JP2013007861A - トナー容器および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 容器本体が回転することでトナーを現像装置へ補給する回転補給型のトナー容器において、容器本体内のトナー残量を検知することができるとともに、トナー凝集による残留トナーを低減し、安定したトナーの排出が可能なトナー容器を提供する。
【解決手段】 トナー容器１０は、トナーを収容し、軸線Ｌまわりに回転自在に設けられる容器本体２０と、容器本体２０内に配設され、容器本体２０が回転することによって流動状態となったトナーの流動層の表層に浮遊する浮遊部材３０とを備える。浮遊部材３０は、四角柱状の基部３１と、基部３１の幅方向両側部に固定される複数の摺擦部材３２と、基部３１に埋設される磁性片３３とを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、感光体表面の静電潜像を現像する現像装置に補給すべきトナーを収容する回転補給型のトナー容器および画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはそれらの複合機として構成される画像形成装置は、消耗品であるトナーを収容するトナー容器を所定の容器収容部に着脱自在に備え、トナー容器を回転させることでトナーを現像装置へ補給するように構成されている。

近年では、画像形成装置の高速化および高精細化に伴うトナーの小粒径化によって、トナーの流動性が低下し、トナー容器中でトナーが残留してしまい、凝集しやすい状況になっている。特に、内壁面に突起部（リブ）を備え、自身の回転によって内部に収容されたトナーをリブが案内して搬送するように構成されたトナー容器では、リブ同士の間でトナーの動きが鈍くなって、トナーが発熱して凝集する傾向が大きい。

特許文献１には、コイルなどの搬送部材が内部に備えられたトナー容器が開示されている。特許文献１に開示されるトナー容器においては、搬送部材が回転して内部に収容されたトナーを案内して搬送するので、トナー凝集が生じた場合でも、搬送部材による搬送力によって、トナーの凝集状態を弱めることができ、トナーを安定して排出することができる。

一方、トナー容器内に収容されるトナーの残量が少なくなった場合、現像装置に必要なトナーを補給することができなくなるので、この場合には、新しいトナー容器に交換する必要がある。新しいトナー容器に交換する適切なタイミングを決定するためには、トナー容器内のトナー残量を直接的に検知する必要がある。

特許文献２には、自身の回転によって内部に収容したトナーを搬送しながら排出する容器本体と、容器本体内に挿通される軸部と、軸部に連結された摺擦部であって、先端部にトナーよりも低い比重を有するフロートが設けられた摺擦部とを含むトナー容器が開示されている。特許文献２に開示されるトナー容器においては、回転する容器本体内で発生するトナーの流れによって摺擦部が変位することに応じて、フロートの変位角度を検出し、これによって容器本体内のトナー残量を検知することができる。

また、特許文献３には、自身の回転によって内部に収容したトナーを搬送しながら排出する容器本体と、容器本体内に挿入されトナーよりも低い比重を有するフロートとを含むトナー容器が開示されている。特許文献３に開示されるトナー容器においては、容器本体内のトナー上に浮くフロートの位置をセンサにより測定することで、容器本体内のトナー残量を検知することができる。

特開２００６−５３４４６号公報 特開平１１−２５８９００号公報 特開２００４−２８６７９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるトナー容器においては、搬送部材が回転するものの、容器本体は回転しないように構成されているので、撹拌搬送されないままのトナーが、容器本体の軸線方向端部や内壁面に残りやすい。このように、撹拌搬送されずに容器本体内に残留するトナーは、凝集することになる。そのため、容器本体内のトナーの残量が少なくなると、凝集したトナーの割合が大きくなり、容器本体から現像装置に向けてトナーを安定して排出することができない。また、特許文献１に開示されるトナー容器は、容器本体内のトナー残量を検知することについて想定されていない。

また、特許文献２，３に開示されるトナー容器は、容器本体内のトナー残量を検知することができるものの、容器本体内で凝集したトナーの凝集状態を弱め、トナー凝集による残留トナーを低減することについて想定されていない。

したがって本発明の目的は、容器本体が回転することでトナーを現像装置へ補給する回転補給型のトナー容器において、容器本体内のトナー残量を検知することができるとともに、トナー凝集による残留トナーを低減し、安定したトナーの排出が可能なトナー容器を提供することであり、そのトナー容器を備えた画像形成装置を提供することである。

本発明は、磁界の変化を検知する検知手段を有する画像形成装置の、前記検知手段が設けられた位置に着脱自在に設けられるトナー容器であって、
トナーを収容し、軸線まわりに回転自在に設けられる筒状の容器本体と、
前記容器本体内に配設され、前記容器本体が回転することによって流動状態となったトナーの流動層に浮遊する浮遊部材とを備え、
前記容器本体は、
トナーを排出するための開口を形成するトナー排出開口部と、
容器本体の内壁面から突出して形成され、容器本体が回転することによって流動状態となったトナーを、前記トナー排出開口部に向けて案内する複数の突起部とを有し、
前記浮遊部材は、
柱状の基部と、
前記基部の長手方向に垂直な幅方向両端部に固定される摺擦部と、
前記基部に埋設され、磁性体からなる磁性片とを有することを特徴とするトナー容器である。

