JP2008083261A - 現像剤収納容器、現像剤補給装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内に現像剤が付着して残存することを防止できる、製造コストの安い現像剤収納容器を提供する。
【解決手段】中空の円筒部２０１に現像剤を収納するとともに、上記円筒部２０１がその軸Ｙを中心として回転駆動されることにより、収納した上記現像剤を排出口から排出する現像剤収納容器を、フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂との混合物を成形することによって形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像剤を収納する現像剤収納容器、上記現像剤収納容器を備えた現像剤補給装置、および上記現像剤補給装置を備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体表面に形成された静電潜像を現像装置がトナーによって顕像化する。静電潜像の顕像化に用いられるトナーはトナーボトル（現像剤収納容器）に収納され、このトナーボトルから現像装置に対して逐次トナーの供給が行われる。

多くの場合、トナーボトルは中空の円筒形状に形成され、一方の端部が閉塞されるとともに他方の端部付近に排出口が設けられている。また、一般に、トナーボトルは、画像形成装置に装着される際、円筒形状部の軸が水平になるように配置される。トナーボトルの内周面にはスパイラル状の突状部が設けられており、トナーボトルの軸を中心に回転駆動すると、内周面に設けられた突状部がトナーを排出口の方向へ案内しながら搬送する。その結果、回転に応じた分量のトナーが排出口から排出される。

トナーボトル内のトナーは最後まで使い切ることが望ましいが、特に、上記のようにトナーボトルの内周面に突状部が設けられて平坦になっていない場合、トナーボトルの内周面にトナーが付着して残存する傾向にある。

そこで、特許文献１には、トナーボトルの内周面にトナーが付着して残存することを防止するために、２０℃における臨界表面張力が３３ｄｙｎ／ｃｍ〜１８．５ｄｙｎ／ｃｍのプラスチック材料でトナーボトルを形成するとともに、ボトル本体の内周面下端部と底面との境界部および、内周面に形成した突条と螺旋溝との境界部に半径３ｍｍ以上のアールをつける技術が開示されている。また、上記プラスチック材料の具体例として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリビニルフルオライド（ポリフッ化ビニル、ＰＶＦ）、三フッ化エチレン（ポリクロロトリフルオロエチレン、ＰＣＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いることが記載されている。

なお、トナーボトルの内周面へのトナーの付着・残存を低減するための他の方法としては、例えば特許文献２〜８に開示されているように、トナーボトルに振動を与えることで、内周面に付着したトナーを剥離させる技術がある。
特開平１０−４８９３１号公報（１９９８年２月２０日公開） 特開平１１−３２７２７５号公報（平成１１年１１月２６日公開） 特開２００３−２４１４９２号公報（平成１５年８月２７日公開） 特開平９−２５１２４０号公報（平成９年９月２２日公開） 特開２００３−２８７９４６号公報（平成１５年１０月１０日公開） 特開２００４−５４２７２号公報（平成１６年２月１９日公開） 特開平１１−１０９７３７号公報（平成１１年４月２３日公開） 特開平１０−６９１５６号公報（平成１０年３月１０日公開）

上記特許文献１には、トナーボトルをポリエチレン（ＰＥ）で形成することが記載されているが、トナーボトルをポリエチレンで形成した場合には、内周面に残存するトナーを十分に低減できない。

また、上記特許文献１には、トナーボトルを、ポリビニルフルオライド（ポリフッ化ビニル、ＰＶＦ）、三フッ化エチレン（ポリクロロトリフルオロエチレン、ＰＣＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成することが記載されているが、これらのフッ素樹脂は非常に高価なので、トナーボトルのコストが著しく増大してしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、容器内に現像剤が付着して残存することを防止できる、製造コストの安い現像剤収納容器、およびこの現像剤収納容器を備えた現像剤補給装置、画像形成装置を提供することにある。

本発明の現像剤収納容器は、上記の課題を解決するために、中空の円筒部に現像剤を収納するとともに、上記円筒部がその軸を中心として回転駆動されることにより、収納した上記現像剤を排出口から排出する現像剤収納容器であって、フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂との混合物で形成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、容器内に付着して残存する現像剤をフッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器と同程度に低減するとともに、現像剤収納容器の製造コストをフッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器に比べて大幅に低減できる。

また、上記混合物におけるフッ素樹脂の混合割合が、０．５重量パーセント以上、７．５重量パーセント以下であってもよい。

上記の構成によれば、上記混合物におけるフッ素樹脂の混合割合を０．５重量パーセント以上にすることで、容器内に付着して残存する現像剤を確実に低減できる。また、上記混合物におけるフッ素樹脂の混合割合を７．５重量パーセント以下にすることで、容器表面にフッ素樹脂の凝集塊が析出することを防止できる。

また、上記混合物の融点は、この混合物に含まれる上記フッ素樹脂の融点よりも低い構成としてもよい。

現像剤収納容器をフッ素樹脂のみから形成する場合、フッ素樹脂は融点が高いため、樹脂の流動性が低く、加工性が悪いという問題があった。これに対して、上記の構成によれば、上記混合物の融点は、この混合物に含まれる上記フッ素樹脂の融点よりも低いので、フッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器を形成する場合よりも、流動性がよく、加工性を向上させることができる。

また、上記熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートのうちのいずれかであってもよい。

ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートは加工性に優れているので、これらの材料を用いることにより、現像剤収納容器の加工性を向上させることができる。

