JP2008164663A - 現像剤補給容器 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の流動性やフラッシングした状態に関らず、現像剤の過剰流出を防止すると共に、本来必要な現像剤補給量の安定化を達成できる、優れた補給性能を有する現像剤補給容器を提供する。
【解決手段】現像剤を排出するための排出開口部１ａと、現像剤を排出開口部１ａへ向けて搬送する搬送部３ｄと、排出開口部１ａ近傍において現像剤をすくい上げ、更にすくい上げた現像剤を排出開口部１ａへ向けて送り込む案内部３ａと、を備えた搬送部材３と、トナーボトル内部において内部空間と隔離され、排出開口部１ａと連通した空間部であって、案内部３ａによって搬送された現像剤を受け入れる現像剤受入れ開口部４ｃを有する空間部４とを有し、搬送部材３の回転により、トナーボトル内の現像剤を空間部４を経由して排出開口部１ａより排出するよう構成したことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は電子写真複写機やプリンタなどの画像形成装置に現像剤を補給するための現像剤補給容器に関するものである。

従来、電子写真複写機やプリンタ等の電子写真画像形成装置には微粉末の現像剤が使用されている。そして、電子写真画像形成装置本体の現像剤が消費された場合には、現像剤補給容器を用いて画像形成装置本体へ現像剤を補給することが行われている。ここで、現像剤は極めて微細な粉末であるため、現像剤補給時には、現像剤が飛散しないように現像剤補給容器を画像形成装置本体の内部に据え置いて、小さな開口部から少量ずつ現像剤を排出する方式が提案、実用化されている。

上述したような現像剤補給方式においては、特許文献１に記載されてあるようなものがある。これは略円筒形の容器本体内に容器内部を仕切るような板状の現像剤搬送部材を設け、その表面に容器が回転することによって内部の現像剤を排出開口部へ搬送する案内部を設けた例が示してある。さらにこの板状搬送部材には容器内部の現像剤が自由に移動できるような穴部が設けてあり、容器の回転に伴って現像剤がこの穴部から落下することで現像剤の撹拌効果を高めている。これにより、物流や放置などによってブロッキングして固まってしまった現像剤でも排出初期から優れた補給性能を発揮できる。したがって使用前にユーザが現在補給容器を振ってから画像形成装置本体にセットするといった煩わしい操作は必要なく、箱から空けてそのままセットすることで、すぐに現像剤補給が可能なため、ユーザビリティに優れた現像剤補給容器を提供できる。

また、他の従来技術としては前記特許文献１をさらに発展させた特許文献２に開示された例がある。これはユーザが現像剤補給容器の装着時に必要以上に現像剤補給容器を振って、現像剤が極端に流動化した状態（フラッシング現象）で画像形成装置本体にセットして開封した祭に、現像剤が過剰排出してしまうという課題を解決する例を示したものである。現像剤が過剰排出されると画像形成装置本体内で現像剤が飛散して機内を汚染してしまう等の問題が発生してしまう。このため、特許文献２では、それを防止するために排出開口近傍に過剰排出を抑制するための遮蔽部を設けることで現像剤の過剰排出を防止する例が開示されている。

特開平２００３−０５７９３１号 特開平２００３−２８７９４４号

上記従来例はいずれもそれぞれに優れた特徴を有しているが、下記に示すような幾つかの技術的な課題もまだ残されている。

例えば特許文献１の場合、現像剤補給容器を画像形成装置本体に設置後、ある程度の時間が経過し、現像剤補給容器内の現像剤の状態が落ち着いてきた場合には、非常に有効な手段であり充分であった。

しかしながら、極稀なケースではあるが、ユーザが新しい現像剤補給容器を画像形成装置本体に装着する際に、現像剤補給容器を必要以上に振ってしまうことが考えられる。その場合、内部の現像剤が充分に解され、液体のように流動性が高まった状態（フラッシング現象）になっている。その状態の現像剤補給容器を装着し、その直後に排出開口部を封止するキャップ部材を開封したような場合には、画像形成装置本体の制御とは関係なく、現像剤補給容器からサブホッパー内に大量の現像剤が飛散するおそれがある。

こうした問題を解決するための対策として特許文献２に示した例が開示されている。この特許文献２に示した現像剤補給容器は排出開口部近傍に、フラッシング（液状化）した現像剤の過剰流出を抑制するために遮蔽部を設けているので、先に示した特許文献１よりは効果的な対策である。

しかし、現像剤の種類によっては確実に過剰流出を防ぐことが難しい場合も状況によってはありえる。というのも、このフラッシングによる過剰流出というのは、現像剤がもっている流動性が大きな影響を与えており、非常に流動性の高い現像剤の場合だと、単に遮蔽部材を設けただけでは確実に現像剤の過剰流出を抑制できない可能性があるからである。

特に近年では、従来広く普及していた粉砕法トナーに代わり、ケミカルトナーと呼ばれる、科学的な反応によって作られる、いわゆる重合法トナーが広く普及してきている背景がある。この重合法トナーは従来の粉砕法トナーと比較して非常に真球度が高く、粒径も均一なため粉砕法トナーに比べて流動性が非常に高いという特徴をもっている。