また本発明のトナー容器において、前記基部の長手方向の長さは、前記容器本体の軸線方向全域にわたる長さであることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記基部は、トナーよりも小さい真比重を有する樹脂からなることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記基部は、トナーよりも小さい真比重に相当する気乾比重を有する木材からなることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記基部は、内部に空孔が形成され、トナーよりも小さい比重を有する樹脂または金属からなることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記基部は、内部に気泡が形成され、トナーよりも小さい比重を有する樹脂からなることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記基部の表面には、樹脂からなる被覆層が形成されていることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記磁性片は、前記基部の長手方向における前記検知手段と対向する位置に設けられることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記磁性片は、前記基部の長手方向全域にわたって設けられることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記摺擦部は、前記基部の幅方向両端部に、長手方向に沿って互いに平行に固定される複数の摺擦部材により構成されることを特徴とする。

また本発明のトナー容器において、前記摺擦部材は、ポリエチレンテレフタレートからなり、ブラシ状または薄板状に形成されることを特徴とする。

また本発明は、静電潜像を担持する感光体と、
前記静電潜像にトナーを供給する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記トナー補給手段が装着される装着部と、
前記装着部に設けられ、磁界の変化を検知する検知手段とを備え、
前記トナー補給手段が、前記トナー容器であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、トナー容器は、画像形成装置における、磁界の変化を検知する検知手段が設けられた位置に着脱自在に設けられる。このトナー容器は、トナーを収容し、軸線まわりに回転自在に設けられる筒状の容器本体と、容器本体内に配設され、容器本体が回転することによって流動状態となったトナーの流動層に浮遊する浮遊部材とを備える。容器本体は、トナーを排出するための開口を形成するトナー排出開口部と、容器本体の内壁面から突出して形成され、容器本体が回転することによって流動状態となったトナーを、トナー排出開口部に向けて案内する複数の突起部とを有する。浮遊部材は、柱状の基部と、基部の長手方向に垂直な幅方向両端部に固定される摺擦部と、基部に埋設される磁性片とを有する。

このように構成されたトナー容器では、容器本体が回転することによって、内部に収容されたトナーが流動状態となる。容器本体内に配設された浮遊部材は、流動状態となったトナーの流動層の表層に浮遊した状態となる。トナー排出開口部を介して容器本体からトナーが排出され、流動状態となったトナーの流動層の表層が鉛直方向下方に変位するにつれて、浮遊部材は、前記表層付近に浮遊した状態で、鉛直方向下方側、すなわち、容器本体の最下点側に下降する。

そして、容器本体内のトナー残量が少なくなり、流動状態のトナーによる浮揚力よりも浮遊部材の重力が大きくなると、浮遊部材は、容器本体の最下点で、摺擦部が容器本体の内周面に接触して支持された状態で安定化する。

このように、摺擦部が容器本体の内周面に接触して浮遊部材が支持されて安定化した状態で、容器本体が回転することによって、容器本体の内周面に付着して凝集したトナーに摺擦部による摺擦力を付与することができるので、トナーの凝集状態を弱めることができる。これによって、容器本体内における、トナー凝集による残留トナーを低減することができる。

