを図９の左側から見た図である。
図１０の破線矢印は、シール部材３７が無い場合に、排出口３２から漏れたトナーが移動する移動経路である。この場合、排出口３２から漏れたトナーは、装置内で生じる気流の影響で図の左側へ移動する。

そこで、図１０に示すように、第３実施形態では、シール部材３７の図の左側の端部３７ｃを、それに対応するシャッター３３の一端部３３ｃよりも図の左側へ配設している。言い換えれば、シャッター３３を開放位置に切り換えた状態で、シャッター３３の開放方向と交差する方向（又はシャッター３３の回動軸方向）における、シール部材３７の図の一端部３７ｃを、それに対応するシャッター３３の端部３３ｃよりも前記交差する方向の外側に配設している。

これにより、上記気流の影響によって移動するトナーを、シール部材３７によって外部へ漏れないようにすることができる。また、図示省略するが、排出口３２から漏れたトナーが図１０における右側にも移動する場合は、シール部材３７の図の右側の端部を、それに対応するシャッター３３の端部よりも図の右側に配設すればよい。

図１１は、本発明の構成を二重シャッター機構を備えるトナーカートリッジに適用した実施形態を示す図である。
図１１に示すトナーカートリッジ３０は、排出口３２の外側に設けられた外側シャッター５３と、排出口３２の内側に設けられた内側シャッター５４とを備えている。外側シャッター５３は、基本的に上記実施形態におけるシャッター３３と同様の構成であり、容器本体３１の外面に沿って図の矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向に移動可能となっている。一方、内側シャッター５４は、円筒状の回転シャッターであり、その周方向の一部に径方向に貫通した開口部５５が形成されている。内側シャッター５４は、その軸心回りに図の矢印Ｃ方向又は矢印Ｄ方向に回転することにより、開口部５５が排出口３２と対向する位置に配設された開放位置と、開口部５５が開放位置から退避した閉鎖位置とに切換可能となっている。また、内側シャッター５４と容器本体３１の内面との間には、トナー漏れを防止するための内部シール５６が介在している。

上記のような二重シャッター機構を備えるトナーカートリッジ３０においても、外側シャッター５３を開放位置に切り換えた状態で、外側シャッター５３と容器本体３１との間にシール部材３７を配設し、外側シャッター５３の開放方向Ｂにおける、シール部材３７の下流端部３７ａを、外側シャッター５３の下流端部５３ａよりも下流側に配設することで、上記実施形態と同様に、トナー漏れを防止できる。なお、図１１に示す例では、シール部材３７の構成を、上記第１実施形態と同様の構成としているが、第２実施形態や第３実施形態と同様の構成とすることも可能である。

また、本発明は、トナーカートリッジ３０を現像装置４や感光体２等と一体的に構成し、プロセスユニットとして交換可能な構成にも適用可能である。また、本発明は、図１２に示すように、トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２を介さずに現像装置４と連結可能に構成し、このトナーカートリッジ３０と現像装置４を現像ユニットとして交換可能とした構成にも適用可能である。

図１３は、上記連結シールの平面図である。
図１３に示すように、本実施形態の連結シール５０は、外面が四角形に形成されているが、通過孔５２を形成する内面は八角形に形成されている。このように、内面を八角形に形成することで、例えば内面を四角形に形成した場合に比べて、各コーナー部５０ａにおける応力集中を軽減することができる。すなわち、上記シャッター３３の開閉動作時における摺接により、連結シール５０には閉鎖方向Ａ又は開放方向Ｂの剪断力が作用するが、コーナー部５０ａを９０°より大きい開き角を成す面で構成することにより、コーナー部５０ａへの応力集中を軽減できる。これにより、連結シール５０の破損を抑制することができ、長期に亘ってシール性を確保することが可能となる。また、連結シール５０の内面形状を、内角が９０°より大きい他の多角形状に形成してもよい。

また、図１４に示すように、連結シール５０の内面の各コーナー部５０ａを、曲面状に形成することでも、コーナー部５０ａへの応力集中を軽減することが可能である。

図１５は、本発明の効果を確認するために行った試験結果を示す図である。
この試験では、図の（１）〜（５）に示す５種類の構成の画像形成装置を用いた。

具体的に、（１）に示す構成では、トナーカートリッジの容器本体とシャッターとの間にシール部材を設けず、連結シールの内面形状を四角形とした。

（２）に示す構成では、（１）と同様に、シール部材は設けていないが、連結シールの内面形状を八角形とした。

一方、（３）に示す構成では、トナーカートリッジの容器本体とシャッターとの間に上記図６に示す第１実施形態と同様のシール部材を設けた。また、連結シールの内面形状は四角形としている。

（４）に示す構成では、トナーカートリッジの容器本体とシャッターとの間に上記図８に示す第２実施形態と同様のシール部材を設けた。また、連結シールの内面形状は四角形としている。

最後に、（５）に示す構成では、（４）と同様に、上記図８に示す第２実施形態と同様のシール部材を設けた。また、この場合、連結シールの内面形状を八角形とした。なお、（１）〜（５）の各構成において、シール部材及び連結シールの材質にはすべて軟質のウレタンフォームを使用した。

上記各種構成の画像形成装置において、１８０ｓｅｃ連続で現像装置を駆動させた後、画像形成装置内のトナー汚染状況を調べた。また、現像装置内の搬送スクリューは１４０ｒｐｍで回転させてトナーを撹拌した。トナー汚染状況の評価は、トナー汚染があった場合をバツ印（×）とし、多少のトナー汚染があった場合をマル印（○）、トナー汚染がなかった場合を二重マル印（◎）で表している。

