JP2018031892A - 容器、粉体入り容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、筒体の周壁に形成されている孔が開きっ放しの場合に比べて、粉体の排出率を長期間定められた範囲内にすることができる容器の提供を目的とする。【解決手段】容器は、筒状とされ、内部に粉体を収容する筒体であって、周壁に粉体を排出するための孔が形成されている筒体と、軸周りに回転する回転軸と、前記回転軸に固定されている羽根とを有し、前記回転軸の回転に伴い回転する前記羽根で粉体を押して粉体を前記孔に向けて搬送する搬送部材と、前記孔を周期的に開閉する蓋と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、容器、粉体入り容器及び画像形成装置に関する。

特許文献１には、回転することで容器内部の現像剤を開口部から排出可能な現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器の開口部から排出された現像剤を貯留する貯留部と、前記貯留部において前記現像剤収納容器の回転方向に回転し、前記貯留部に溜まっている現像剤を掻き上げて、現像装置への排出口へ搬送する搬送部材とを備えた現像剤補給装置が開示されている。そして、上記現像剤補給装置は、前記搬送部材よりも、同搬送部材の回転方向上流側に、前記搬送部材で搬送される現像剤量を規制する規制部材を有することが開示されている。

特開２０１４−０３２３７７号公報

本発明は、筒体の周壁に形成されている孔が開きっ放しの場合に比べて、粉体の排出率を長期間定められた範囲内にすることができる容器の提供を目的とする。

請求項１に記載の容器は、筒状とされ、内部に粉体を収容する筒体であって、周壁に粉体を排出するための孔が形成されている筒体と、軸周りに回転する回転軸と、前記回転軸に固定されている羽根とを有し、前記回転軸の回転に伴い回転する前記羽根で粉体を押して粉体を前記孔に向けて搬送する搬送部材と、前記孔を周期的に開閉する蓋と、を備えている。

請求項２に記載の容器は、請求項１に記載の容器であって、前記蓋は、前記内部に配置され、前記回転軸の軸方向から見て前記周壁の内周に沿っている円弧状の壁と、前記壁と前記回転軸とを繋ぐ繋ぎ部とを有し、前記回転軸の回転に伴い該軸周りを周回して前記壁により前記孔を周期的に開閉する。

請求項３に記載の粉体入り容器は、請求項１又は２に記載の容器と、前記内部に収容されている粉体と、を備えている。

請求項４に記載の画像形成装置は、請求項３に記載の粉体入り容器と、前記容器から排出された粉体を用いて媒体に像を形成する形成部と、媒体に形成された像を媒体に定着する定着部と、を備えている。

請求項１に記載の容器によれば、筒体の周壁に形成されている孔が開きっ放しの場合に比べて、粉体の排出率を長期間定められた範囲内にすることができる。

請求項２に記載の容器によれば、蓋を周回するための専用の周回手段を備えた場合に比べて、簡単な構成で、孔の周期的な開閉を実現することができる。

請求項３に記載の粉体入り容器によれば、筒体の周壁に形成されている孔が開きっ放しの場合に比べて、粉体の排出率が長期間定められた範囲内とされる。

請求項３に記載の画像形成装置によれば、筒体の周壁に形成されている孔が開きっ放しの場合に比べて、粉体の排出不良に起因する動作不良が抑制される。

本実施形態（本発明を実施するための形態）の画像形成装置を正面側から見た概略図である。 本実施形態の画像形成装置を構成するカートリッジの一部を短手方向から見た概略図である。 図２のカートリッジの部分断面図である。 図３の４−４切断線により切断されたカートリッジの断面図である。 本実施形態のカートリッジを用いてトナー供給動作時の条件でアジテータを軸周りに回転させた場合における、アジテータの各回転時間に対する本体に形成されている貫通孔の開口率と、アジテータの回転時間に対する平均開口率との関係を示すグラフである。 第１比較形態のカートリッジの断面図である。 第１比較形態のトナーカートリッジを用いてトナー供給動作時の条件でアジテータを軸周りに回転させた場合、アジテータの回転時間と、貫通孔から排出されるトナーの排出率との関係を調べた結果を示すグラフである。 第２比較形態のカートリッジの断面図である。 第２比較形態のトナーカートリッジを用いてトナー供給動作時の条件でアジテータを軸周りに回転させた場合、アジテータの回転時間と、貫通孔から排出されるトナーの排出率との関係を調べた結果を示すグラフである。 第２比較形態のトナーカートリッジの場合の発生するトナーの排出不良の原因と考えられる現象を説明するための模式図である。 本実施形態のトナーカートリッジを用いてトナー供給動作時の条件でアジテータを軸周りに回転させた場合、アジテータの回転時間と、貫通孔から排出されるトナーの排出率との関係を調べた結果を示すグラフである。 変形例のカートリッジの断面図である。