また、上記円筒部の外周面には、上記円筒部が回転駆動される間に当接部材と衝突を繰り返す凸部が少なくとも１つ設けられている構成としてもよい。

上記の構成によれば、現像剤を収納する円筒部の外周面に凸部が設けられるので、現像剤収納容器が回転駆動される際にこの凸部が当接部材と衝突を繰り返すことによって現像剤収納容器に振動が生じ、現像剤収納容器の内周面に付着した現像剤が剥離する。したがって、現像剤収納容器内に現像剤が付着して残存することをより確実に防止することができる。

また、上記凸部の高さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であってもよい。

上記した特許文献２〜８の技術では、トナーボトルを振動させることによって、トナーボトルを回転駆動する駆動系に負担をかけてしまうという問題があった。例えば、トナーボトルと駆動装置との連結部分は、トナーボトルを取り外し可能にするために、凹凸による嵌合を用いることが多い。この連結部に振動が伝わることによって、連結部の凹凸が磨耗し、ガタつきが発生するおそれがあった。

これに対して、上記の構成によれば、現像剤を収納する円筒部の外周面には高さ０．１ｍｍ以上の凸部が設けられるので、現像剤収納容器が回転駆動される際にこの凸部が当接部材と衝突を繰り返すことによって現像剤収納容器に振動が生じ、現像剤収納容器の内周面に付着した現像剤が剥離する。したがって、現像剤収納容器内に現像剤が付着して残存することを防止することができる。

さらに、上記の構成によれば、凸部の高さが０．５ｍｍ以下に制限されているので、振動が必要以上に大きくなることがなく、現像剤収納容器を回転駆動する駆動系（特に連結部）への負担を軽減することができる。したがって、故障の発生頻度を上昇させることなく、現像剤を効率的に使用してランニングコストを抑制することができる。

本発明の現像剤補給装置は、上記の課題を解決するために、上述した現像剤収納容器と、当該現像剤収納容器を支持するための支持部材とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、上述した現像剤収納容器を備えているので、容器内に現像剤が付着して残存することを防止でき、ランニングコストを低減できる。また、現像剤収納容器の製造コストを低減することで、現像剤補給装置の製造コストを低減できる。

また、上記円筒部の外周面に、上記円筒部が回転駆動される間に当接部材と衝突を繰り返す凸部を少なくとも１つ備えており、上記支持部材は、上記円筒部の外周面のうち、上記凸部が設けられている領域において上記現像剤収納容器を支持する構成としてもよい。

上記の構成によれば、現像剤収納容器を支持する支持部材によって、現像剤収納容器に振動を発生させることができる。そして、上記現像剤収納容器を備えていることにより、現像剤収納容器を回転駆動する駆動系への負担を軽減しつつ、現像剤収納容器内の現像剤を無駄なく使用することができる。

本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決するために、上述した現像剤補給装置を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、上述した現像剤補給装置を備えているので、容器内に現像剤が付着して残存することを防止でき、ランニングコストを低減できる。また、現像剤収納容器の製造コストを低減することで、画像形成装置の製造コストを低減できる。

以上のように、本発明の現像剤収納容器は、フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂との混合物で形成されている。

それゆえ、容器内に付着して残存する現像剤を低減できる。また、現像剤収納容器の製造コストをフッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器に比べて大幅に低減できる。

本発明の一実施形態について説明する。

図２は、本実施形態にかかる画像形成装置である複合機１０１の概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態では、本発明に係る画像形成装置について、複合機１０１を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、あるいは複写機などの画像形成を行う装置であってもよい。

複合機１０１は、外部接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置（図示せず）から送信された印刷ジョブに基づいて、あるいは、原稿読取ユニットによって原稿を読み取って得た画像データに基づいて、多色画像又は単色画像を電子写真方式により記録用紙上に形成するものである。

複合機１０１は、図２に示すように、主として、原稿読取ユニット１１０、画像形成ユニット１２０、給紙ユニット１３０からなる。給紙ユニット１３０は、用紙を収納する４つの用紙カセット１４２ａ〜１４２ｄを有している。画像形成ユニット１２０は、給紙ユニット１３０の何れかの用紙カセットから給紙された記録用紙に対して、カールソンプロセスによって画像を形成する。原稿読取ユニット１１０は、原稿台に載置された原稿をスキャンし、画像データを作成する。

画像形成ユニット１２０は、より詳細には、ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の各色のトナー像を重ね合わせることにより、多色画像を形成する。このため、画像形成ユニット１２０は、ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙにそれぞれ対応する４つの感光体ドラム２１ａ〜２１ｄを備えるとともに、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周囲には、感光体ドラムごとに、それぞれ帯電器、現像装置、転写ローラ、およびクリーニング部材などが設けられている。このように、画像形成ユニット１２０は、タンデム式のカラー画像形成ユニットとなっている。

画像形成ユニット１２０は、さらに露光ユニット１０、中間転写ベルト３１、転写ローラ３６、および定着器２７などを備えている。

感光体ドラム２１ａ〜２１ｄは、例えば、有機光導電体（ＯＰＣ）を用いた有機感光体である。

露光ユニット１０は、レーザスキャニングユニット、ポリゴンミラー、ｆθレンズおよび反射ミラーなどを有している。露光ユニット１０では、レーザスキャニングユニットから発せられたレーザ光が、ポリゴンミラーおよびｆθレンズにより色分解された後、反射ミラーで反射され、色ごとにそれぞれの感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ上に照射される。