したがって、重合法トナーのように流動性が高い現像剤の場合には上記のような問題が起こる可能性も懸念される。また、現像剤の流動性というものはトナーの母体だけではなく、外添剤の処方によっても大きく左右される。あるいは製造してから実際にユーザの手元に届くまでの間の物流・保管状態や、温湿度環境、容器形状、設置前に振る/振らないの有無、振り方、振る時間等の様々な条件によって個々に変わってくる。

したがってこうした全てのケースにも確実に対応できる過剰流出防止性能と、必要な時に必要な量だけ現像剤を補給できる優れた補給性能、という二つの相反する性能を両立させた像剤補給容器が必要とされている。

本発明は上記従来技術をさらに発展させたものである。そして、本発明の目的は、現像剤の流動性やフラッシングした状態に関らず、現像剤の過剰流出を防止すると共に、本来必要な現像剤補給量の安定化を達成できる、優れた補給性能を有する現像剤補給容器を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、画像形成装置本体に着脱可能な現像剤補給容器において、現像剤を収容する容器本体と、現像剤を排出するための排出開口部と、前記容器本体と一体的に回転することで現像剤を搬送・排出する現像剤搬送手段であって、現像剤を前記排出開口部へ向けて搬送する現像剤搬送部と、前記排出開口部近傍において現像剤をすくい上げ、更にすくい上げた現像剤を前記排出開口部へ向けて送り込む案内部と、を備えた現像剤搬送手段と、前記容器本体内部において内部空間と隔離され、前記排出開口部と連通した空間部を有する滞留室であって、前記案内部によって搬送された現像剤を受け入れる現像剤受入部を有する滞留室と、を有し、前記現像剤搬送手段の回転により、前記容器本体内の現像剤を前記滞留室を経由して前記排出開口部より排出するよう構成したことを特徴とする。

本発明にあっては、通常の現像剤補給時の現像剤排出量に影響を及ぼすことなく、フラッシングによる現像剤補給容器装着時の現像剤の大量流出を防止することが可能となる。このため、現像剤流出による本体駆動系への現像剤の侵入や、現像剤溢れによる現像剤汚染を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。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、本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る。そして、特に特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
まず、図１乃至図３を用いて、第１実施形態に係る現像剤補給容器が装着される電子写真画像形成装置の一例である電子写真複写機の構成について説明する。

＜電子写真画像形成装置＞
図１に示す電子写真複写機本体（以下、「装置本体」ともいう）100において、原稿101が原稿台ガラス102の上に置く。この状態で図２に示す操作部100ａのスタートキー100ｂを操作すると、原稿101の画像情報に応じた光像が光学部103の複数のミラーＭとレンズＬｎにより、電子写真感光体ドラム（以下、「感光体ドラム」という）104上に結像する。カセット105，106，107，108に積載された記録媒体（以下、「シート」という）Ｐのうち、操作部100ａから使用者が入力した情報もしくは原稿101の紙サイズから最適なシートＰをカセット105〜108のシートサイズ情報から選択する。ここで、記録媒体としてはシートに限定されずに、例えばＯＨＰシート等適宜選択できる。

そして、給送・分離装置105Ａ，106Ａ，107Ａ，108Ａにより搬送された１枚のシートＰを、搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送する。更に前記シートＰをレジストローラ110により感光体ドラム104の回転と、光学部103のスキャンのタイミングを同期させて転写部に搬送する。転写部では、転写放電器111によって、感光体ドラム104上に形成された現像剤像をシートＰに転写する。そして、分離放電器112によって、現像剤像の転写されたシートＰを感光体ドラム104から分離する。

この後、搬送部113により定着部114へ搬送されたシートＰは、定着部114において熱と圧力によりシートＰ上の現像剤像を定着させた後、片面コピーの場合には、排出反転部115を通過し、排出ローラ116により排出トレイ117へ排出される。また、両面コピーの場合には、排出反転部115のフラッパ118の制御により、再給送搬送路119，120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。

また、多重コピーの場合には、シートＰは排出反転部115を通り、一度排出ローラ116により一部が装置外へ排出される。そして、この後、シートＰの終端がフラッパ118を通過し、排出ローラ116にまだ挟持されているタイミングでフラッパ118を制御すると共に排出ローラ116を逆回転させることにより、再度装置本体100内へ搬送される。更にこの後、再給送搬送部119，120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。

ところで、上記構成の装置本体100において、感光体ドラム104の周りには現像部201、クリーナ部202、一次帯電器203等が配置されている。

現像部201は、原稿101の情報が光学部103により感光体ドラム104に形成された静電潜像を、現像剤を用いて現像するものである。そして、この現像部201へ現像剤を補給するための現像剤補給容器１が使用者によって装置本体100に着脱可能に装着されている。

また、現像部201は、現像剤ホッパー201ａと現像器201ｂとを有している。現像剤ホッパー201ａは、現像剤補給容器１から補給された現像剤を撹拌するための撹拌部材201ｃを有している。そして、この撹拌部材201ｃにより撹拌された現像剤は、マグネットローラ201ｄにより現像器201ｂに送られる。現像器201ｂは、現像ローラ201ｆと、搬送部材201ｅを有している。そして、マグネットローラ201ｄにより現像剤ホッパー201ａから送られた現像剤は、搬送部材201ｅにより現像ローラ201ｆに送られて、この現像ローラ201ｆにより感光体ドラム104に供給される。

尚、クリーナ部202は、感光体ドラム104に残留している現像剤を除去するためのものである。また、一次帯電器203は、感光体ドラム104を帯電するためのものである。

