JP2008203367A - 現像剤収納容器、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑制し、容器内に現像剤が凝集して残存することを防止できる、現像剤収納容器を提供する。
【解決手段】トナーボトル２００では、トナーを収納する円筒部２０１の内周面に、円筒部２０１内側へ隆起した凸部２０１ｈ…が設けられているとともに、円筒部２０１がその中心軸回りに回転駆動されることにより、トナーが排出口２０１ｆから排出される。ここで、上記中心軸に対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１の長手方向から投影すると、円筒部２０１の内周に凸部２０１ｈ…が投影されない領域２０１ｉが１以上存在している。よって、トナーと凸部２０１ｈ…との接触を抑えられるため、トナーを搬送する際、トナーと凸部２０１ｈ…との抵抗を減少させ、摩擦熱の発生を抑制できる。
【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に関し、特に、回転駆動されることにより収納している現像剤を排出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容器（トナーカートリッジやトナーボトル）に収納され、このトナー容器から現像装置に対して逐次トナーの供給が行われる。

高速機の画像形成装置においては多くのトナーを消費するため、容量の大きいトナー容器が使用される。その中で、回転型のトナーボトルは、トナーの排出量が精度よく制御できるため、従来から用いられている。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、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。さらに、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いるものもある。このトナーボトルでは、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し、回転に応じた分量のトナーが排出口から排出される。

近年、画像形成装置の低消費電力化に向けて、トナーの低融点化が図られている。それに伴い、トナーの流動性が微妙に変化し、トナー容器の中でトナー凝集が起こりやすくなっており、特に高温高湿条件下においては、その傾向が顕著に現れやすい。その結果、トナー容器の中の凝集したトナーをうまく排出できずに、それらがトナー容器の中に留まってしまう。最終的には、トナー容器にはトナーが残留しているにもかかわらず、トナー容器は「トナーなし」と判断され、トナー容器の交換信号が発信されてしまう。そうなると、トナーを全部消費していないにもかかわらず、「トナー交換」を余儀なくされるため、非常に不経済な状況を来たしてしまう。

このような状況への対策として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように、トナー容器内部にかきとり部材などを設けて強制的に凝集トナーを起こさせないようにする、もしくは凝集トナーを排出する技術がある。また、トナーと接触する部分であるトナー容器内面に、トナーのすべり性を向上させるため、フッ素などのコートを行う技術ある。また、樹脂中にフッ素などの材料成分を混合し、それら混合材料を用いてトナー容器を成型する技術がある。
特開２００５−１４０９０８号公報（２００５年６月２日公開） 特開２００６−７１７６２号公報（２００６年３月１６日公開）

しかしながら、上記従来の技術は、かきとり部材などを設けているため、コストアップとなる。他方、トナー容器の内側にフッ素などをコートしたり、樹脂中にフッ素などの材料成分を混合したものでトナー容器を形成したりしても、顕著な効果が得られていない、というのが実情である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、コストを抑制し、容器内に現像剤が凝集して残存することを防止できる、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。

上記課題を解決するために、本発明に係る現像剤収納容器は、現像剤を収納する円筒部の内周面に、当該円筒部内側へ隆起した複数の凸部が設けられているとともに、上記円筒部がその中心軸回りに回転駆動されることで、収納した上記現像剤を上記複数の凸部により上記中心軸の軸方向に搬送し、排出口から排出する現像剤収納容器において、上記中心軸に対して垂直な上記円筒部の断面を上記円筒部の長手方向から投影すると、上記円筒部の内周に上記複数の凸部が投影されない領域が１以上存在することを特徴としている。

上記構成によると、現像剤を搬送するために円筒部内側へ隆起した複数の凸部が設けられた円筒部を、回転の中心軸に対して垂直に切断して、円筒部の長手方向から投影すると、円筒部の円周に、凸部が投影されない領域が１以上設けられている。つまり、現像剤を搬送するための円筒部の内側へ隆起した複数の凸部は、上記のように投影してみると、円筒部の内周全部には形成されておらず、凸部は途切れている。そのため、現像剤と複数の凸部との接触を抑えられるため、現像剤を搬送する際、現像剤と凸部との抵抗を減少させ、摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えられるので、現像剤の凝集の発生を抑制でき、現像剤の搬送性を確保することができる。また、従来のように凝集した現像剤をかき出すための部材は必要ないため、コストを抑制することができる。