現像装置２３ａ〜２３ｄは、現像槽、攪拌ローラ、現像ローラおよびドクタブレードなどを有している。現像装置２３ａ〜２３ｄは、トナーにキャリアが混合された２成分系現像剤を用いて現像を行う。現像装置２３ａ〜２３ｄでは、現像槽内に供給されたトナーを攪拌ローラでキャリアと混合し、ドクタブレードによって適切な穂高に調節された磁気ブラシを現像ローラ上に形成し、この磁気ブラシを現像バイアスの元で感光体ドラム２１ａ〜２１ｄに接触させることにより、現像が行われる。

なお、現像装置２３ａ〜２３ｄに各色のトナーを補給するために、複合機１０１は、現像装置２３ａ〜２３ｄの上方にトナー補給装置１００ａ〜１００ｄを有している。トナー補給装置１００ａ〜１００ｄは、それぞれブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）のトナーを収納するトナーボトルを有している。各トナーボトルはトナーが消耗した際に交換可能となっている。なお、複合機１０１は、消費量の多いブラックトナーのトナー補給装置１００ａを２つ有している。また、各トナー補給装置１００ａ〜１００ｄのトナーボトルには、各色のトナーに加えて適量のキャリアが含まれていてもよい。

中間転写ベルト３１は、駆動ローラおよび従動ローラによって張架された無端ベルトであり、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄのそれぞれの表面と接している。また、中間転写ベルト３１は用紙搬送路とも接している。中間転写ベルト３１と用紙搬送路とが接している場所には、転写ローラ３６が中間転写ベルト３１に対向するよう設けられている。

定着器２７は、定着ローラおよび加圧ローラを有しており、これら２つのローラがトナー像の転写された記録用紙を挟持することにより、記録用紙にトナー像を定着させる。

次に、複合機１０１における画像形成プロセスについて説明する。

まず、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの表面が帯電器によって均一に帯電される。次に、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面の均一に帯電した領域が、露光ユニット１０によって露光されることにより、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、画像に含まれる各色成分ごとに作成される。

そして、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面上に形成された各色成分の静電潜像は、現像装置２３ａ〜２３ｄによってそれぞれ現像される。これにより、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面には、それぞれＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー像が形成される。感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト３１上に重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト３１には、所望の多色画像がトナー像として形成される。

一方、給紙ユニット１３０の何れかの用紙カセットからは、記録用紙が１枚ずつピックアップされ、用紙搬送路を搬送される。搬送された記録用紙は、転写ローラ３６が設けられている地点に到達し、転写ローラ３６によって中間転写ベルト３１に圧接される。ここで、転写ローラ３６と中間転写ベルト３１との間には転写電界が形成されており、この電界の作用により、中間転写ベルト３１上に形成されたトナー像が記録用紙に転写される。

トナー像が転写された記録用紙はさらに搬送され、定着器２７によって記録用紙に対するトナー像の定着が行われる。そして、記録用紙は排紙トレイに排紙され、画像形成プロセスが終了する。

次に、本実施形態の現像装置２３ａ〜２３ｄおよびトナー補給装置１００ａ〜１００ｄの構成について詳細に説明する。

現像装置２３ａ〜２３ｄは、基本的には互いに同一の構造となっている。以下では、現像装置２３ａ〜２３ｄをまとめて現像装置２３と称する。また、トナー補給装置１００ａ〜１００ｄ、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄについても同様である。図３は、本発明の一実施形態を示すものであり、現像装置２３およびトナー補給装置１００の概略構造を示す横断面図である。

現像装置２３は、図３に示すように、現像ローラ２３１、第１および第２トナー搬送ローラ２３２・２３３、トナー槽２３４、トナー濃度センサ２３５、ならびにドクタブレード２３６を有している。

トナー槽２３４は、外装部を形成するものであり、上部に現像剤を導入するためのトナー導入口２３４ａが開口形成されている。また、トナー槽２３４の感光体ドラム側には、開口部２３４ｂが形成されている。トナー槽２３４の内部には、現像ローラ２３１、第１トナー搬送ローラ２３２、および第２トナー搬送ローラ２３３が配設されている。

現像ローラ２３１は、トナー槽２３４に形成された上記開口部２３４ｂ付近に設けられており、開口部２３４ｂから露出して感光体ドラム２１と当接または近接している。この現像ローラ２３１は、上述した磁気ブラシを形成するためのマグネットローラとなっている。

第１トナー搬送ローラ２３２および第２トナー搬送ローラ２３３は、トナー槽２３４の底部側で現像ローラ２３１と平行になるように配置され、トナー槽２３４内に供給されたトナーをキャリアとともに撹拌しながら現像ローラ２３１に搬送する。また、トナー槽２３４の底部には、トナー濃度センサ２３５が設けられている。このトナー濃度センサ２３５は透磁率センサであり、トナー槽２３４内のトナー濃度（トナーとキャリアとの割合）を検知する。

このように構成された現像装置２３の上方には、トナー補給装置１００が配設されている。トナー補給装置１００は、図３に示すように、主として、トナーを供給するトナー補給部５００、このトナー補給部５００を支持する支持部材６００、トナー補給部５００から供給されたトナーを現像装置２３に導くためのトナー搬送路６１２、および図示しない駆動装置からなる。