図２に示す外装カバーの一部である現像剤補給容器交換用前カバー15（以下、「交換用前カバー」という）を図３に示すようにユーザが開けると、容器受け台50が、駆動系（不図示）によって所定の位置まで引き出される。そして、この容器受け台50上に現像剤補給容器１を載置する。ユーザが現像剤補給容器１を装置本体100から取り出す際には、容器受け台50を引き出し、容器受け台50に載っている現像剤補給容器１を取り出す。ここでは、交換用前カバー15は現像剤補給容器１を着脱（交換）するための専用カバーであって、現像剤補給容器１を着脱するためだけに開閉される。尚、装置本体100のメンテナンスは、前面カバー100ｃを開閉することによって行われるが、その他の構成であっても構わない。

尚、容器受け台50を介することなく、現像剤補給容器１を装置本体100に直接装着し、又、装置本体100から取り外してもよい。

＜現像剤補給容器＞
次に、第１実施形態に係る現像剤補給容器（以下「トナー容器」又は「トナーボトル」とも称す）について図４及び図５を用いて説明する。

図４は第１実施形態におけるトナー容器の部分断面斜視図である。図４において、現像剤を収容する容器本体１Ａは、略中空円筒形状に形成され、その一端面のほぼ中央に容器本体の外径よりも小さい円筒部が突設されており、この円筒部先端側が現像剤を画像形成装置（現像装置）側へ排出するための排出開口部１ａとなっている。前記開口部１ａには開口部１ａを密封する封止部材２が圧入嵌合されており、この封止部材２は容器本体１Ａの軸方向（図３の矢印Ａ方向）にトナーボトル１Ａに対して相対的にスライド移動することにより、開口部１ａの自動開閉動作を行う構成になっている。なお、図４においては開口部１ａは密封された状態にある。

まず、トナーボトルの内部の構成について説明する。

トナーボトル１Ａは略円筒形状を有しており、画像形成装置本体内に略水平方向に配置されている。さらに、ボトル１Ａは、画像形成装置本体100から封止部材２に設けられた係合突起により画像形成装置本体の駆動部（不図示）と係合してトナーボトル１Ａに回転駆動力を伝達する構成になっている。そして、このトナーボトル１Ａの内部にはトナーボトル１Ａ内部を二つに仕切るように、平板状の搬送部材３がボトル１Ａの長手方向略全域にわたって設けられている。

前記搬送部材３はトナーボトル１Ａと一体となって回転し、内部の現像剤を開口部１ａへ搬送する構成になっている。

前記搬送部材３は現像剤搬送手段を構成するものであり、トナーボトル１Ａと一体的に回転することで現像剤を搬送・排出する。そのために、現像剤を排出開口部１ａへ向けて搬送する現像剤搬送部と、排出開口部１ａの近傍において現像剤をすくい上げ、更にすくい上げた現像剤を排出開口部１ａへ向けて送り込む案内部とを備えた構成となっている。

本実施形態では、搬送部材３の平板状の領域の両面には現像剤搬送部としてボトル１Ａの回転軸線ａ−ａに対して開口部１ａ側へ傾斜した搬送部３ｄが複数設けてある。そして、開口部１ａに最も近い傾斜した搬送部はそのの一端が、開口部１ａに設けられた円筒形状を有する滞留室である空間部４に接続するように設けられ、この空間部４へ現像剤を送り込む案内部３ａとして構成されている。すなわち、トナーボトル１Ａ内の現像剤は搬送部材３の回転に伴って搬送部３ｄで開口部１ａへ向けて搬送され、最終的には案内部３ａを滑り落ちるように前記空間部４へ搬送され、そのまま開口部１ａから排出される。なお、開口部１ａに最も近い案内部３ａの一端は前記空間部４の近傍に至るように設けられる構成であっても良い。

この搬送部３ｄ・案内部３ａは、図５(B)に示すように、搬送部材３の平板の表裏面にそれぞれ同一回転方向で現像剤が開口部１ａに向って搬送されるように回転軸対称に配置されている。即ち、ボトル１Ａと共に搬送部材が180度回転する毎に、持ち上げられた現像剤が搬送部３ｄ・案内部３ａを滑り落ちることによって現像剤搬送・排出動作が効率良く行われる。従って、ボトル１Ａと共に搬送部材３が１回転するとデジタル的（離散的）に２回の現像剤搬送・排出動作が実行されることになる。これを連続して高速回転させることによりアナログ的に現像剤搬送・排出動作を実行することができる。ここで、搬送部材３の両面の搬送部３ｄ・案内部３ａは180度の回転につれてそれぞれがほぼ同一位置をとることを回転軸線に対して回転対称と称する。

次に、このトナー補給容器１の現像剤排出原理について図５を用いて説明する。図５は、トナーボトルの開口部１から見た部分断面図である。

搬送部材３と共にトナーボトル１Ａが矢印ａ方向に回転するに連れて、図５(A)に示すように、現像剤は、搬送部材３の板状の部分である持ち上げ部によって重力に逆らって上方に徐々に持ち上げられる。

本実施形態では、現像剤は、搬送部３ｄ・案内部３ａの上側近傍（搬送部材３が現像剤を開口部１ａへ向けて下方に案内・搬送する姿勢の状態のときに、持ち上げ部である板状の部分と、これに当接配置されたボトル内面と、で挟むようにして持ち上げられる。