≪概要≫
以下、本実施形態について、図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の画像形成装置１０（図１参照）の全体構成及び画像形成動作の概要を説明する。次いで、本実施形態の要部であるカートリッジ２２（図１、図２、図３及び図４参照）を含む単色トナー供給部２１の構成及び動作（トナー供給動作）について説明する。次いで、本実施形態の効果について説明する。なお、以下の説明では、図面に矢印Ｙで示す方向を装置高さ方向、矢印Ｘで示す方向の装置幅方向、装置高さ方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向（矢印Ｚで示す方向）を装置奥行き方向とする。

≪画像形成装置の全体構成≫
本実施形態の画像形成装置１０は、図１に示されるように、媒体収容部１２と、多色像形成部１４と、媒体搬送部１６と、定着装置１８と、トナー供給部２０と、制御部２５とを含んで構成されている。ここで、多色像形成部１４は、形成部の一例である。また、定着装置１８は、定着部の一例である。なお、画像形成装置１０の全体構成については、特に断りがない限り、図１を参照しながら説明する。

＜媒体収容部＞
媒体収容部１２は、媒体Ｐを収容する機能を有する。

＜多色像形成部＞
多色像形成部１４は、トナーＴ（図１０参照）を用いて媒体Ｐに多色のトナー像（図示省略）を形成する機能を有する。ここで、トナーＴは、粉体の一例である。また、トナー像は、像の一例である。多色像形成部１４は、単色像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋと、転写ユニット４０とを備えている。ここで、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）は、それぞれトナー色を意味する。なお、詳細については後述するが、多色像形成部１４は、カートリッジ２２に接続され、トナーＴが収容されているカートリッジ２２（後述するトナーカートリッジ２３）から排出されたトナーＴを用いて多色のトナー像を形成するようになっている。ここで、カートリッジ２２は、容器の一例である。また、トナーカートリッジ２３は、粉体入り容器の一例である。

本実施形態の単色像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、それぞれが用いられるトナー以外、同様の構成とされている。なお、図１では、単色像形成部３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋを構成する各構成要素の符号が省略されて示されている。

［単色像形成部］
単色像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、それぞれ、後述する感光体３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋに、各色のトナー像を形成する機能を有する。単色像形成部３０Ｋは、感光体３２Ｋと、帯電装置３４Ｋと、露光装置３６Ｋと、現像装置３８Ｋとを備えている。また、単色像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃは、各色に対応するように、それぞれ、感光体３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃと、帯電装置３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃと、露光装置３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃと、現像装置３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃとを備えている。なお、現像装置３８Ｙ、３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃの内部のトナーＴの残量は、それぞれ、現像装置３８Ｙ、３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃに設けられたトナー濃度センサ（図示省略）により、予め定められたタイミングで測定されるようになっている。以下、単色像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ及びこれらを構成する各構成要素について色毎の区別が不要な場合は添字を省略して説明する。

［転写ユニット］
転写ユニット４０は、各感光体３２に形成された各色のトナー像を後述する転写ベルトＴＢに転写（１次転写）して、各色のトナー像（で構成される重畳されたトナー像）を媒体Ｐに転写（２次転写）する機能を有する。転写ユニット４０は、転写ベルトＴＢと、駆動ロール４２と、１次転写ロール４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋと、２次転写ロール４６と、バックアップロール４８とを備えている。２次転写ロール４６と、バックアップロール４８とは、転写ベルトＴＢを挟んで、転写ベルトＴＢと２次転写ロール４６とにニップＴＮを形成している。そして、２次転写ロール４６と、バックアップロール４８とは、バックアップロール４８に電源（図示省略）から印加された電圧によりニップＴＮに電界を形成して、ニップＴＮを通過する媒体Ｐにトナー像を２次転写するようになっている。