また、本発明に係る現像剤収納容器では、上記構成に加え、上記複数の凸部は、上記中心軸に垂直な方向から現像剤搬送方向に向かって傾斜するように延設され、かつ、各凸部は互いに延長上で繋がらないように配備されていてもよい。

上記構成によると、複数の凸部が、回転面から現像剤搬送方向に向かって傾斜するように延設される。かつ、各凸部は互いに延長上で繋がらないように配備される。このように凸部が設けられていることにより、凸部に接触する現像剤に摩擦熱が集中しないようにすることができる。よって、より効果的にトナー凝集を抑えることができる。

また、本発明に係る現像剤収納容器では、上記構成に加え、上記複数の凸部の高さは、上記円筒部の内径の５．９〜９．４％の範囲であってもよい。

上記構成によると、複数の凸部は、高さが円筒部の上記内径の５．９〜９．４％の範囲で設けられる。この範囲であると、現像剤の搬送性が適度に確保できる。よって、効率よく現像剤を搬送させることができる。

また、本発明に係る現像剤収納容器では、上記構成に加え、上記凸部は、上記中心軸に垂直な方向から現像剤搬送方向に向かって１０°以上４０°以下の角度を有していてもよい。

上記構成によると、凸部は、上記中心軸に垂直な方向から現像剤搬送方向に向かって１０°以上４０°以下の角度を有して設けられる。よって、円筒部の回転による力を、効果的に現像剤の搬送に利用することができる。

また、本発明に係る現像剤収納容器では、上記構成に加え、上記複数の凸部は、上記円筒部の上記排出口と反対の端部から上記排出口が設けられた現像剤排出部手前まで、一定形状にて繰り返して配置されていてもよい。

上記構成によると、複数の凸部が、円筒部の排出口と反対の端部から排出口が設けられた現像剤排出部手前まで、一定形状にて繰り返して配置されていることで、円筒部の排出口と反対の端部から排出口が設けられた現像剤排出部手前までの間で、現像剤に加えられる摩擦熱が変更されることはない。よって、現像剤の凝集が起こりにくくなる。

また、本発明に係る現像剤収納容器では、上記構成に加え、上記円筒部の上記断面での上記円筒部の内周に上記複数の凸部が投影されない領域は、上記円筒部の内周の全長に対して、４％以上１３％以下であるのが好ましい。

凸部が投影されない領域が円筒部の内周の全長に対して４％未満であると、現像剤の凝集が発生しやすくなる。反対に、１３％を超えると現像剤の搬送性能が低下する。よって、凸部が投影されない領域が円筒部の内周全長に対して、４％以上１３％以下であると、凝集を抑制し効率よく現像剤を搬送させることができる。

また、本発明に係る現像剤収納容器では、上記構成に加え、上記円筒部は、アゾメチン顔料が添加された材料から形成されていてもよい。

上記構成によると、円筒部はアゾメチン顔料が添加された材料から形成されるため、円筒部の熱遮蔽性に優れるようになる。熱遮蔽性に優れるようになると、外部からの熱が現像剤収納容器内部の現像剤へ伝達されることを抑えることができ、より現像剤の凝集を抑えることができる。

また、本発明に係る現像剤収納容器では、収納する上記現像剤として、体積平均粒子径が４〜８μｍのトナーを用いてもよい。

体積平均粒子径が小さくなるとトナーは凝集しやすくなる傾向を示す。体積平均粒子径が４〜８μｍという凝集しやすいトナーであっても、上記構成の現像剤収納容器は、トナーの凝集を抑制し、効果的にトナーを搬送させることができる。

ここで、上記トナーは、ガラス移転点が６０℃以下であると、本発明に係る上記構成の現像剤収納容器は、特に効果を発揮する。つまり、このように低温定着性を確保しようとしたトナーの場合、熱によって凝集しやすいため、現像剤の凝集を抑制させることができる上記構成の現像剤収納容器は、効果を発揮する。