このように、板状の部分は、長手方向全域でボトル内周面とほぼ接するように配置されているので、現像剤の持ち上げをボトル内面を利用して効率良く行うことができる。さらに、持ち上げ部によって持ち上げられない現像剤は後述の穴部３ｃを通り抜けるので、現像剤の持ち上げと並行してこの通り抜けにより現像剤の撹拌を行うことができる。

やがて、図５(B)のように回転が進むと、搬送部材３によりすくい上げられた現像剤ｔ2の一部ｔ1は、重力の落下作用により、搬送部３ｄ・案内部３ａとこれを支持している板状の部分とにより開口部１ａへ向けて下方に案内・搬送される。さらに、搬送部材３の持ち上げ部によって持ち上げられた現像剤の一部は、開口部側へ搬送されることなく、穴部３ｃを通り抜けて裏側へ重力方向下方に落下する。このため、持ち上げられた現像剤の案内・搬送と並行してこの穴部３ｃからの落下により現像剤を充分に撹拌することができる。

この動作を繰り返すことにより、トナーボトル１Ａ内部の現像剤は排出口側へ順次、搬送されながら充分に撹拌される。そして、最終的に開口部１ａに通じた案内部３ａから開口部１ａへと現像剤が搬送され、図５(C)に示すように開口部１ａから排出される。

このようにトナーボトル１Ａの長手方向全域に板状の部分が設けられると共にこれに搬送部３ｄ・案内部３ａが複数設けられるように搬送部材３が構成されているので、現像剤は充分に撹拌されながら効率良く搬送される。

なお、前記搬送部材３に設けられた搬送部３ｄ・案内部３ａの形状や寸法、さらにその配置構成などを適宜設定することで、様々な現像剤排出性能を得ることができる。

（搬送部材）
まず、本実施形態における搬送部材３について説明する。この搬送部材３は、容器本体１Ａの回転軸線方向に容器本体１Ａを複数に分割するように容器本体１Ａ全長にわたって設けられている。本実施形態においては容器本体１Ａを中心から略二分割するように搬送部材３を設けたが、三分割或いは四分割等のように複数に分割した配置にしてもよい。

この搬送部材３は、容器本体１Ａと一体で回転する構成になっており、容器本体１Ａの略全長にわたって設けているため、容器本体１Ａの補強リブのような役割も同時に果たしている。

また、搬送部材３は、容器本体１Ａと一体で回転するため、搬送部材３と容器本体１Ａとの間で現像剤が摺擦されて固化してしまうなどの問題を回避している。

したがって、細長い円筒状のトナー補給容器であっても容器本体１Ａの強度を搬送部材３によって補強できる。このため（容器本体の骨組み的な機能）、容器本体１Ａの薄肉化が可能となり、容器本体１Ａのコストダウンが図れるとともに容器本体１Ａの材質の選択範囲も広げることができる。

この搬送部材３には、平板の部分に複数の貫通穴部３ｃが設けられている。この穴部３ｃによりトナーボトル１Ａ内部の現像剤は搬送部材３によって分割された個々のスペース間を自由に往来・流動可能な状態になっている。したがって、トナーボトル１Ａの回転によって持ち上げられた現像剤は、あるものは搬送部３ｄ・案内部３ａによって案内・搬送され、また、あるものはこの穴部３ｃから落下していく。このように、ボトル内の現像剤に対して様々な動きを付与する効果が生まれる。

この穴部３ｃから落下する現像剤は、落下することでそれまで凝集していた現像剤も落下時の衝撃力で現像剤が容易にほぐれるため、ボトル内部の現像剤の流動性が非常に良くなる。このような穴部３ｃがトナーボトル内部全長に渡って複数設けられているため、ボトル内全ての領域において現像剤の流動性が非常に早い時間で良くなり、トナー容器を交換した直後の初期から優れた排出性能を得ることができる。従って、排出性能が安定化するまでにボトルを余計に回転させたりして余計な時間を費やす必要がなくなるので、結果として、画像形成装置のダウンタイム（画像形成を行うことができない時間）を可及的に短くすることができる。

従来からよく知られているボトル内部に螺旋状突起を形成したトナー補給容器などは、ボトル内部の現像剤がブリッジした時、固まってしまった現像剤を積極的に崩す手段が無い。そのため、現像剤が崩れるまで延々とボトルを回転させ、現像剤が自然に崩れて排出可能になるのを待つしかなかった。

しかしながら、本実施形態によれば、搬送部材３により積極的にボトル内部の現像剤に動きを与え、流動性を付与させることが可能である。このため、ブロッキングして固まってしまった現像剤や、流動性の悪い現像剤においても、何ら問題無く現像剤を排出することができる。

このような搬送部材３は、プラスチック等の樹脂を射出成形して製造するのが好ましいが、他の材料及び製造方法であっても構わない。基本的には容器本体１Ａと同じ材質である方がトナー補給容器１の再利用時を考慮すると好ましい。具体的にはＡＢＳ、ＰＰ、ＰＯＭ、ＨＩ−ＰＳなどの材質が好適である。なお、本実施形態においてはＨＩ−ＰＳを使用した。