＜媒体搬送部＞
媒体搬送部１６は、媒体収容部１２に収容された媒体Ｐを搬送路１６Ａを搬送させて、搬送させた媒体Ｐを画像形成装置１０の外に排出させる機能を有する。

＜定着装置＞
定着装置１８は、多色像形成部１４により媒体Ｐに形成されたトナー像を媒体Ｐに定着させる機能を有する。

＜トナー供給部＞
トナー供給部２０は、各単色像形成部３０を構成する現像装置３８に、各色のトナーＴを供給する機能を有する。トナー供給部２０は、各色のトナーＴを各単色像形成部３０に供給する、各色用の単色トナー供給部２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙで構成されている。単色トナー供給部２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙは、それぞれ、各色のトナーＴが収容されているカートリッジ２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙと、トナー搬送部２４Ｋ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙとを含んで構成されている。別言すると、単色トナー供給部２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙは、それぞれ、トナーカートリッジ２３Ｋ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙを備えている。以下、単色トナー供給部２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ及びこれらを構成する各構成要素について色毎の区別が不要な場合は添字を省略して説明する。なお、カートリッジ２２及びトナーカートリッジ２３は本実施形態の要部であることから、カートリッジ２２（トナーカートリッジ２３）を含む単色トナー供給部２１については後述する。

＜制御部＞
制御部２５は、画像形成装置１０の各構成要素を制御する機能を有する。

≪画像形成動作≫
次に、本実施形態の画像形成装置１０による画像形成動作について、図１を参照しつつ説明する。

制御部２５が外部装置（一例としてパーソナルコンピュータ）から画像を形成するための画像データを受け取ると、制御部２５は、前記画像データを各色の画像データに変換する。そして、制御部２５は、多色像形成部１４を構成する各単色像形成部３０に帯電、露光、現像の各工程を行わせて、各感光体３２に各色のトナー像を形成させる。

次いで、制御部２５は、１次転写ロール４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋにより、各感光体３２に形成された各色のトナー像を、周回している転写ベルトＴＢに１次転写させる。

一方、制御部２５は、媒体搬送部１６により、転写ベルトＴＢにおける各トナー像が１次転写された部位がニップＴＮに到達するタイミングに合うように、媒体収容部１２に収容されている媒体ＰをニップＴＮに搬送させる。

次いで、制御部２５は、電源（図示省略）によりバックアップロール４８に電圧が印加されることで、２次転写ロール４６とバックアップロール４８とに転写ベルトＴＢに保持されているトナー像を媒体Ｐに転写するための電界を形成させて、ニップＴＮを通過する媒体Ｐに当該トナー像を転写させる。

次いで、制御部２５は、媒体搬送部１６により、各色のトナー像が転写された媒体Ｐを定着装置１８に向けて搬送させる。次いで、制御部２５は、定着装置１８により、媒体Ｐに２次転写された各色のトナー像を、媒体Ｐに定着させる。その結果、媒体Ｐには、画像が形成される。

そして、各色のトナー像が定着された媒体Ｐ（画像が形成された媒体Ｐ）は、媒体搬送部１６により装置外に運び出されて、画像形成動作が終了する。

以上が、本実施形態の画像形成装置１０による画像形成動作についての説明である。

≪要部（単色トナー供給部）の構成≫
次に、本実施形態の単色トナー供給部２１の構成について、図１、図２、図３及び図４を参照しつつ説明する。本実施形態の単色トナー供給部２１は、前述のとおり、トナーカートリッジ２３と、トナー搬送部２４とを含んで構成されている。

＜カートリッジ（及びトナーカートリッジ）＞
各カートリッジ２２は、前述のとおり、各単色画像形成部３０（を構成する現像装置３８）が用いる各色のトナーＴを収容する機能を有する。また、前述のとおり、各色のトナーＴが収容されているカートリッジ２２は、それぞれ、トナーカートリッジ２３とされている。そして、本実施形態では、各トナーカートリッジ２３は、画像形成装置１０の交換部品とされている。すなわち、トナーカートリッジ２３は、画像形成装置１０の本体に取り付け及び取り外しが可能な部品とされている。

カートリッジ２２は、図２、図３及び図４に示されるように、本体５０と、アジテータ６０と、シャッター７０と、連結部８０と含んで構成されている。ここで、本体５０は、筒体の一例である。アジテータ６０は、搬送部材の一例である。シャッター７０は、蓋の一例である。