試験結果によれば、（１）に示す構成では、トナー汚染有りという結果になった。これは、トナーカートリッジの容器本体とシャッターとの間にシール部材を設けていなかったため、シャッターと容器本体との間からトナー漏れが生じたものと推察される。また、連結シールの内面形状が応力集中の生じやすい四角形であったことも、トナー漏れの要因となったと考えられる。

一方、（２）に示す構成では、（１）と同様に、シール部材は設けられていなかったものの、トナー汚染は少ないという結果になった。これは、連結シールの内面形状が応力集中の生じにくい八角形であったため、（１）の場合よりもトナー漏れを抑制できたものと考えられる。

また、（３）に示す構成においても、トナー汚染が少ないという結果になった。この場合、連結シールの内面形状は（１）と同様であったが、トナーカートリッジの容器本体とシャッターとの間にシール部材を設けていたことで、（１）の場合よりもトナー漏れを抑制できたものと考えられる。

（４）に示す構成では、トナー漏れは無かった。この場合、（３）の構成に比べて、シール部材がシャッター開放方向の上流側へと延びているため、高いシール性が発揮され、トナー漏れを確実に防止できたものと推察される。また、同様のシール部材を用いた（５）に示す構成においても、トナー漏れは無いとの結果になった。

以上のように、本発明によれば、シャッターを開放位置に切り換えた状態で、シャッターと容器本体との間にシール部材を配設すると共に、シャッターの開放方向における、シール部材の下流端部を、シャッターの下流端部よりも下流側に配設することで、シャッターと容器本体との間からのトナー漏れを防止することができる。これにより、トナーカートリッジの交換作業中、又は印刷動作中などにおけるトナー漏れを防止でき、画像形成装置内がトナーで汚染されるのを回避することが可能となる。

さらに、図８や図９に示すように、シャッターを開放位置に切り換えた状態で、シャッターの開放方向における、シール部材の上流端部を、シャッターの上流端部よりも上流側に配設することで、トナー漏れをより確実に防止することができるようになる。

また、連結シールにおいては、図１３や図１４に示すように、内面のコーナー部の形状を応力集中しにくい形状に形成することで、連結シールの破損を抑制しつつ長期に亘ってシール性を確保することができるようになる。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ プロセスユニット
２ 感光体（潜像担持体）
４ 現像装置
３０ トナーカートリッジ（粉体収容器）
３１ 容器本体
３２ 排出口
３３ シャッター
３３ａ 下流端部
３３ｂ 上流端部
３７ シール部材
３７ａ 下流端部
３７ｂ 上流端部
４９ 受入口
５０ 連結シール
５０ａ コーナー部
５２ 通過孔
１００ 画像形成装置本体
Ｂ 開放方向

特開平１１−２２３９９０号公報

Claims (9)

1. 画像形成用の粉体を収容する容器本体と、
   前記粉体を排出するために前記容器本体に設けられた排出口と、
   前記排出口を開閉するためのシャッターとを備えた粉体収容器であって、
   前記シャッターを開放位置に切り換えた状態で、前記シャッターと前記容器本体との間にシール部材を配設すると共に、シャッターの開放方向における、前記シール部材の下流端部を、前記シャッターの下流端部よりも下流側に配設したことを特徴とする粉体収容器。
2. 前記シャッターを開放位置に切り換えた状態で、シャッターの開放方向における、前記シール部材の上流端部を、前記シャッターの上流端部よりも上流側に配設した請求項１に記載の粉体収容器。
3. 前記シャッターを開放位置に切り換えた状態で、シャッターの開放方向と交差する方向における、前記シール部材の端部を、それに対応する前記シャッターの端部よりも前記交差する方向の外側に配設した請求項１又は２に記載の粉体収容器。
4. 前記シャッターを前記容器本体の外面に沿って回動させて、前記排出口を開閉するように構成した請求項１から３のいずれか１項に記載の粉体収容器。
5. 潜像担持体上の潜像に画像形成用の粉体を供給して現像する現像装置と、
   前記現像装置内へ供給する前記粉体を収容する粉体収容器とを備える現像ユニットであって、
   前記粉体収容器として、請求項１から４のいずれか１項に記載の粉体収容器を備えたことを特徴とする現像ユニット。
6. 前記粉体収容器の前記排出口を、前記現像装置に設けられた受入口に対して、連結シールを介して着脱可能に構成し、
   前記シャッターが開放位置に切り換えられる際、前記シャッターが前記連結シールに対して摺接する構成である請求項５に記載の現像ユニット。
7. 前記連結シールの中央に、前記排出口から前記受入口へ粉体を通過させる通過孔を形成し、
   前記通過孔を形成する内面のコーナー部を、９０°より大きい開き角を成す面で構成した請求項６に記載の現像ユニット。
8. 表面に潜像を担持する潜像担持体と、
   前記潜像担持体上の潜像に前記粉体を供給して現像する現像装置と、
   前記現像装置内へ供給する前記粉体を収容する粉体収容器とを備え、
   画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットにおいて、
   前記粉体収容器として、請求項１から４のいずれか１項に記載の粉体収容器を備えたことを特徴とするプロセスユニット。
9. 請求項１から４のいずれか１項に記載の粉体収容器、請求項５から７のいずれか１項に記載の現像ユニット、又は請求項８に記載のプロセスユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images