（過剰流出防止構成）
次に本実施形態の最も特徴的な部分である、排出開口部周辺及び容器内部の構成について図６を用いて詳しく説明する。

図６は排出開口部周辺の様子を容器本体内部から見た斜視図であり(A)は前方斜視図、(B)は後方斜視図である。

図６において、搬送部材３の両面には排出開口部１ａとほぼ同径の円筒面４ａが容器本体内部に向かって突出して形成されており、さらにその先端は前記円筒面４ａによって形成された内部空間を塞ぐように後方壁面４ｂで閉じている。ちょうど容器本体１Ａの内部に容器本体１Ａとは隔離された滞留室である別の空間部４が搬送部材３を挟むような形で形成されている。そして、前記隔離された空間部４の一部には、搬送部材３に設けた案内部３ａから搬送されてくる現像剤を受け入れるための現像剤受入部となる小さな受け入れ開口部４ｃが設けられている。この受け入れ開口部４ｃの面積は開口面積が大きくなるほどフラッシング時の過剰流出量が増えてしまうので、本来の補給量（ボトルが回転することによって補給する通常排出時の補給量）が満足できるだけの必要最低限の開口面積に設定しているほうが好ましい。

次に図７を用いて本実施形態における、フラッシング時の過剰流出防止機能について説明する。図７は本実施形態における現像剤補給容器を内部から見た部分断面斜視図である。

先に説明したように、容器本体内部に向かって突出した空間部４によって、フラッシングして流動化した現像剤が図中矢印のように、円筒面４ａと後方壁面４ｂによって、排出開口部へ一気に現像剤が流れ込むことを防止している。

したがって、ユーザがボトルを激しく振って非常に流動化したフラッシング状態になっても、受け入れ開口部４ｃ以外の全周囲と後方が全て隔離された空間部４を形成しているために、フラッシングした現像剤が開口部１ａから大量に過剰排出されることはない。したがってトナーボトルの初期設置時における過剰排出を防止することができる。

一方、トナーボトル１の回転に伴って現像器へ現像剤を供給する通常補給の場合は、トナーボトル１の回転に伴い、この隔離空間部４に設けた案内部３ａに連通する小さな受入部４ｃによって所定量の現像剤が開口部１ａへ搬送される。このとき、受け入れ開口部４ｃの面積を通過した現像剤しか排出開口部１ａへは現像剤が搬送されないので、必要以上に現像剤が排出されることがない。したがって非常に優れた定量補給性能を実現できる。しかもこの隔離された空間部４は従来公知例に示したような、ただ単に現像剤を遮蔽するだけの機能ではない。

図13に示したような従来例の場合、開口部近傍に遮蔽部３ｂを設けただけでは、ある程度の現像剤流出抑制効果は期待できるものの、非常に流動性の高い現像剤がフラッシングした場合、液体のように流動化した現像剤をせき止めることは難しい。もし十分なせき止め効果を発揮するためには遮蔽部を大きくし、現像剤通過面積を非常に狭くしなければならないが、そうすると逆に本来必要な現像剤補給量を達成できなくなるおそれがあり、両者のバランスを満足させることは困難であった。

しかしながら、図８に示したように、本実施形態の現像剤補給容器においては、内部に突出した空間部４をもち、そこを経由して排出開口部１ａから排出させる。これにより、前記空間部４に流入してきた現像剤は即座に開口部１ａから排出されず、一旦この空間部４で滞留・蓄積させることで現像剤の勢いを失速させ、現像剤の流量を調節・制御する役割を果たし、確実に過剰流出を防止することができる。この空間部４の大きさは現像剤の物性や容器の形状、必要な補給量等によって適宜設定すればよく、直径Ｄや突出長さＬの寸法を任意に設定することで最適な性能にコントロールすることが可能である。

上記のように、本実施形態の現像剤補給容器にあっては、通常の現像剤補給時の現像剤排出量に影響を及ぼすことなく、フラッシングによる現像剤補給容器装着時の現像剤の大量流出を防止することが可能となる。このため、現像剤流出による本体駆動系への現像剤の侵入や、現像剤溢れによる現像剤汚染を防止することができる。

また、現像剤補給容器から排出された現像剤を一時的に受ける画像形成装置本体側に設けられたサブホッパー部の容積を縮小化することが可能となる。このため、画像形成装置本体のコンパクト化、及び低コスト化が実現できる。

また、容器本体内部に突出した空間部によって、現像剤の補給量の安定化を図ることで、非常に定量補給性に優れた現像剤補給容器を提供できるものである。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る現像剤補給容器について説明する。なお、本実施形態の現像剤補給容器の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

図９に第２実施形態に係るトナーボトルの現像剤供給部を示している。第１実施形態との違いは、内部に突出した空間部４の直径Ｄをより大きくした場合の例を示している。この空間部の直径Ｄを大きくすると、案内部３ａからの受け入れ開口部４ｃの位置がボトルの回転中心軸から遠くなり、フラッシングに対してはより有効になる。

その理由を図18を用いて説明する。図18は従来技術の現像剤補給容器の場合のフラッシング時の現像剤の過剰流出した場合の様子を示している。ここに示す従来技術の現像剤補給容器は図11に示したような形状をしており、排出開口部近傍に遮蔽部材などを特に設けていない場合の例を示してある。

また同図は、従来の現像剤補給容器を激しく振って水平に静置させて、その直後に封止部材２を開封したときの時間の経過に対する容器内部の現像剤の粉面の推移を示した概略図である。