また、本発明に係る現像剤収納容器では、上記構成に加え、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突起が１以上設けられていてもよい。

上記構成によると、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。また、振動によって、現像剤の凝集を起こさせないようにすることができる。従って、より効果的に、現像剤収納容器内に現像剤が残存することを防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記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する。

上記構成によれば、上述した現像剤補給装置を備えているので、現像剤の補給が的確に行われるため、印字画質の品位を保つことができる。また、従来は、現像剤の凝集により現像剤が現像剤収納容器に残っているにもかかわらず現像剤収納容器を交換するための信号の発信される場合があったが、上記構成によると、これを防ぐことができ、適切な時期に交換信号の発信を行うことができる。

以上のように、本発明に係る現像剤収納容器は、上記中心軸に対して垂直な上記円筒部の断面を上記円筒部の長手方向から投影すると、上記円筒部の内周に上記複数の凸部が投影されない領域が１以上存在する構成となっている。

上記構成によると、現像剤を搬送するために円筒部の内側へ隆起した複数の凸部は、上記のように投影してみると、円筒部の内周の全部には形成されておらず、凸部は途切れている。そのため、現像剤と凸部の接触を抑えられるため、現像剤を搬送する際、現像剤と凸部との抵抗を減少させ、摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えられるので、現像剤の凝集の発生を抑制でき、トナーの搬送性を確保することができる。また、従来のように凝集した現像剤をかき出すための部材は必要ないため、コストを抑制することができる。

〔実施形態〕
本発明の一実施形態について図１〜図１２に基づいて説明する。

図２は、本発明の一実施形態の画像形成装置である複合機の概略構成を示す横断面図である。本実施形態では、本発明に係る画像形成装置について、複合機を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されず、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ればよい。

本実施形態の画像形成装置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。

画像形成装置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、記録用紙を収納する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。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、画像形成装置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。このトナーボトルの詳細については後述する。ここで、画像形成装置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るものとする。

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、画像形成装置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、基本的にはそれぞれ同一の構造となっており、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、現像装置２３の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２１に面する側には、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１（ａ）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。トナー補給部５００は、図１（ａ）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とする。図４は、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。図４に示すように、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領域には、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。この排出口２０１ｆが設けられており、ボトル保持部材３００に保持される領域を、トナー排出部と呼ぶことにする。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の内部に一時保管される。

なお、図１（ａ）では、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１（ａ）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。

図１（ｂ）は、示すトナー補給部５００の一点鎖線Ｘ−Ｘでの断面を、円筒部２０１の長手方向から投影した図である。円筒部２０１の内周面では、図１（ｂ）に示すように、溝部２０１ｃ…に対応する領域が、回転軸（中心軸）Ｙ側に突出した形状の凸部２０１ｈ…となっている。ここで、中心軸Ｙに垂直な円筒部２０１断面を円筒部２０１の長手方向から投影すると、円筒部２０１の内周に凸部２０１ｈ…が投影されない領域２０１ｉ…が存在していることがわかる。

凸部２０１ｈ…（溝部２０１ｃ…）は、中心軸Ｙに垂直な方向から現像剤搬送方向に向かってθ傾斜するように延設されている。かつ、各凸部２０１ｈ…部は互いに延長上で繋ながらないように配備される。つまり、凸部２０１ｈ…は、連続ではなく、円筒部２０１内面に周期的に多数設けられている。ここで、本実施形態では、θは約１５°とする。θは１０〜４０℃の範囲であるのが好ましい。また、凸部２０１ｈ…は、後端部２０１ｂから排出口２０１ｆが設けられたトナー排出部手前まで、一定形状にて繰り返して設けられている。また、それぞれが互いに平行になるように、円筒部２０１の軸Ｙに沿って複数設けられている。

また、図１（ｂ）からわかるように、中心軸Ｙに対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１長手方向から投影すると、凸部２０１ｈ…は、円筒部２０１の内周の全部には形成されていない。つまり、凸部２０１ｈは円筒部２０１の内周のどこかで途切れている。このため、トナーと凸部２０１ｈ…の接触を抑えることができるため、トナーを搬送する際、トナーと凸部２０１ｈ…との抵抗を減少させることができ、摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えることができるので、トナー凝集の発生を抑制でき、トナーの搬送性を確保することができる。従って、凝集を起こしやすいトナー（例えば、ワックス成分の多いトナー）の場合には、極力凸部２０１ｈ…による熱の発生を抑えることでトナー凝集の発生をなくすことが可能となる。