さらに、本発明のトナー容器では、浮遊部材の基部に磁性片が埋設されている。浮遊部材は、前述したように、トナー排出開口部を介して容器本体からトナーが排出され、流動状態となったトナーの流動層の表層が鉛直方向下方に変位するにつれて、前記表層付近に浮遊した状態で、容器本体の最下点側に下降する。すなわち、磁性片を有する浮遊部材は、容器本体内のトナー残量に応じて、流動状態のトナーの流動層の表層に浮遊した状態で、容器本体の最下点に対する位置が変位する。トナー容器は、磁界の変化を検知する検知手段が設けられた位置に装着されるので、磁性片を有する浮遊部材は、容器本体内のトナー残量に応じて、検知手段に対する位置が変位することになる。これによって、容器本体内のトナー残量を正確に検知することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の基部の長手方向の長さは、容器本体の軸線方向全域にわたる長さである。これによって、容器本体内のトナー残量が少なくなり、浮遊部材が容器本体の内周面に支持されて安定化した状態では、浮遊部材の摺擦部が、容器本体の内周面において軸線方向全域にわたって接触して摺擦することができるので、容器本体内における、トナー凝集による残留トナーをより低減することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の基部は、トナーよりも小さい真比重を有する樹脂からなる。これによって、浮遊部材は、流動状態のトナーの流動層の表層付近に確実に浮遊した状態となるので、容器本体内のトナー残量に応じた容器本体の最下点に対する位置の変位がより正確になる。そのため、容器本体内のトナー残量をより正確に検知することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の基部は、トナーよりも小さい真比重に相当する気乾比重を有する木材からなる。これによって、浮遊部材は、流動状態のトナーの流動層の表層付近に確実に浮遊した状態となるので、容器本体内のトナー残量に応じた容器本体の最下点に対する位置の変位がより正確になる。そのため、容器本体内のトナー残量をより正確に検知することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の基部は、内部に空孔が形成され、トナーよりも小さい比重を有する樹脂または金属からなる。これによって、浮遊部材は、流動状態のトナーの流動層の表層付近に確実に浮遊した状態となるので、容器本体内のトナー残量に応じた容器本体の最下点に対する位置の変位がより正確になる。そのため、容器本体内のトナー残量をより正確に検知することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の基部は、内部に気泡が形成され、トナーよりも小さい比重を有する樹脂からなる。これによって、浮遊部材は、流動状態のトナーの流動層の表層付近に確実に浮遊した状態となるので、容器本体内のトナー残量に応じた容器本体の最下点に対する位置の変位がより正確になる。そのため、容器本体内のトナー残量をより正確に検知することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の基部が、木材または内部に気泡が形成される樹脂によって構成される場合に、その基部の表面には、樹脂からなる被覆層が形成されるのが好ましい。基部の表面に被覆層が形成されることによって、容器本体内に、基部に由来する木材粉または樹脂粉などの異物が混在するのを防止することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の磁性片は、基部の長手方向における検知手段と対向する位置に設けられている。これによって、容器本体内のトナー残量をより正確に検知することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の磁性片は、基部の長手方向全域にわたって設けられる。これによって、容器本体内において浮遊部材が軸線方向に位置変位した場合であっても、容器本体内のトナー残量を正確に検知することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の摺擦部は、基部の幅方向両端部に、長手方向に沿って互いに平行に固定される複数の摺擦部材により構成される。これによって、容器本体の内周面に対して、複数の摺擦部材によって効率よく摺擦することができるので、容器本体内における、トナー凝集による残留トナーをより低減することができる。

また本発明によれば、浮遊部材の摺擦部材は、ポリエチレンテレフタレートからなり、ブラシ状または薄板状に形成されることを特徴とする。ポリエチレンテレフタレートは、高い弾力性および強度を有し、トナーと化学的な反応をすることがないので、容器本体の内周面に付着したトナーに、より大きな摺擦力を付与することができ、容器本体内における、トナー凝集による残留トナーをより低減することができる。

また本発明によれば、画像形成装置は、現像装置にトナーを補給するトナー補給手段として、トナー凝集による残留トナーを低減することができる、前述した本発明のトナー容器を備える。これによって、画像形成装置は、現像装置に対してトナーを効率よく補給可能な状態で、記録媒体に画像を形成することができる。

本発明の実施の一形態に係るトナー容器１０の構成を示す斜視図である。 トナー排出開口部カバー２８を取り外した状態におけるトナー容器１０の構成を示す側面図である。 浮遊部材３０の構成を示す図である。 容器本体２０の回転時における浮遊部材３０の浮遊状態を、容器本体２０の軸線Ｌに垂直な方向から見た図である。 容器本体２０の回転時における浮遊部材３０の浮遊状態を、容器本体２０の軸線Ｌ方向から見た図である。 トナー残量検知センサ４０の出力電圧の特性を示す図である。 本発明の実施の一形態に係る画像形成装置１００の構成を示す図である。

図１は、本発明の実施の一形態に係るトナー容器１０の構成を示す斜視図である。図２は、トナー排出開口部カバー２８を取り外した状態におけるトナー容器１０の構成を示す側面図である。

トナー容器１０は、自身の回転によって内部に収容したトナーをトナー排出開口部２９に向けて搬送し、トナー排出開口部２９から排出したトナーを、後述する画像形成装置１００が有する現像装置３０２に向けて供給する。このトナー容器１０は、軸線Ｌ方向を水平方向とした状態で、画像形成装置１００の、磁界の変化を検知する透磁率センサからなるトナー残量検知センサ４０が設けられたトナー容器収容部に対して、着脱自在に設けられる。トナー容器１０は、容器本体２０と浮遊部材３０とを備える。

容器本体２０は、円筒状に形成されて、トナー投入部２１と駆動力受部２２とを有する。トナー投入部２１は、容器本体２０においてトナーが搬送される搬送方向上流側（軸線Ｌ方向一方側）である正面Ｆ側の端部に設けられ、容器本体２０内にトナーを投入する開口となる。トナー投入部２１の開口径は、容器本体２０の内径より小さく、キャップ２１Ｃで密閉されている。