図４は、本発明の一実施形態を示すものであり、トナー補給部５００の構造を示す側面図である。図５は、図４に示すトナー補給部５００を矢印Ｘ方向に見た側面図である。トナー補給部５００は、図４に示すように、現像剤であるトナーを内部に収納するトナーボトル（現像剤収納容器）２００と、このトナーボトル２００を一端部側で回動可能に保持するボトル保持部材３００とを有している。

トナーボトル２００は、略円筒状に形成された円筒部２０１を有している。円筒部２０１の、ボトル保持部材３００に保持される側の端部を先端部２０１ａとしたとき、この先端部２０１ａ付近には、トナーを排出するための排出口２０１ｆ（後述する図６参照）が形成されている。なお、図４に示すように、円筒部２０１の周面のうち、先端部２０１ａ付近の領域がボトル保持部材３００によって覆われているので、図４には排出口２０１ｆが示されていない。一方、円筒部２０１の先端部２０１ａとは反対側の端部である後端部２０１ｂは閉塞されている。

円筒部２０１の外周面には、円筒部２０１の内側に向かって窪んだ複数の溝２０１ｃ…が形成されている。一方、円筒部２０１の内周面では、溝部２０１ｃ…に対応する領域が、軸Ｙ側に突出した形状の突状部２０１ｈ…となっている。

溝部２０１ｃ（突状部２０１ｈ）…は、トナーボトル２００の回転方向に対して僅かに傾斜する方向に延伸するとともに、それぞれの溝部２０１ｃが互いに平行になるように、トナーボトル２００の軸Ｙに沿って複数設けられている。すなわち、突状部２０１ｈ…は、トナーボトル２００の円筒部２０１の内周面においてスパイラル状に形成されている。

なお、本実施形態では、トナーボトル２００を、フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂に、フッ素樹脂を０．５重量％以上７．５重量％以下（より好ましくは１重量％以上５重量％以下）の範囲で混合した混合物をブロー成形することによって形成する。つまり、フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂とを混合して生成したパリソン(チューブ)を鋳型に押出し、内部に空気を吹き込んで成形することによってトナーボトル２００を形成する。フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂との混合方法は特に限定されるものではないが、例えば上記両樹脂を加熱溶融させて撹拌するなどして混合すればよい。これにより、後述する実験例１に示すように、トナーボトルの内面に付着して残留するトナー量を低減できる。

上記の熱可塑性樹脂は、フッ素樹脂と混合されて成形された後、常温および画像形成装置に備えられて使用される際の温度において現像剤を収納するための適度な強度を有し、収納した現像剤によって変質しないものであればよい。一例としては、ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性ポリエステル、ポリスチレン（ＰＳ），アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ）等のスチレン系樹脂などを用いることができる。

また、上記フッ素樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（Ｅ／ＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などを用いることができる。

トナーボトル２００は、複合機１０１に装着される際に、図４に示す姿勢、すなわち、円筒部２０１の軸Ｙが水平となるように設置される。また、トナーボトル２００は、円筒部２０１の軸Ｙを中心に、図に示すＺ方向に回転駆動される。

トナーボトル２００が回転駆動されると、トナーボトル２００に収納されたトナーは、突状部２０１ｈ…によって案内されながら、後端部２０１ｂ側から排出口の設けられた先端部２０１ａ側へと搬送される。そして、先端部２０１ａに達したトナーは、排出口から排出される。

なお、溝部２０１ｃ（突状部２０１ｈ）…は、円筒部２０１に収納したトナーを後端部２０１ｂ側から先端部２０１ａ側へと搬送することが可能であれば、どのような形状であってもよい。

また、円筒部２０１の外周面の一部には、２つの凸部２０１ｅ・２０１ｅが形成されている。より詳細には、凸部２０１ｅ・２０１ｅは、トナーボトル２００の中央よりも後端部２０１ｂ寄りの領域に、溝部２０１ｃと重ならないように配置されている。

本実施形態では、２つの凸部２０１ｅ・２０１ｅが、円筒部２０１の外周面上において軸Ｙを中心として互いに１８０°離れた位置で、かつ、後端部２０１ｂからの距離が互いに略同一となる位置に配置される。それぞれの凸部２０１ｅ・２０１ｅは同一の形状となっており、均一な高さを有する直方体形状に形成される。また、凸部２０１ｅ・２０１ｅが設けられている位置に相当するトナーボトル２００の内周面は、周囲と段差がなく平らになっており、トナーが付着しにくいようになっている。なお、この凸部２０１ｅ・２０１ｅの機能については後述する。

図６は、本発明の一実施形態を示すものであり、トナーボトル２００の先端部２０１ａ付近の構造を示す側面図である。先端部２０１ａは、図６に示すように、円筒部２０１の中央部分よりも直径が小さい円筒形状に形成されている。この先端部２０１ａの先端面２０１ｄには、外部に突出した２つのリブ２０２・２０２が形成されている。図１１は、リブ２０２・２０２の構造を示す斜視図である。

リブ２０２・２０２は、トナー補給装置１００が複合機１０１に装着されたときに、駆動装置の接続部と嵌合するようになっている。これにより、駆動装置からの駆動力がリブ２０２・２０２を介してトナー補給装置１００のトナーボトル２００に伝達され、トナーボトル２００が回転する。

円筒部２０１において中央と先端部２０１ａとの間で段差を形成する端面２０１ｇには、円筒部２０１に収納されたトナーを排出するための排出口２０１ｆが形成されている。排出口２０１ｆから排出されたトナーは、先端部２０１ａ付近の外周面を覆うようにして設けられているボトル保持部材３００の内部に収容される。