ここで、円筒部２０１の内周において、凸部２０１ｈが投影されない領域２０１ｉ…ではトナーの搬送性は若干低下することになるが、円筒部２０１が回転していることから後続の凸部２０１ｈ…によるフォローを受け、大きな搬送力の低下は起こさない。

なお、これらの凸部２０１ｈ…（溝部２０１ｃ…）を有するトナーボトル２００は、例えばＰＥ樹脂やＡＢＳ樹脂を金型成型することによって作成することができる。ここで、トナーボトル２００（円筒部２０１）の成型材料にアゾメチン顔料を添加すると、トナーボトル２００が熱遮蔽性に優れるようになるため好ましい。熱遮蔽性に優れるようになると、トナーボトル２００外部からの熱がトナーボトル２００内のトナーへ伝達されることを抑えることができ、トナーの凝集を抑えることができる。

トナーボトル２００は、画像形成装置１０１に装着される際に、図１（ａ）に示す状態、すなわち、円筒部２０１の回転軸軸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の回転軸軸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、円筒部２０１に収納されたトナーは、凸部２０１ｈ…によって案内されながら、後端部２０１ｂ側から排出口２０１ｆ側へと搬送される。そして、排出口２０１ｆに達したトナーは、排出される。

先端部２０１ａは、図４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、外部に突出した連結部２０２が形成されている。図５は、連結部２０２の構造を示す斜視図である。図６は、トナー補給部５００が、支持部材６００に支持され、トナーボトル２００を回転させる駆動装置７００と連結していることを示す図である。図５に示す連結部２０２は、トナー補給装置１００が画像形成装置１０１に装着されたときに、駆動装置７００の駆動モータ７０１に設けられた接続部７０２と嵌合するようになっている。これにより、トナー補給部５００のトナーボトル２００は、連結部２０２を介して駆動装置７００からの駆動力を受けて回転する。

図６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に設けられた連結部２０２と嵌合する図示しない凹部が設けられており、この凹部が連結部２０２と嵌合することにより、上述した嵌着が行われる。

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が回転軸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が回転軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動される。

トナーボトル２００を、回転軸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凸部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が設けられたボトル保持部材３００の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。

図７は、図１に示すトナー補給部５００を矢印Ａ−Ａ’方向に見た断面図である。図７に示すように、ボトル保持部材３００の底面（画像形成装置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１，図７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とで構成される。ボトル保持部材３００の端部には、先端部２０１ａの先端面２０１ｄに設けられた連結部２０２が少なくとも露出するように開口部３００ａが形成されている。

図７に示すように、第１筐体３０１の表面には、画像形成装置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と画像形成装置１０１側の載置面との間隔を確保する高さに調整されている。

図８は、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８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９は、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９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９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の回転軸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１０は、板状部材６１４・６１５の形状を示す図９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６は、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。図６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。

ここで、本実施形態のトナーボトル２００には、円筒部２０１の外周面の一部に突起が形成されていてもよい。以降では、円筒部２０１の外周面の一部に、２つの突起２０１ｅ・２０１ｅが形成されている場合について説明する。なお、円筒部２０１の外周面に突起が形成されていなくてもかわまない。突起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。ここで、図１１は、円筒部２０１の外周面の一部に、２つの突起２０１ｅ・２０１ｅが形成されている場合の、図６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１１に示すように、本実施形態では、２つの突起２０１ｅ・２０１ｅが、円筒部２０１の外周面上において軸Ｙを中心として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。それぞれの突起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、突起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。

トナーボトル２００の円筒部２０１の外周面には、このように２つの突起２０１ｅ・２０１ｅが設けられており、板状部材６１４・６１５の縁部６１６・６１７は、この突起２０１ｅ・２０１ｅを含む領域において、トナーボトル２００と当接する。

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つの突起２０１ｅ・２０１ｅと衝突を繰り返す。その結果、トナーボトル２００には、突起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。