駆動力受部２２は、容器本体２０においてトナーが搬送される搬送方向下流側（軸線Ｌ方向他方側）である背面Ｒ側の端部に設けられている。駆動力受部２２は、容器本体２０の軸線Ｌに直交する方向の動きを規制する突起を有している。この突起に、後述する画像形成装置１００が有する駆動源３１１の駆動軸が係合され、駆動源３１１から供給される回転トルクが容器本体２０に伝達され、容器本体２０が軸線Ｌまわりに回転する。

また、容器本体２０は、トナーが搬送される搬送方向上流側に位置する領域である第１領域２５と、搬送方向下流側に位置する領域である第２領域２６とに区別される。

容器本体２０の第１領域２５において、搬送方向下流側端部（軸線Ｌ方向他端部）に、容器本体２０からトナーを排出するためのトナー排出開口部２９が形成されている。なお、トナー排出開口部２９は、トナー排出開口部カバー２８により覆われている。また、トナー排出開口部２９の配置位置は、軸線Ｌ方向端部に限定されるものではなく、たとえば、軸線Ｌ方向中央部であってもよい。

そして、第１領域２５の内部には、連続しない複数の突起部であるリブ２３が内壁面から突出して形成されている。リブ２３は、容器本体２０の回転時に、トナー排出開口部２９に向けてトナーを搬送するように、容器本体２０の軸線Ｌに直交する方向に対して所定角度傾斜して形成されている。リブ２３のそれぞれの周方向の長さは、たとえば、容器本体２０の周長の半分以下に設定される。

容器本体２０において第２領域２６は、駆動力受部２２が設けられる領域であり、第２領域２６の内部空間は第１領域２５の内部空間よりも狭小である。この第２領域２６は、トナー排出開口部カバー２８により覆われている。

容器本体２０が軸線Ｌまわりに回転することによって、容器本体２０内において流動状態となったトナーは、第１領域２５の内部をトナー排出開口部２９に向けてリブ２３により案内されて搬送され、トナー排出開口部２９から排出される。トナー排出開口部２９を介して容器本体２０から排出されたトナーは、容器本体２０の外周面とトナー排出開口部カバー２８との間に形成される空間に流入し、その後、トナー排出開口部カバー２８に形成された後述のシャッタ部２７を介してトナー容器１０から現像装置３０２に向けて排出される。

図３は、浮遊部材３０の構成を示す図である。図３（ａ）は、浮遊部材３０を側方から見た図であり、図３（ｂ）は、浮遊部材３０を上方から見た図であり、図３（ｃ）は、浮遊部材３０を軸線Ｌ方向の正面Ｆ側から見た図である。浮遊部材３０は、容器本体２０内に配設され、容器本体２０が回転することによって流動状態となったトナーの流動層の表層に浮遊する。容器本体２０に収容されたトナーは、容器本体２０が回転することによって、粉体流動層としてふるまう。浮遊部材３０は、トナーの粉体流動層（以下、「トナー流動層」という）の表層に浮遊した状態となる。

この浮遊部材３０は、基部３１と、基部３１に固定される複数の摺擦部材３２と、磁性片３３とを含んで構成される。

基部３１は、四角柱状に形成されて、容器本体２０の軸線Ｌ方向全域にわたって延びる。基部３１において、軸線Ｌ方向に平行な方向を長手方向、その長手方向に垂直な方向を幅方向という。基部３１の長手方向の長さは、容器本体２０の軸線Ｌ方向全域にわたる長さである。

基部３１は、長手方向に一直線状に延びる第１部分３１Ａと、第１部分３１Ａの長手方向一端部に連なって、長手方向に対して垂直に立ち上がる第２部分３１Ｃと、第２部分３１Ｃの第１部分３１Ａに連なる端部とは反対側の端部に連なり、第１部分３１Ａと平行に延びる第３部分３１Ｂとを有する。浮遊部材３０が容器本体２０内に配設された状態で、基部３１の第１部分３１Ａが、容器本体２０の第１領域２５内に位置し、基部３１の第３部分３１Ｂが、容器本体２０の第２領域２６内に位置する。

基部３１を構成する材料としては、トナーよりも小さい真比重を有する樹脂、トナーよりも小さい真比重に相当する気乾比重を有する木材、内部に空孔が形成され、トナーよりも小さい比重を有する樹脂または金属、内部に気泡が形成され、トナーよりも小さい比重を有する樹脂などを挙げることができる。