図18(A)はボトルを振った直後の様子を示しており、ボトルを振ったことで空気と現像剤とがよく混ざり非常に流動性の高まった状態である。容器内いっぱいに現像剤が満たされた状態となるが、粉体密度としては低い状態である。この(A)の状態ではまだ封止部材２を開封していない。

次に封止部材２を開封すると、流動性の高まった現像剤が一気に開口部に向かって流出し、図18(B)のような状態となり大量の現像剤が過剰流出する。このとき現像剤の流出とともに粉面も下がり、そして時間の経過とともに自然流出した後は、粉面は現像剤容器の回転軸中心付近で平衡状態となり、図18(C)に示したような状態で自然流出が止まる。

このときの容器内部の現像剤の動きは、図12に示すように、排出開口部１ａに向かってあらゆる方向から現像剤が一気に流出しようとする。

一方、第２実施形態の場合を図19を用いて説明する。図19(A)はボトルを振った直後の様子でボトル内いっぱいに流動性の高まった現像剤が満たされた状態となっている。次に封止部材２を開封すると隔離空間部４内に元々存在していた現像剤は若干量だけ排出されるが、排出開口部１ａへは隔離空間部４によってその周囲と後方全てが遮断された状態なので開口部１ａへ現像剤が大量に流出してくることがない。このとき、本実施形態の場合、空間部４の円筒面４ａに設けた受入部４ｃが容器の回転中心軸線よりも上方に位置しているため、ボトルを水平に静置させると、すぐに粉面は受け入れ開口部４ｃより下側に沈降するため、それ以降は殆ど受入部４ｃへの流入が無い。

また、ボトルを設置した姿勢によっては、前記受入部４ｃが上方ではなく、側方や下方に位置する場合もある。この場合、現像剤の粉面が沈降しても、粉面が受入部４ｃより下にならないため、若干量の現像剤の流入は起こりうる。しかし受入部４ｃが上方に位置するときに比べて、側方や下方からの場合、現像剤の粉圧（現像剤の重みによる圧力）が低いため、それほど大量の現像剤が流入してくることは無い。仮に空間部４に現像剤が流入しても、空間部４は開口部１ａよりも直径が大きいので、その段差部の空間に現像剤は一旦蓄積されるため、直ちに開口部１ａから排出してしまうということはない。

したがって、本実施形態の場合、従来のように排出開口部１ａ中心付近に現像剤受け入れ開口があるのではなく、中心軸よりも上方に受入部４ｃがあることにより、ボトルを振った直後に封止部材２を開封しても、すぐに粉面が受入部４ｃより下面に沈降する。このため、ほとんどの過剰流出現像剤を防止できる。

このように空間部４の円筒面４ａの直径を大きくし、受入部４ｃをより上方に設けることはフラッシングに対しては好ましいが、あまり上方に設け過ぎると、搬送部材３の現像剤の掻き揚げ面積が減少してしまう。このため、逆に本来必要な補給性能に影響を及ぼさない範囲に設定しておくことが好ましい。

〔第３実施形態〕
次に第３実施形態に係る現像剤補給容器について説明する。なお、本実施形態の現像剤補給容器の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

図10は空間部４を容器の略全長に渡って設けた場合の例である。図10に示したように、空間部４を延在させることで、フラッシングして空間部４内に流入してきた現像剤の勢いをより一層減速させることができるため、フラッシングに対してはより有利になる。さらに空間部４内に搬送された現像剤は内部を搬送・移動する間に、補給量が安定化されるため、非常に定量補給性に優れた排出性能を実現できる。

本実施形態では、受入部４ｃをボトル後方の空間部４に設けているが、現像剤の流動性や必要な補給量によって自由に位置を変更したり、あるいは複数箇所に設けるなど任意に設定することももちろん可能である。

また延在した前記空間部４の内部は空間部内に流入してきた現像剤を排出開口部１ａへ搬送するために、一般的によく知られた螺旋状の突起を設けても良いし、あるいは本実施形態に示す搬送部材３のような板状の部材を空間部４の内部に設けてもよい。

次に、前述した本発明の実施形態における現像剤補給容器の効果・弊害確認を行うべく、実施形態による現像剤補給容器と従来公知の例との比較実験を行った。その結果を以下に示す。実験は主に以下の２点に着目して行った。

(1)フラッシング状態にて封止部材２を開封した際の現像剤の流出量測定

(2)通常の現像剤補給時の排出特性

＜実験例１＞
まず、フラッシング時の現像剤流出量測定については、現像剤補給容器交換時にユーザにより充分に現像剤補給容器１を振られてしまったような、極端な状態を想定する。そこで、前記測定用容器をそれぞれ排出開口部１ａ側、及びその反対側が交互に下向きになるよう往復30回振って、内部の現像剤を充分分解し（フラッシングさせ）、その容器を直ちに横置きにして、２秒以内に封止部材を開封した際の、現像剤の流出量を測定した。これを５回繰り返し行った。

なお、本テストでは、第１実施形態に示した構成の現像剤補給容器（図４）を使用し、
・内径116mm、
・長手方向長さ約350mm、
・内容積が約3450cc、
・排出開口部の内径が約φ30mm、
の現像剤補給容器に約2000ｇの１成分現像剤を充填したものを用いた。