ここで、個々の突起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との接続部である連結部２０２）への負担を軽減させることができる。個々の突起２０１ｅの高さは、０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることがより好ましい。

さらに、突起２０１ｅは、トナーボトル２００の外周面において、回転軸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、突起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、駆動装置７００の接続部７０２が、トナーボトル２００の先端部２０１ａの先端面２０１ｄに対して、平行に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、突起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。

〔実施例〕
実施例として、上述した本発明の効果を検証するために行った実験について以下に説明する。以下の実験１〜４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−５５００Ｎ；外径８８ｍｍ、内径８５ｍｍ、長さ４７０ｍｍ、ボトルの原料はＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン））に対して、凸部２０１ｈ…の形状を以下の実験結果に示すように変更して形成したトナーボトルを用いた。なお、本実施例においては、突起２０１ｅ・２０１ｅは形成していない。また、各実験の初期状態において、トナーボトル２００には、主樹脂がポリエステル、体積平均粒子径が６．０μｍ、ガラス転移点が５９℃のトナーを７３４ｇ収納させた。

実験１では、中心軸Ｙに対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１長手方向から投影した場合、円筒部２０１の内周の全長に対して、凸部２０１ｈが投影されない領域２０１ｉ…領域（周）の割合（％）と、トナー運搬性能と、の関係について検証した。ここでは、円筒部２０１の断面の内周における凸部２０１ｈの数を３あるいは４として、上記内周で凸部２０１ｈが投影される領域（扇形となっている領域）の中心軸との成す角度（以下では簡単に、凸部の円周方向で成す角度、と称する）を変えてトナーを搬送した。１つの断面の内周に含まれる複数の凸部２０１ｈが円周方向で成す角度は、この複数の凸部で全て同じとした。その結果を図１２（ａ）に示す。

凸部の円周方向で成す角度が小さいと、断面における凸部同士の重なりは無く、凸部２０１ｈが投影されない領域２０１ｉ…が存在する。つまり、凸部の円周方向で成す角度が小さいほど、円筒部２０１の内周の全長に対する凸部２０１ｈが投影されない領域２０１ｉ…の割合（凸部を形成しない割合）は、多くなる。他方、凸部の円周方向で成す角度が大きくなるにつれて、断面における凸部同士の重なりが発生し、凸部２０１ｈが投影されない領域２０１ｉ…は無くなる。

図１２（ａ）からわかるように、実験１の結果により、円筒部２０１の断面の内周での凸部２０１ｈが投影されない領域２０１ｉ…は、円筒部２０１の内周の全長に対して、４％以上１３％以下であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。

なお、実験１では、凸部２０１ｈは、高さが７ｍｍ、凸部２０１ｈの傾きθ（凸部の延伸方向への角度であり、中心軸に対して垂直な方向からトナー搬送方向に向かう角度）が１２°のトナーボトルを用いた。

実験２では、凸部２０１ｈの高さと、トナー運搬性能と、の関係について検証した。ここでは、円筒部２０１の断面の内周での凸部２０１ｈの数が３の場合には、凸部の円周方向で成す角度を全て１０５°、凸部２０１ｈの数が４の場合は全て８５°として、凸部の高さを変えてトナーを搬送した。その結果を図１２（ｂ）に示す。

図１２（ｂ）からわかるように、実験２の結果により、凸部２０１ｈの高さが５〜８ｍつまり、凸部２０１ｈの高さは、円筒部２０１の内径の５．９〜９．４％の範囲であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。

なお、実験２では、凸部２０１ｈの傾きθは１２°のトナーボトルを用いた。

実験３では、凸部２０１ｈ傾きθと、トナー運搬性能と、の関係について検証した。ここでは、円筒部２０１の断面の内周での凸部２０１ｈの数が３の場合には、凸部の円周方向で成す角度を全て１０５°、凸部２０１ｈの数が４の場合は全て８５°として、凸部の傾きθを変えてトナーを搬送した。その結果を図１２（ｃ）に示す。

図１２（ｃ）からわかるように、実験３の結果により、凸部２０１ｈの傾きθは、１０°以上４０°以下の角度であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。