トナーの真比重（＝１．０５）よりも小さい真比重を有する樹脂としては、真比重０．９０のポリプロピレン、真比重０．９２の低密度ポリエチレンなどが挙げられる。

トナーよりも小さい真比重に相当する気乾比重を有する木材としては、気乾比重０．４４の檜、気乾比重０．７０の白樫などが挙げられる。

ここで、「真比重」とは、空隙を含まない比重のことを表し、「比重」とは、標準物質（４℃における水）に対する、ある物質の同体積での質量の比のことを表す。また、「気乾比重」とは、含水率１５％のときの気乾質量を気乾容積で除したものである。

上記のような材料を用いて基部３１を形成することによって、容器本体２０内において浮遊部材３０は、トナー流動層の表層に確実に浮遊した状態となる。

また、浮遊部材３０の基部３１が、木材または内部に気泡が形成される樹脂によって構成される場合には、その基部３１の表面には、樹脂からなる被覆層が形成されるのが好ましい。基部３１の表面に被覆層が形成されることによって、容器本体２０内に、基部３１に由来する木材粉または樹脂粉などの異物が混在するのを防止することができる。

基部３１の長手方向に垂直な幅方向両側部には、複数の摺擦部材３２が、長手方向に沿って互いに平行に固定されている。すなわち、各摺擦部材３２は、基部３１の第１部分３１Ａの幅方向両側部から、第２部分３１Ｃの幅方向両側部を経て、第３部分３１Ｂの幅方向両側部にわたって設けられている。各摺擦部材３２は、それぞれ同じ長さである。また、各摺擦部材３２は、ブラシ状または薄板状に形成される。

各摺擦部材３２は、摺擦部材３２の軸線方向一端部が、基部３１の幅方向両側部に接着され、他端部が基部３１から突出し、このような状態で固定されている。

摺擦部材３２を構成する材料としては、トナーの真比重と同程度の真比重を有する樹脂などを挙げることができ、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを挙げることができる。ポリエチレンテレフタレートは、高い弾力性および強度を有し、トナーと化学的な反応をすることがないので、詳細は後述するが、容器本体２０の内周面に付着したトナーに、より大きな摺擦力を付与することができ、容器本体２０内における、トナー凝集による残留トナーをより低減することができる。

また、浮遊部材３０には、磁性片３３が備えられている。磁性片３３は、金属などの磁性体からなり、基部３１に埋設されている。この磁性片３３は、基部３１の長手方向における、後述の画像形成装置１００に設けられるトナー残量検知センサ４０と対向する位置に、埋設されていることが好ましい。これによって、詳細は後述するが、容器本体２０内のトナー残量をより正確に検知することができる。

また、磁性片３３は、基部２１の長手方向全域にわたって設けられていてもよい。これによって、容器本体２０内において浮遊部材３０が軸線Ｌ方向に位置変位した場合であっても、容器本体２０内のトナー残量を正確に検知することができる。

図４は、容器本体２０の回転時における浮遊部材３０の浮遊状態を、容器本体２０の軸線Ｌに垂直な方向から見た図である。図５は、容器本体２０の回転時における浮遊部材３０の浮遊状態を、容器本体２０の軸線Ｌ方向から見た図である。また、図６は、トナー残量検知センサ４０の出力電圧の特性を示す図である。

上記のように構成された本実施形態のトナー容器１０では、容器本体２０が軸線Ｌまわりに回転することによって、内部に収容されたトナーが流動状態となり、粉体流動層としてふるまう。容器本体２０内に配設された浮遊部材３０は、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、トナー流動層の表層４１付近に浮遊した状態となる。

図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、容器本体２０の回転に応じて回動するトナー排出開口部２９を介して容器本体２０からトナーが排出され、トナー流動層の表層４１が鉛直方向下方に変位するにつれて、浮遊部材３０は、トナー流動層の表層４１付近に浮遊した状態で、鉛直方向下方側、すなわち、容器本体２０の最下点側に下降する。

そして、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、容器本体２０内のトナー残量が少なくなり、流動状態のトナーによる浮揚力よりも浮遊部材３０の重力が大きくなると、浮遊部材３０は、容器本体２０の最下点で、摺擦部材３２が容器本体２０の内周面に接触して支持された状態で安定化する。

このように、摺擦部材３２が容器本体２０の内周面に接触して浮遊部材３０が支持されて安定化した状態で、容器本体２０が回転することによって、容器本体２０の内周面に付着して凝集したトナーに摺擦部材３２による摺擦力を付与することができるので、トナーの凝集状態を弱めることができる。これによって、容器本体２０内における、トナー凝集による残留トナーを低減することができる。

さらに、本実施形態のトナー容器１０では、浮遊部材３０の基部３１に磁性片３３が埋設されている。浮遊部材３０は、前述したように、トナー排出開口部２９を介して容器本体２０からトナーが排出され、トナー流動層の表層４１が鉛直方向下方に変位するにつれて、トナー流動層の表層４１付近に浮遊した状態で、容器本体２０の最下点側に下降する。