その結果、現像剤の流出量は、約８〜14ｇであった。

５回測定した時の平均値は10.2ｇであった。

次に通常補給時の排出性能を評価するために、実際に画像形成装置本体に現像剤補給容器１をセットして所定の回転数（30ｒｐｍ）にて現像剤補給容器を回転させて排出量を測定した。このとき、より厳しい条件でも排出するかどうかを確認するために排出に対して不利な状況を想定し、以下の物流条件排出テストを行った。

・物流を想定した加振（加速度：9.8ｍ／ｓ²、加振方向：ｘ，ｙ，ｚの３方向、
・振動数：10〜100Ｈｚ、スイープ時間（往復）：５分間、
・加振時間：各方向１時間）を行い、前記現像剤補給容器１の排出開口部１ａでの現像剤のパッキング状態を擬似的に再現したモードにて、排出テストを行った。

この結果、排出初期から現像剤閉塞もなく、良好な排出が行われ、画像形成装置本体にて必要とされる最低限の現像剤補給量も充分に満足しており、排出特性としては非常に良好な排出性が確認された。

＜実験例２＞
前述した第２実施形態に示した構成の現像剤補給容器（図９）を使用して、上述した実験例１と同様な評価を行った。

その結果、現像剤の流出量は、約６〜８ｇであった。

５回測定した時の平均値は７ｇであった。

また、画像形成装置本体の実機による排出特性に関しては初期から現像剤閉塞も無く、必要補給量を十分満足しており、補給量も一定で特に問題ない排出特性であった。先の実験例１と比較して円筒面４ａの直径Ｄが大きいため、搬送部材３による掻き揚げ面積が少ないことから補給量そのものは低めに推移しているが必要補給量は十分満足している。

＜実験例３＞
前述した第３実施形態に示した構成の現像剤補給容器（図10）を使用して、上述した実験例１と同様な評価を行った。

その結果、現像剤の流出量は２〜６ｇ、
５回測定した時の平均値は４ｇであった。

また、画像形成装置本体の実機による排出特性に関しては初期から現像剤閉塞も無く、必要補給量を十分満足しており、補給量も一定で特に問題ない排出特性であった。

先の実験例１および２と比較して円筒部の長さＬが長いため、排出初期はボトルが回転してから現像剤が排出されるまで若干時間がかかったが、必要補給量は十分満足しており実用上の問題も特にない結果であった。

＜比較例１＞
次に本発明による現像剤補給容器との比較のために、図11および図12に示した形状の従来容器を使用して同様に評価を行った。

図11および図12に示したような、排出開口部１ａには遮蔽部材なども何も設けない場合の従来の現像剤補給容器の例を示している。

これを用いて、前述した実験例１と同様の評価を行った。その結果、現像剤の流出量は270〜316ｇであった。５回測定した時の平均値は＝292.4ｇであった。

また、排出性能に関しては、初期は非常に多くの補給量を示し、約100秒を経過したあたりから急速に補給量が低下するという排出特性を示した。補給量としては必要補給量を満足しており特に問題はないが、排出初期と後期で補給量が異なる排出特性であった。

＜比較例２＞
次に図13および図14に示したような、排出開口部１ａの近傍にフラッシング時の過剰流出を防ぐ遮蔽部３ｂを設けた従来の現像剤補給容器を使用して、同様な評価を行った。

その結果、現像剤の流出量は47〜137ｇであった。５回測定した時の平均値は＝91ｇであった。

また、排出特性に関しては、比較例１と同様に初期は非常に多くの補給量を示し、約100秒を経過したあたりから急速に補給量が低下するという排出特性を示した。補給量としては必要補給量を満足しており特に問題はないが、排出初期と後期で補給量が異なる排出特性であった。

＜比較例３＞
次に図15に示したような、比較例２よりもさらに大きな遮蔽部３ｂを２枚配置した場合の従来の現像剤補給容器を使用して同様な評価を行った。

その結果、現像剤の流出量は134〜190ｇであった。５回測定した時の平均値は＝167ｇであった。

また、排出性能に関しては、比較例１と同様に初期は非常に多くの補給量を示し約100秒を経過したあたりから急速に補給量が低下するという排出特性を示した。補給量としては必要補給量を満足しており特に問題はないが、排出初期と後期で補給量が異なる排出特性であった。

＜比較例４＞
次に図16に示したような、排出開口部の近傍にフラッシング時の過剰流出を防ぐ遮蔽部３ｂをスリット状に複数設けた従来の現像剤補給容器を使用して同様な評価を行った。

その結果、現像剤の流出量は29〜104ｇであった。５回測定したときの平均値は＝70.4ｇであった。

また、排出性能に関しては、比較例１と同様に初期は非常に多くの補給量を示し約100秒を経過したあたりから急速に補給量が低下するという排出特性を示した。補給量としては必要補給量を満足しており特に問題はないが、排出初期と後期で補給量が異なる排出特性であった。

＜比較例５＞
次に図17に示したような、排出開口部を比較例１の１／２に絞った場合の従来容器を使用して同様な評価を行った。

その結果、現像剤の流出量は29〜61ｇであった。５回測定した平均値は＝55.2ｇであった。

また、排出性能に関しては、開口部の面積が１／２に小さくなったため、排出初期は殆ど排出できず、しばらくボトルを回転させて約200秒を過ぎたあたりから内部の現像剤が解れて排出されるという結果となった。