図５に示すように、ボトル保持部材３００の底面（複合機１０１にトナー補給装置１００を配設したときの下面）には、トナーボトル２００から排出されたトナーをさらにボトル保持部材３００の外部に排出するためのトナー排出部を開閉するためのシャッタ４００が設けられている。

つまり、シャッタ４００によりボトル保持部材３００のトナー排出部が開放状態になると、該トナー排出部とトナー搬送路６１２とが連通状態となり、トナー補給部５００からトナー搬送路６１２を介して現像装置２３へトナーが補給される。

ボトル保持部材３００は、図４，図５に示すように、両端が開口した円筒形状に形成されており、円筒部２０１の先端部２０１ａ付近の外周面を覆うようにして接合された第１筐体３０１と第２筐体３０２とで構成され、ボトル保持部材３００の端部には、先端部２０１ａの先端面２０１ｄに設けられたリブ２０２が少なくとも露出するように開口部が形成されている。

図５に示すように、第１筐体３０１の表面には、複合機１０１にトナー補給装置１００を載置するためのガイド部材３０３とガイド部材３０４とが互いに平行になるように形成されている。

このガイド部材３０３とガイド部材３０４との間には、トナー補給装置１００から補給されたトナーの外部への排出の制御を行う上述したシャッタ４００が設けられている。このため、ガイド部材３０３とガイド部材３０４とは、シャッタ４００が機能するように、ボトル保持部材３００と複合機１０１側の載置面とのクリアランスを確保する高さに調整されている。

図７は、本発明の一実施形態を示すものであり、トナー補給部５００ａ〜５００ｄを支持部材６００に装着した様子を示す斜視図である。図７に示すように、支持部材６００には、ＢＫのトナー補給部５００ａ・５００ａ、Ｃのトナー補給部５００ｂ、Ｍのトナー補給部５００ｃ、Ｙのトナー補給部５００ｄを装着することができるようになっている。

ここで、トナーボトル２００は、保持ベルト６０３によって支持部材６００に装着される。なお、保持ベルト６０３は、トナーボトル２００が回転できるように、適切な強さでトナーボトル２００を支持部材６００に装着している。

図８は、本発明の一実施形態を示すものであり、トナーボトル２００を支持する支持部材６００の構成を示す斜視図である。なお、図８では、説明の便宜上、ＢＫのトナー補給部５００ａに対応する装着台の一部を省略して記載している。

支持部材６００は、主として、装着台（基台）６０２と２つの板状部材６１４・６１５とからなる。図８に示すように、支持部材６００のうち、トナー補給部５００が搭載される装着台６０２は、上面のトナー補給部５００のボトル保持部材３００が装着される一端側で、ボトル保持部材３００に設けられたシャッタ４００に対応する箇所に、トナー供給口６１１（６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃ，６１１ｄ）が形成されている。このトナー供給口６１１の下方には現像装置２３に連通するトナー搬送用のトナー搬送路６１２（６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄ）が配設されている。

板状部材６１４・６１５は、装着台６０２の上面と略垂直で、かつ、トナーボトル２００の軸Ｙと平行になるように、装着台６０２に立設されている。そして、２つの板状部材６１４・６１５は互いに平行になるように対向して配置されている。

図９は、板状部材６１４・６１５の形状を示す図８の要部拡大図である。板状部材６１４・６１５は、ともに略台形形状に形成されており、平行な２辺のうちの長辺が装着台６０２に固定されている。また、２つの板状部材６１４・６１５のうち、板状部材６１５は、先端領域（上部領域）が板状部材６１４側に屈曲している。板状部材６１４・６１５の上側の辺（縁部）６１６・６１７は、装着台６０２の上面と平行であり、互いに同じ高さに位置している。

図１は、本発明の一実施形態を示すものであり、支持部材６００にトナー補給部５００を設置した状態を示す側面図である。また、図１０は、図１の様子をトナーボトル２００の後端部２０１ｂ側から見た側面図である。

図１および図１０に示すように、支持部材６００は、板状部材６１４・６１５の上側の縁部６１６・６１７によって、トナーボトル２００の後端部２０１ｂ付近の外周面を下方から支持する。トナーボトル２００の円筒部２０１の外周面には、上述したように２つの凸部２０１ｅ・２０１ｅが設けられており、板状部材６１４・６１５の縁部６１６・６１７は、この凸部２０１ｅ・２０１ｅを含む領域において、トナーボトル２００と当接する。

図１に示すように、トナーボトル２００の先端部２０１ａ側には、駆動モータ７０１および接続部７０２を有する駆動装置７００が備えられており、駆動装置７００の接続部７０２がトナーボトル２００の先端部２０１ａに水平方向横側から嵌着される。より詳細には、駆動装置７００の接続部７０２の、トナーボトル２００側の端部には、トナーボトル２００に設けられたリブ２０２・２０２と嵌合する図示しない２つの凹部が設けられており、この２つの凹部がリブ２０２・２０２と嵌合することにより、上述した嵌着が行われる。これにより、凸部２０１ｅから生じた振動により現像剤収納容器の円筒部が上下に揺動しても、駆動装置が円筒部から離間することがなく、円筒部を安定して回転駆動できるようになっている。

一方、接続部７０２の他端部は駆動モータ７０１に連結されている。この構成により、駆動モータ７０１が軸Ｙを中心にＺ方向に回転すると、その回転力が接続部７０２を介してトナーボトル２００に伝達され、トナーボトル２００が軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動される。