すなわち、磁性片３３を有する浮遊部材３０は、容器本体２０内のトナー残量に応じて、トナー流動層の表層４１に浮遊した状態で、容器本体２０の最下点に対する位置が変位する。トナー容器１０は、磁界の変化を検知するトナー残量検知センサ４０が設けられたトナー容器収容部に装着されるので、磁性片３３を有する浮遊部材３０は、容器本体２０内のトナー残量に応じて、トナー残量検知センサ４０に対する位置が変位することになる。

たとえば、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、容器本体２０内におけるトナー残量が多い場合には、浮遊部材３０は、トナー残量検知センサ４０に対して離れた位置で、トナー流動層の表層４１付近に浮遊する。このような場合には、磁界の変化を電圧変化として出力するトナー残量検知センサ４０の出力電圧は、図６に示すように、「Ｈｉｇｈ」となり、トナー残量が多い状態であると検知される。

また、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、容器本体２０内におけるトナー残量が少ない場合には、浮遊部材３０は、トナー残量検知センサ４０に対して近い位置で、容器本体２０の内周面に支持される。このような場合には、トナー残量検知センサ４０の出力電圧は、図６に示すように、「Ｌｏｗ」となり、トナー残量が少ない状態であると検知される。

以上のようにして、磁性片３３を有する浮遊部材３０を備えるトナー容器１０では、容器本体２０内のトナー残量を正確に検知することができる。

図７は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置１００の構成を示す図である。画像形成装置１００は、記録用紙などの記録媒体上にフルカラーまたはモノクロ画像を形成する装置である。画像形成装置１００は、画像読取ユニット２００、画像記録ユニット３００、給紙ユニット４００および制御部５００を備えている。

画像読取ユニット２００は、原稿台２０１、第１ミラーベース２０２、第２ミラーベース２０３、結像レンズ２０４および固体撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）２０５を備えている。原稿台２０１は、読み取りを行う原稿を載置するための部材であり、硬質ガラス板で形成されている。第１ミラーベース２０２および第２ミラーベース２０３は、原稿台２０１の下方において水平方向に移動自在にされている。第２ミラーベース２０３の移動速度は、第１ミラーベース２０２の移動速度の１／２である。第１ミラーベース２０２は、光源および第１ミラーを搭載している。第２ミラーベース２０３は、第２ミラーおよび第３ミラーを搭載している。

原稿台２０１に載置された原稿の画像を読み取る際に、第１ミラーベース２０２および第２ミラーベース２０３は、原稿台２０１の下方を水平方向に移動する。光源の光は、原稿台２０１上に載置された原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２０３に向けて反射される。原稿の画像面における反射光は、光路長を一定にして、第２ミラーおよび第３ミラーによって、結像レンズ２０４を経由してＣＣＤ２０５に入射する。ＣＣＤ２０５は、原稿の画像面における反射光の光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、画像記録ユニット３００に画像データとして入力される。

画像記録ユニット３００は、クロ（Ｋ）並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相の画像データに対応するために、４つの画像形成部ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤに分けられている。ここでは、各色相に応じて設けられる画像形成部ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤを構成する各部材は、クロがアルファベットＡ、シアンがアルファベットＢ、マゼンタがアルファベットＣ、イエローがアルファベットＤを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。

画像記録ユニット３００は、露光ユニット３１０、感光体ドラム３０１、現像装置３０２、帯電手段３０３、クリーニング手段３０４、中間転写ベルト３０５、一次転写ローラ３０６、二次転写ローラ３０７、定着手段３０８、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２、排紙トレイ３０９および前述した本発明のトナー容器１０を備えている。
トナー容器１０は、それぞれの所定のトナー容器収容部に着脱自在にされている。トナー容器１０は、たとえば、内部に収容しているトナーのエンプティが検出された場合等、必要に応じて同形状の別のトナー容器と交換される。

トナー容器１０Ａ１，１０Ａ２はクロのトナーを収容し、図示されていない供給路を介して現像装置３０２Ａにクロトナーを供給する。トナー容器１０Ｂはシアンのトナーを収容し、図示されていない供給路を介して現像装置３０２Ｂにシアントナーを供給する。トナー容器１０Ｃはマゼンタのトナーを収容し、図示されていない供給路を介して現像装置３０２Ｃにマゼンタトナーを供給する。トナー容器１０Ｄはイエローのトナーを収容し、図示されていない供給路を介して現像装置３０２Ｄにイエロートナーを供給する。

トナー容器１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄのそれぞれは、各駆動源３１１Ａ１，３１１Ａ２，３１１Ｂ，３１１Ｃ，３１１Ｄから供給される回転トルクによって回転する。