［本体］
本体５０は、筒状とされ、内部にトナーＴを収容する機能を有する。本体５０は、図２、図３及び図４に示されるように、円筒５２と、プラグ５４とを含んで構成されている。ここで、円筒５２は、周壁の一例である。プラグ５４は、円筒５２の一端に嵌め込まれている。プラグ５４の中心には、円形の貫通孔５４Ａが形成されている。なお、図２、図３及び図４は、カートリッジ２２の長手方向の一端を含む一部を図示している。すなわち、図２、図３及び図４では他端の構造は省略されているが、円筒５２の他端には、プラグ（図示省略）が嵌め込まれている。また、図中の一点鎖線ＣＬは、円筒５２の軸を意味する。また、本体５０は、図２、図３及び図４に示されるように、その軸方向を装置奥行き方向に沿わせた状態で配置されている。

また、円筒５２における一端側には、円状の貫通孔５２Ａが形成されている。貫通孔５２Ａは、本体５０の内部に収容されているトナーＴを排出するためのものとされている。こで、貫通孔５２Ａは、孔の一例である。なお、貫通孔５２Ａは、円筒５２における装置高さ方向の下側に開口している。

［アジテータ］
アジテータ６０は、本体５０の内部に収容されているトナーＴを貫通孔５２Ａに向けて搬送する機能を有する。アジテータ６０は、図３に示されるように、回転軸６２と、複数の羽根６４とを有している。回転軸６２は、一端側の部分がプラグ５４の貫通孔５４Ａを貫通し、プラグ５４の反対側のプラグ（図示省略）の凹みに他端側の部分が嵌め込まれ、自身の軸を円筒５２の軸（一点鎖線ＣＬ）に重ねた状態で配置されている。また、回転軸６２は、プラグ５４及び反対側のプラグに円筒５２に対して回転可能に支持されている。

複数の羽根６４は、図３に示されるように、回転軸６２の軸方向の定められた範囲に、定められた間隔（本実施形態の場合は、一例として等間隔）で並べられて、回転軸６２に固定されている。ここで、回転軸６２の軸方向の定められた範囲の一端側の端は、回転軸６２の径方向に貫通孔５２Ａが重なる部分よりも他端側とされている。別言すれば、回転軸６２における径方向に貫通孔５２Ａが重なる部分には、羽根６４が配置されていない。

回転軸６２における本体５０からはみ出した部分には、歯車（図示省略）が固定されている。そして、回転軸６２は、画像形成装置１０の本体に固定されている駆動源（図示省略）の歯車から自身の歯車に駆動力を伝達されて、（定められた角速度で）軸周りに（図中の矢印の方向に）回転するようになっている。

以上の構成により、アジテータ６０は、軸周りに回転する回転軸６２の回転に伴い回転する複数の羽根６４でトナーＴを押して、トナーＴを貫通孔５２Ａに向けて搬送するようになっている。

［シャッター］
シャッター７０は、貫通孔５２Ａを周期的に開閉する機能を有する。シャッター７０は、図３及び図４に示されるように、壁７２と、アーム７４とを有している。ここで、アーム７４は、繋ぎ部の一例である。

〔壁〕
壁７２は、図４に示されるように、円筒５２の内側（本体５０の内部）に配置され、円筒５２の軸方向、すなわち、回転軸６２の軸方向から見て、円筒５２の内周に沿っている。また、壁７２は、回転軸６２の軸方向から見て、円弧状とされている。具体的には、壁７２は、図３に示されるように、その径方向から見ると、円筒の一部が矩形状に切り欠かれた形状とされている。ここで、壁７２における周方向の両端面を端面７２Ａ、７２Ｂとする。そして、壁７２の周方向における端面７２Ａと端面７２Ｂとの距離Ｄ１（壁７２における切り欠かれた部分の周方向の距離Ｄ１）は一例として円筒５２の内周における貫通孔５２Ａの縁の径Ｄ２よりも大きく、壁７２の周方向の長さは一例として径Ｄ２よりも大きい。