トナーボトル２００を、軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動すると、トナーボトル２００の円筒部２０１の内周面に設けられた突状部２０１ｈ…によって、トナーボトル２００内のトナーが先端部２０１ａ側に搬送され、排出口２０１ｆからボトル保持部材３００内に排出される。そして、ボトル保持部材３００内に排出されたトナーは、さらに、シャッタ４００が設けられたトナー排出部から排出され、トナー搬送路６１２を経由して現像装置２３に供給される。

ところで、トナーボトル２００が駆動装置７００によって回転駆動されると、支持部材６００の板状部材６１４・６１５の縁部６１６・６１７は、トナーボトル２００に設けられた２つの凸部２０１ｅ・２０１ｅと衝突を繰り返す。その結果、トナーボトル２００には、凸部２０１ｅ・２０１ｅを基点として振動が発生し、この振動によりトナーボトル２００の内周面に付着したトナーが剥離する。

なお、本実施形態では、個々の凸部２０１ｅの高さを０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることによって、駆動系（特にトナーボトル２００と駆動装置７００との接続部であるリブ２０２・２０２）への負担を軽減している。なお、凸部２０１ｅの高さは、駆動系への負担をより軽減するために、０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることがより好ましい。

凸部２０１ｅ・２０１ｅと板状部材６１４・６１５との衝突によりトナーボトル２００に振動を生じさせる場合、トナーボトル２００の振動によりリブ２０２・２０２が摩滅し、トナーボトルの回転駆動に悪影響を及ぼすおそれがある。特に、上記のように、凸部２０１ｅ・２０１ｅと板状部材６１４・６１５との衝突が常時繰り返されるような構成の場合、短期的には問題がなくても、時間の経過に伴って問題が発生するおそれがある。

しかしながら、上述のように、凸部２０１ｅの高さを０．５ｍｍ以下とすることによって、トナーボトル２００の振動を抑制し、後述する実験例２に示すように、リブ２０２・２０２への負担を軽減することができる。なお、凸部２０１ｅの高さを０．１ｍｍ以上とすれば、内周面に付着したトナーを剥離させるのに必要な振動を発生させることができる。

さらに、凸部２０１ｅは、トナーボトル２００の外周面において、軸Ｙ方向の中央（先端部２０１ａと後端部２０１ｂとの中間）よりも後端部２０１ｂ側に配置されている。このように、凸部２０１ｅを駆動装置７００の接続部７０２から離れた位置に設けることにより、駆動系への負担を一層軽減することができる。

また、本実施形態では、駆動装置７００の接続部７０２が、トナーボトル２００の先端部２０１ａの端面に対して、水平方向横側から嵌着されて駆動力を伝達する構成となっている。これにより、凸部２０１ｅ・２０１ｅと板状部材６１４・６１５との衝突に応じてトナーボトル２００が上下に揺動しても、トナーボトル２００の先端部２０１ａと駆動装置７００の接続部７０２との間に隙間が生じて駆動力の伝達に失敗することがない。

〔実験例１〕
次に、トナーボトル２００をフッ素樹脂とフッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂との混合物で形成することによる効果を検証するために行った実験について説明する。

以下の実験１−１では、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を表１に示した割合（混合物全体の重量に対するＰＴＦＥの重量の割合）で混合した混合物をブロー成形することによってトナーボトルを形成した。

各トナーボトルの形状は、既存のトナーボトル（シャープ株式会社製ＭＸ−７０ＪＴＢＡ；φ８５、長さ約４５０（いずれもｍｍ））と同形状、または、この形状のトナーボトルに対して、端部２０１ａ側より４００〜４０６（ｍｍ）の位置に、高さ０．３ｍｍ、縦×横＝４ｍｍ×６ｍｍの直方体形状の凸部２０１ｅ・２０１ｅを形成した形状とした。

初期状態において、各トナーボトルには、シャープ株式会社製ＭＸ−７０ＪＴＢＡに収容されているものと同一のトナーが１０００ｇ収容されている。

表１は、各トナーボトルを型番ＭＸ−７０００Ｎ（シャープ株式会社製）の複合機に装着し、実際にトナーボトルからトナーが排出されなくなるまで画像形成を行い、トナーボトルの内周面にトナーが残存しているか否かを調べた結果を示している。

この表に示すように、ＰＴＦＥを混合しない場合、凸部２０１ｅを有さないトナーボトルでは９５ｇのトナーがボトル内に残留し（比較例１）、凸部２０１ｅを有するトナーボトルでは３６ｇのトナーがボトル内に残留した（比較例２）。

また、凸部２０１ｅを有さない構成において、ＰＴＦＥを０．５重量％混合することによってトナーの残留量は２５ｇとなり（実施例１）、ＰＴＦＥを１重量％混合することによってトナーの残留量は１１ｇとなり（実施例３）、ＰＴＦＥを５重量％あるいは７．５重量％混合することによってトナーの残留量は１０ｇとなった（実施例４，５）。また、凸部２０１ｅを有する構成において、ＰＴＦＥを１重量％混合した場合、トナーの残留量は１０ｇであった（実施例２）。

なお、ＰＴＦＥの混合割合を１０重量％にした場合、ブロー成形後のトナーボトルの表面にＰＴＦＥの凝縮塊が生じてしまった。このため、ＰＴＦＥの混合割合を１０重量％とした場合についてはトナー残留量の調査は行わなかった。