なお、実験３では、凸部２０１ｈの高さは７ｍｍのトナーボトルを用いた。

実験４では、トナーボトル２００へのアゾメチン顔料の添加の効果を検証した。アゾメチン顔料としてクロモファインブラックＡ−１１０３（大日精化工業株式会社製）を、トナーボトル２００の成型材料に添加して形成したトナーボトルと、添加せず作成したトナーボトルとを用意した。ここでは、円筒部２０１の断面の内周での凸部２０１ｈの数が３の場合には、凸部の円周方向で成す角度を全て１０５°、凸部２０１ｈの数が４の場合は全て８５°とした。これらのトナーボトルを用いて、トナーを搬送した。その結果を図１２（ｄ）に示す。

図１２（ｄ）からわかるように、実験４の結果から、トナーボトル２００の成型材料にアゾメチン顔料を添加することで、トナー凝集を抑制する効果があることがわかった。

なお、実験４では、凸部２０１ｈは、高さが７ｍｍ、傾きθが１２°のトナーボトルのトナーボトルであった。

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。

（ａ）は、本発明の一実施形態のトナーボトルを備えたトナー補給部の側面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の示すトナーボトルの円筒部の一点鎖線Ｘ−Ｘでの断面を、この円筒部の長手方向から投影した図である。 上記トナー補給部を有する本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す横断面図である。 上記画像形成装置に備えられた、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。 上記トナーボトルの先端部付近の構造を示す側面図である。 上記先端部に設けられた連結部の形状を示す斜視図である。 上記トナー補給部が、支持部材に支持され、かつ、上記トナーボトルを回転させる駆動装置と連結していることを示す図である。 上記トナー補給部のＡ−Ａ’方向の矢視断面図である。 上記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。 上記支持部材の構成を示す斜視図である。 上記支持部材が有する板状部材の形状を示す図であり、図９の要部拡大図である。 上記トナー補給部を上記支持部材に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。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例の検討結果を示す図である。

符号の説明

２３ 現像装置
１００ トナー補給装置
１０１ 画像形成装置
１２０ 画像形成ユニット
２００ トナーボトル（現像剤収納容器）
２０１ 円筒部
２０１ｃ 溝部
２０１ｅ 突起
２０１ｆ 排出口
２０１ｈ 凸部
２０２ 連結部
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 (11)

1. 現像剤を収納する円筒部の内周面に、当該円筒部内側へ隆起した複数の凸部が設けられているとともに、上記円筒部がその中心軸回りに回転駆動されることで、収納した上記現像剤を上記複数の凸部により上記中心軸の軸方向に搬送し、排出口から排出する現像剤収納容器において、
   上記中心軸に対して垂直な上記円筒部の断面を上記円筒部の長手方向から投影すると、上記円筒部の内周に上記複数の凸部が投影されない領域が１以上存在することを特徴とする現像剤収納容器。
2. 上記複数の凸部は、上記中心軸に垂直な方向から現像剤搬送方向に向かって傾斜するように延設され、かつ、各凸部は互いに延長上で繋がらないように配備され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. 上記複数の凸部の高さは、上記円筒部の内周の径の５．９〜９．４％の範囲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。
4. 上記複数の凸部は、上記中心軸に垂直な方向から現像剤搬送方向に向かって１０°以上４０°以下の角度を有していることを特徴とする請求項２に記載の現像剤収納容器。
5. 上記複数の凸部は、上記円筒部の上記排出口と反対の端部から上記排出口が設けられた現像剤排出部手前まで、一定形状にて繰り返して配置されることを特徴とする請求項４に記載の現像剤収納容器。
6. 上記円筒部の上記断面での上記円筒部の内周に上記複数の凸部が投影されない領域は、上記円筒部の内周の全長に対して、４％以上１３％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. 上記円筒部は、アゾメチン顔料が添加された材料から形成さ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。
8. 収納する上記現像剤として、体積平均粒子径が４〜８μｍのトナーを用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。
9. 上記トナーは、ガラス移転点が６０℃以下であることを特徴とする請求項８に記載の現像剤収納容器。
10. 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突起が１以上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。
11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の現像剤収納容器を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images