クロの画像形成部ＰＡは、感光体ドラム３０１Ａ、現像装置３０２Ａ、帯電手段３０３Ａ、一次転写ローラ３０６Ａおよびクリーニング手段３０４Ａ等を備えている。画像形成部ＰＡ、ＰＢ，ＰＣ，ＰＤは、中間転写ベルト３０５の移動方向に一列に並設されている。

感光体ドラム３０１Ａは、感光体ドラム３０１Ｂ〜３０１Ｄに比較して大径にされている。クロの画像形成部ＰＡのみを用いて行われるモノクロ画像形成では、高速化の要請が高く、かつ画像形成部ＰＡ〜ＰＤの全てを用いて行われるカラー画像形成よりも使用頻度が高いため、クロの画像形成部ＰＡに備えられる感光体ドラム３０１Ａは、感光体ドラム３０１Ｂ〜３０１Ｄよりも寿命を長くする必要があるからである。感光体ドラム３０１Ｂ〜３０１Ｄは、互いに同一の径にされている。このため、感光体ドラム３０１Ａの回転軸と感光体ドラム３０１Ｂの回転軸との間隔は、感光体ドラム３０１Ｂ〜３０１Ｄのそれぞれの回転軸の間隔よりも長い。

帯電手段３０３Ａは、感光体ドラム３０１Ａの表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電手段３０３Ｂ〜３０３Ｄのそれぞれは、帯電手段３０３Ａと同様に構成されている。

露光ユニット３１０は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー、第１ｆθレンズおよび第２ｆθレンズを備えており、クロ、シアン、マゼンタおよびイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームのそれぞれを感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄのそれぞれには、クロ、シアン、マゼンタおよびイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。

現像装置３０２Ａは、静電潜像が形成された感光体ドラム３０１Ａの表面にクロトナーを供給し、静電潜像をトナー像に顕像化する。現像装置３０２Ｂ〜３０２Ｄのそれぞれは、感光体ドラム３０１Ｂ〜３０１Ｄのそれぞれに形成されたシアン、マゼンタおよびイエローの各色相の静電潜像を各色相のトナー像に顕像化する。

クリーニング手段３０４Ａは、現像、画像転写後における感光体ドラム３０１Ａの表面に残留したトナーを回収する。クリーニング手段３０４Ａと同様に、クリーニング手段３０４Ｂ〜３０４Ｄは、現像、画像転写後における感光体ドラム３０１Ｂ〜３０１Ｄのそれぞれの表面に残留したトナーを回収する。

中間転写ベルト３０５は、駆動ローラ３１２と従動ローラ３１３との間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト３０５の外周面は、感光体ドラム３０１Ｄ、感光体ドラム３０１Ｃ、感光体ドラム３０１Ｂおよび感光体ドラム３０１Ａに、この順に対向する。中間転写ベルト３０５を挟んで各感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄに対向する位置に、一次転写ローラ３０６Ａ〜３０６Ｄが配置されている。中間転写ベルト３０５が感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。

一次転写ローラ３０６Ａ〜３０６Ｄには、感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト３０５上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄに形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト３０５の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト３０５の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

ただし、イエロー、マゼンタ、シアンおよびクロの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像およびトナー像の形成が行われる。たとえば、モノクロ印刷モード時には、クロの色相に対応した感光体ドラム３０１Ａのみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト３０５の外周面にはクロのトナー像のみが転写される。

画像形成部ＰＡ〜ＰＤの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ３０６Ａ〜３０６Ｄが中間転写ベルト３０５を全ての感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄに圧接させる。一方、画像形成部ＰＡのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ３０６Ａのみが中間転写ベルト３０５を感光体ドラム３０１Ａに圧接させる。

各一次転写ローラ３０６Ａ〜３０６Ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（たとえばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（たとえばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト３０５に均一に高電圧を印加する。

各一次転写位置において中間転写ベルト３０５の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３０５の回転によって、二次転写ローラ３０７との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ３０７は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ３１２の周面に接触する中間転写ベルト３０５の外周面に所定のニップ圧で圧接している。

給紙ユニット４００から給紙された用紙が二次転写ローラ３０７と中間転写ベルト３０５との間を通過する際に、二次転写ローラ３０７にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト３０５の外周面から用紙の表面にトナー像が転写される。

トナー像が転写された用紙は、定着手段３０８に導かれ、加熱ローラ３０８Ａと加圧ローラ３０８Ｂとの間を通過して加熱及び加圧される。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙トレイ３０９上に排出される。

用紙搬送路Ｐ１は、給紙ユニット４００に収納されている用紙を、二次転写ローラ３０７と中間転写ベルト３０５との間および定着手段３０８を経由して排紙トレイ３０９に送るために、略鉛直方向に配置されている。