このように、ＨＤＰＥにＰＴＦＥを０．５重量％以上の割合で混合することにより、トナーボトルの内面に付着して残留するトナーの量を低減することができる。また、ＰＴＦＥの混合割合を７．５重量％以下にすることにより、成形後のトナーボトルの表面にＰＴＦＥの凝縮塊が生じることを防止することができる。したがって、ＨＤＰＥ（フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂）に対するＰＴＦＥ（フッ素樹脂）の混合割合を０．５重量％以上７．５重量％以下にすることが好ましい。

また、表１に示したように、ＰＴＦＥの混合割合を１重量％以上にすることにより、０．５重量％の場合よりもトナーの残留量を大幅に削減できた。したがって、ＨＤＰＥ（フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂）に対するＰＴＦＥ（フッ素樹脂）の混合割合を１重量％以上にすることがより好ましい。

また、ＰＴＦＥの混合割合が１重量％〜７．５重量％の場合にはトナーの残留量は大きな差がなく（わずか１ｇの差であり）、５重量％の場合と７．５重量％の場合とではトナーの残留量は同じであった。つまり、ＨＤＰＥ（フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂）に対するＰＴＦＥ（フッ素樹脂）の混合割合を５重量％にすることで、トナーボトルの内面に付着して残留するトナーの量を、混合割合を５重量％よりも大きくする場合と同程度に低減できた。

これは、ＨＤＰＥ（フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂）にＰＴＦＥ（フッ素樹脂）を混合することによって動摩擦係数を低減できるが、図１２に示すように、ＰＴＦＥの動摩擦係数の低減効果はＰＴＦＥの混合割合の増加に伴って収束する方向に向かう傾向があり、ＰＴＦＥの混合割合が５重量％以上になると動摩擦係数がＰＴＦＥのみの場合と同様になるためと考えられる。図１２は、ＨＤＰＥに対するＰＴＦＥとの混合割合を変化させた複数の混合物について、動摩擦係数をスラスト型摩擦磨耗試験機により測定した結果を示すグラフである。この結果より、ＨＤＰＥ（フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂）に対するＰＴＦＥ（フッ素樹脂）の混合割合を５重量％にすることで、トナーボトルの内面に付着して残留するトナーの量を、ＰＴＦＥのみからなるトナーボトルの場合と同程度に低減できると考えられる。

なお、ＰＴＦＥをはじめとするフッ素樹脂は、一般に、フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂よりも高価である。したがって、表１に示した結果より、ＨＤＰＥ（フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂）に対するＰＴＦＥ（フッ素樹脂）の混合割合を、１重量％以上５重量％以下にすることがより好ましい。これにより、トナーボトル内に付着して残存する現像剤をフッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器と同程度に低減するとともに、トナーボトルの製造コストをフッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器に比べて大幅に低減できる。

なお、表１に示した結果では、ＰＴＦＥの混合割合を１重量％とした場合、凸部２０１ｅの有無によるトナーの残留量の差は１ｇしかなかった。ただし、凸部２０１ｅを設け、板状部材６１４・６１５との衝突を繰り返させることにより、トナー残留量の低減効果をより確実に得ることができるので（信頼性を向上させることができるので）、凸部２０１ｅを設けることがより好ましい。

以下の実験１−２では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリプロピレン（ＰＰ）に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を１重量％混合した混合物をブロー成形することによってトナーボトルを形成した。

この表に示すように、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリプロピレン（ＰＰ）にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混合した場合にも、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混合した場合と同様の効果が得られる。

〔実施例２〕
次に、凸部２０１ｅ・２０１ｅを設け、板状部材６１４・６１５との衝突を繰り返させることによる効果を検証するために行った実験について説明する。以下の２つの実験では、トナーボトル２００として、既存のトナーボトル（シャープ株式会社製ＭＸ−７０ＪＴＢＡ；φ８５、長さ約４５０（いずれもｍｍ）、ＨＤＰＥ樹脂製）に対して、端部２０１ａ側より４００〜４０６（ｍｍ）の位置に、下記の表３に示す様々な高さの凸部２０１ｅ・２０１ｅを実施形態に示すように形成したトナーボトルを用いた。初期状態において、このトナーボトル２００には、シャープ株式会社製ＭＸ−７０ＪＴＢＡに収容されているものと同一のトナーが１０００ｇ収容されている。なお、凸部２０１ｅ・２０１ｅの形状は、何れも直方体形状で、縦×横＝４ｍｍ×６ｍｍとした。

実験２−１では、凸部２０１ｅの高さとトナーの残存抑制効果との関係を明らかにするために、これらのトナーボトル２００を型番ＭＸ−７０００Ｎ（シャープ株式会社製）の複合機に装着して、実際に５００００回の画像形成を行い（５００００回の画像形成を行った場合、いずれのトナーボトルからもトナーが排出されなくなった）、トナーボトル２００の内周面にトナーが残存しているか否かを調べた。その結果を下記の表３に示す。なお、表３のトナー残存抑制効果の列において、「×」はトナーの残存抑制効果がほとんど認められなかったことを示し、「○」はトナーの残存抑制効果がある程度認められたことを示し、「◎」はトナーの残存抑制効果が十分に認められたことを示す。