排出開口部を絞ったためフラッシング量が若干低下していることが確認されたが、逆に
排出特性に弊害がでてしまい、フラッシングと排出特性の両立ができない結果となった。

上述の比較例１〜４に示したように、排出開口部近傍に、単に遮蔽部を設けただけでは、非常に流動性の高い現像剤の場合では、フラッシング時の過剰流出を抑制することは難しいという結果となった。逆に、排出開口部を極端に絞った比較例５のような場合は、現像剤閉塞が発生し、必要とされる補給性能を満足できないことがわかった。

このように従来技術においてはフラッシングによる過剰流出防止と適正な補給性能という相反する性能を両立しることが難しいが、本発明における実施形態ならば、両者を満足できる現像剤補給容器を提供できる。

以上の結果をまとめて図20の表に示す。また１秒あたりの補給量を示した排出性能曲線を図21に示す。

本発明の実施の形態における画像形成装置本体（複写機）の概略縦断面図である 上記電子写真複写機の斜視図である。 上記電子写真複写機のトナー容器交換用カバーを開いてトナー補給容器を電子写真複写機に装着する様子を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るトナー補給容器の部分断面斜視図である。 (A)、(B)、(C)は、本発明の実施の形態１に係るトナー補給容器のトナー排出原理を示した概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る搬送部材の前方斜視図(A)、後方斜視図(B)である。 本発明の実施の形態１に係る容器内部のフラッシング時の現像剤の流れを示した図である。 本発明の実施の形態１に係る容器内部の正面断面図である。 本発明の実施の形態２に係るトナー補給容器の部分断面斜視図である。 本発明の実施の形態３に係るトナー補給容器の(A)は部分断面斜視図、(B)は正面断面図である。 従来のトナー補給容器の例を示した断面斜視図であり、比較例１にて使用したトナー補給容器の図である。 図１１の従来のトナー補給容器のフラッシング時の現像剤の流れを示した断面斜視図である。 従来のトナー補給容器の例を示した断面斜視図であり、比較例２にて使用したトナー補給容器の図である。 図１３の従来のトナー補給容器のフラッシング時の現像剤の流れを示した断面斜視図である。 従来のトナー補給容器の例を示した断面斜視図であり、比較例３にて使用したトナー補給容器の図である。 従来のトナー補給容器の例を示した断面斜視図であり、比較例４にて使用したトナー補給容器の図である。 従来のトナー補給容器の例を示した断面斜視図であり、比較例５にて使用したトナー補給容器の図である。 従来のトナー補給容器のフラッシング時の現像剤の粉面を示した断面図である。 本発明の実施形態におけるフラッシング時の現像剤の粉面を示した断面図である。 第１実施形態〜比較例５までの結果を示す表である。 第１実施形態〜比較例５までの現像剤排出曲線を示した図である。

符号の説明

Ｌｎ …レンズ
Ｍ …ミラー
Ｐ …シート
１ …現像剤補給容器
１Ａ …トナーボトル
１ａ …開口部
２ …封止部材
３ …搬送部材
３ａ …案内部
３ｂ …遮蔽部
３ｃ …穴部
３ｄ …搬送部
４ …空間部
４ａ …円筒面
４ｂ …後方壁面
４ｃ …受入れ開口部
15 …交換用前カバー
50 …容器受け台
100 …装置本体
100ａ …操作部
100ｂ …スタートキー
100ｃ …前面カバー
101 …原稿
102 …原稿台ガラス
103 …光学部
104 …感光体ドラム
105，106，107，108 …カセット
109 …搬送部
110 …レジストローラ
111 …転写放電器
112 …分離放電器
113 …搬送部
114 …定着部
115 …排出反転部
116 …排出ローラ
117 …排出トレイ
118 …フラッパ
119，120 …再給送搬送路
201 …現像部
201ａ …現像剤ホッパー
201ｂ …現像器
201ｃ …撹拌部材
201ｄ …マグネットローラ
201ｅ …搬送部材
201ｆ …現像ローラ
202 …クリーナ部
203 …一次帯電器

Claims (4)

1. 画像形成装置本体に着脱可能な現像剤補給容器において、
   現像剤を収容する容器本体と、
   現像剤を排出するための排出開口部と、
   前記容器本体と一体的に回転することで現像剤を搬送・排出する現像剤搬送手段であって、現像剤を前記排出開口部へ向けて搬送する現像剤搬送部と、前記排出開口部の近傍において現像剤をすくい上げ、更にすくい上げた現像剤を前記排出開口部へ向けて送り込む案内部と、を備えた現像剤搬送手段と、
   前記容器本体内部において内部空間と隔離され、前記排出開口部と連通した空間部を有する滞留室であって、前記案内部によって搬送された現像剤を受け入れる現像剤受入部を有する滞留室と、
   を有し、
   前記現像剤搬送手段の回転により、前記容器本体内の現像剤を前記滞留室を経由して前記排出開口部より排出するよう構成したことを特徴とする現像剤補給容器。
2. 前記現像剤受入部は、前記すくい上げられた現像剤を前記滞留室に受け入れる位置が、前記容器本体の回転軸線よりも上方に位置していることを特徴とする請求項１記載の現像剤補給容器。
3. 前記滞留室は、円筒形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤補給容器。
4. 前記滞留室は、前記容器本体の長手方向の全域にわたって設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。

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