用紙搬送路Ｐ２は、用紙の搬送方向において、定着手段３０８の下流側から二次転写位置の上流側まで配置されている。用紙搬送路Ｐ２には、定着手段３０８を通過した後で排紙トレイ３０９に排出される用紙が、それまでの後端を前にして搬送される。これによって、表裏を反転した状態で、二次転写位置に再送される。

給紙ユニット４００は、給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４を備えている。給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４のそれぞれには、同一サイズの複数枚の用紙が収納される。給紙ユニット４００は、給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４の何れかから１枚ずつ用紙を給紙する。給紙ユニット４００から給紙された用紙は、給紙搬送路Ｐ１を経由して、二次転写位置へ搬送される。

用紙搬送方向において二次転写ローラ３０７と駆動ローラ３１２との間の上流側に、レジストローラ４１１が配置されている。給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４から給紙された用紙は、レジストローラ４１１が停止した状態で先端をレジストローラ４１１に突き当てられる。レジストローラ４１１の回転軸は、用紙の搬送方向に直交する方向に配置されている。用紙の先端が、停止した状態のレジストローラ４１１に突き当てられることで、用紙が斜行している場合は斜行が補正される。

レジストローラ４１１は、用紙の先端を、中間転写ベルト３０５の表面に形成されたトナー像の先端と合わせるタイミングで回転を開始し、二次転写位置に用紙を供給する。用紙にはトナー像が転写および定着され、用紙は排紙トレイ３０９上に排出される。

画像形成装置１００の底部には、廃トナーボックス３１４が配置されている。廃トナーボックス３１４には、クリーニング手段３０４Ａ〜３０４Ｄによって感光体ドラム３０１Ａ〜３０１Ｄの表面から回収されたトナーが収容される。

画像形成装置１００は、内部に収容したトナーを現像装置３０２に向けて供給するトナー容器１０を有する。画像形成装置１００は、トナー凝集による残留トナーを低減することができる、前述した本実施形態のトナー容器１０を有するので、現像装置３０２に対してトナーを効率よく補給可能な状態で、用紙に画像を形成することができる。

１０ トナー容器
２０ 容器本体
２３ リブ
３０ 浮遊部材
３１ 基部
３２ 摺擦部材
３３ 磁性片
４０ トナー残量検知センサ
１００ 画像形成装置

Claims (12)

1. 磁界の変化を検知する検知手段を有する画像形成装置の、前記検知手段が設けられた位置に着脱自在に設けられるトナー容器であって、
   トナーを収容し、軸線まわりに回転自在に設けられる筒状の容器本体と、
   前記容器本体内に配設され、前記容器本体が回転することによって流動状態となったトナーの流動層に浮遊する浮遊部材とを備え、
   前記容器本体は、
   トナーを排出するための開口を形成するトナー排出開口部と、
   容器本体の内壁面から突出して形成され、容器本体が回転することによって流動状態となったトナーを、前記トナー排出開口部に向けて案内する複数の突起部とを有し、
   前記浮遊部材は、
   柱状の基部と、
   前記基部の長手方向に垂直な幅方向両端部に固定される摺擦部と、
   前記基部に埋設され、磁性体からなる磁性片とを有することを特徴とするトナー容器。
2. 前記基部の長手方向の長さは、前記容器本体の軸線方向全域にわたる長さであることを特徴とする請求項１に記載のトナー容器。
3. 前記基部は、トナーよりも小さい真比重を有する樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー容器。
4. 前記基部は、トナーよりも小さい真比重に相当する気乾比重を有する木材からなることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー容器。
5. 前記基部は、内部に空孔が形成され、トナーよりも小さい比重を有する樹脂または金属からなることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー容器。
6. 前記基部は、内部に気泡が形成され、トナーよりも小さい比重を有する樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー容器。
7. 前記基部の表面には、樹脂からなる被覆層が形成されていることを特徴とする請求項４または６に記載のトナー容器。
8. 前記磁性片は、前記基部の長手方向における前記検知手段と対向する位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載のトナー容器。
9. 前記磁性片は、前記基部の長手方向全域にわたって設けられることを特徴とする請求項２に記載のトナー容器。
10. 前記摺擦部は、前記基部の幅方向両端部に、長手方向に沿って互いに平行に固定される複数の摺擦部材により構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のトナー容器。
11. 前記摺擦部材は、ポリエチレンテレフタレートからなり、ブラシ状または薄板状に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のトナー容器。
12. 静電潜像を担持する感光体と、
    前記静電潜像にトナーを供給する現像装置と、
    前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、
    前記トナー補給手段が装着される装着部と、
    前記装着部に設けられ、磁界の変化を検知する検知手段とを備え、
    前記トナー補給手段が、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のトナー容器であることを特徴とする画像形成装置。

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