実験２−１の結果によれば、トナーの残存抑制効果の観点から、凸部２０１ｅの高さは０．１ｍｍ以上必要であり、０．２ｍｍ以上が好ましいことが明らかになった。

続いて、実験２−２では、凸部２０１ｅの高さと駆動系への負担との関係を明らかにするために、実験２−１と同じトナーボトル２００を型番ＭＸ−７０００Ｎ（シャープ株式会社製）の複合機に装着して、５００時間の連続回転駆動を行い、２つのリブ２０２・２０２の頂点部（図１１の２０２ａ）の磨耗量の平均値を調べた。その結果を下記の表３に示す。

実験２−２の結果によれば、駆動系への負担軽減（特にリブの磨耗防止）の観点から、凸部２０１ｅの高さは０．５ｍｍ以下であることが必要で、０．３ｍｍ以下が好ましいことが明らかになった。

従って、トナーの残存抑制効果および駆動系への負担軽減の双方の観点に基づいた評価は、下記の表３のようになる。

以上のように、本実施形態では、フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂との混合物を成形することでトナーボトル２００を形成する。

これにより、容器内に付着して残存する現像剤をフッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器と同程度に低減するとともに、現像剤収納容器の製造コストをフッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器に比べて大幅に低減できる。

なお、本実施形態にかかるトナーボトル２００による容器内面に付着して残留するトナーの低減効果は、流動性が低くトナーボトルに付着しやすいトナーを収納する場合に特に顕著になる。

上記の流動性が低くトナーボトルに付着しやすいトナーとしては、例えば、顔料（着手剤）の重量比が４重量％以上１５％重量以下であるトナーが挙げられる。このようなトナーでは、顔料の分散性や低温定着性を改善するために、小粒径、低融点のワックス（離型剤）が用いられる場合が多く、トナーがトナーボトルに付着しやすい。

なお、トナーにおける着色剤の重量比を４重量％以上にすることにより、トナー消費量を大幅に低減することができる。また、１５重量％以下にすることにより、フィラー効果による低温定着性への悪影響、樹脂成分の減少による定着強度の劣化などの悪影響を抑制できる。

このようなトナーの一例としては、例えば、シャープ株式会社製のミクロストナー（登録商標）（ポリエステル樹脂８７重量％、カーボンブラック（着手剤）７．５重量％、ワックス（融点７３℃）４．５重量％、ＣＣＡ（電荷制御剤）１．０重量％を溶融混合、粉砕、分級し、疎水性シリカを外添した堆積平均粒径８．２μｍ、融点１２０℃のトナー）が挙げられる。

なお、上記混合物の融点は、この混合物に含まれる上記フッ素樹脂の融点よりも低いことが好ましい。これにより、フッ素樹脂のみからなる現像剤収納容器を成形する場合よりも、成形時の流動性が良くなるので、成形性を向上させることができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、例えば電子写真方式の画像形成装置で使用されるトナーボトルに利用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであり、支持部材にトナー補給部を設置した状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、複合機の概略構成を示す横断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、現像装置およびトナー補給装置の概略構造を示す横断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、トナー補給部の構造を示す側面図である。 図４に示すトナー補給部を矢印Ｘ方向に見た側面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、トナーボトルの先端部付近の構造を示す側面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、トナー補給部を支持部材に装着した様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、トナーボトルを支持する支持部材の構成を示す斜視図である。 板状部材の形状を示す図８の要部拡大図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、支持部材にトナー補給部を設置した状態をトナーボトルの後端部側から見た側面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、リブの形状を示す斜視図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、高密度ポリエチレンとプリテトラフルオロエチレンとの混合割合を変化させた複数の混合物について、動摩擦係数を測定した結果を示すグラフである。

符号の説明

２３ 現像装置
１００ トナー補給装置
１０１ 複合機
１２０ 画像形成ユニット
２００ トナーボトル
２０１ 円筒部
２０１ｃ 溝部
２０１ｅ 凸部
２０１ｆ 排出口
２０１ｈ 突状部
２０２ リブ
３００ ボトル保持部材
５００ トナー補給部
６００ 支持部材
６０２ 装着台（基台）
６１１ トナー供給口
６１２ トナー搬送路
６１４ 板状部材
６１５ 板状部材
６１６ 縁部
６１７ 縁部
７００ 駆動装置
７０１ 駆動モータ
７０２ 接続部

Claims (9)

1. 中空の円筒部に現像剤を収納するとともに、上記円筒部がその軸を中心として回転駆動されることにより、収納した上記現像剤を排出口から排出する現像剤収納容器であって、
   フッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂との混合物で形成されていることを特徴とする現像剤収納容器。
2. 上記混合物におけるフッ素樹脂の混合割合が、０．５重量パーセント以上、７．５重量パーセント以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
3. 上記混合物の融点は、この混合物に含まれる上記フッ素樹脂の融点よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
4. 上記熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
5. 上記円筒部の外周面には、上記円筒部が回転駆動される間に当接部材と衝突を繰り返す凸部が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
6. 上記凸部の高さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
7. 請求項１に記載の現像剤収納容器と、
   当該現像剤収納容器を支持するための支持部材とを備えていることを特徴とする現像剤補給装置。
8. 上記現像剤収納容器は、上記円筒部の外周面に、上記円筒部が回転駆動される間に当接部材と衝突を繰り返す凸部を少なくとも１つ備えており、
   上記支持部材は、上記円筒部の外周面のうち、上記凸部が設けられている領域において上記現像剤収納容器を支持することを特徴とする請求項７に記載の現像剤補給装置。
9. 請求項７に記載の現像剤補給装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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