また、壁７２の幅Ｄ３（円筒５２の軸方向の長さ）は、貫通孔５２Ａ縁の径Ｄ２よりも大きい。そして、壁７２は、図３に示されるように、円筒５２の径方向から見ると、貫通孔５２Ａの全範囲を塞ぎ、かつ、貫通孔５２Ａに対し貫通孔５２Ａの両側の縁よりもはみ出した状態で配置されている。

〔アーム〕
アーム７４は、壁７２と、回転軸６２とを繋ぐ機能を有する。アーム７４は、円筒５２の軸方向から見ると径方向に沿った矩形状とされ（図４参照）、その一端が壁７２の内周に固定され、その他端を含む他端側の部分が回転軸６２に形成されている凹み（図示省略）嵌め込まれて固定されている。

以上の構成により、アジテータ６０の回転軸６２が駆動源（図示省略）により軸周りに回転すると、シャッター７０は回転軸６２の軸周りを周回するようになっている。その結果、シャッター７０は、回転軸６２の回転に伴い回転軸６２の軸周りを周回して壁７２により貫通孔５２Ａを周期的に開閉するようになっている。

［連結部］
連結部８０は、カートリッジ２２を画像形成装置１０の本体に取り付ける際に、画像形成装置１０の本体側の部品（本実施形態では、トナー搬送部２４）に連結されるようになっている。連結部８０は、リング状の部材（図３及び図４参照）と、スライド式のシール部材（図示省略）とを有している。リング状の部材には、図３及び図４に示されるように、円筒５２の貫通孔５２Ａの径と同等の径の貫通孔８０Ａが形成されている。そして、連結部８０（リング状の部材）は、貫通孔８０Ａを円筒５２の貫通孔５２Ａに重ねた状態で（貫通孔８０Ａの内周全周を貫通孔５２Ａの内周全周に重ねた状態で）、円筒５２の外周に固定されている。なお、シール部材は、リング状の部材における円筒５２に固定されている側と反対側の部分に設けられている。そして、シール部材は、カートリッジ２２が単体の状態（画像形成装置１０の本体に取り付けられていない状態）では貫通孔８０Ａを塞いでいる。また、シール部材は、カートリッジ２２が画像形成装置１０の本体に取り付けられている状態では貫通孔８０Ａからずれるようになっている。

以上、カートリッジ２２をその構成要素に分けて説明したが、カートリッジ２２は画像形成装置１０の本体に取り付けられて、駆動源により駆動されてアジテータ６０の回転軸６２が回転すると以下のように作用するようになっている。すなわち、カートリッジ２２は、軸周りに回転するアジテータ６０によりトナーＴを貫通孔５２Ａに向けて搬送させ、アジテータ６０の回転に伴い周回するシャッター７０の蓋７２により周期的に貫通孔５２Ａを開放して、貫通孔５２Ａ及び貫通孔８０ＡからトナーＴを排出するようになっている。

＜トナー搬送部＞
トナー搬送部２４は、トナーカートリッジ２３から排出されたトナーＴを受け取る機能と、トナーカートリッジ２３から受け取ったトナーＴを現像装置３８に受け渡す機能とを有する。トナー搬送部２４は、図１に示されるように、一例としてパイプ状の部材を含んで構成されており、一端がカートリッジ２２の連結部８０に連結され、他端が現像装置３８に連結されている。また、トナー搬送部２４は、パイプ状の部材の内部に、トナーカートリッジ２３から受け取ったトナーＴを一端側から他端側に運ぶためのオーガ（図示省略）を有している。

以上のとおり、単色トナー供給部２１は、トナーカートリッジ２３が排出するトナーＴをトナー搬送部２４により現像装置３８に受け渡すことにより、現像装置３８にトナーＴを供給するようになっている。

以上が、本実施形態の単色トナー供給部２１の構成についての説明である。

≪トナー供給動作≫
次に、本実施形態の単色トナー供給部２１によるトナー供給動作について、図面を参照しつつ説明する。

現像装置３８に設けられているトナー濃度センサ（図示省略）により予め定められたタイミングで現像装置３８の内部のトナーＴの残量が測定されると、トナー濃度センサは自身が測定した結果を制御部２５に送信する。そして、制御部２５が当該トナーＴの残量が予め定められた量を満たしていないと判断すると、制御部２５が単色トナー供給部２１を作動させてトナー供給動作を開始する。

具体的には、制御部２５は、駆動源（図示省略）を駆動させて、トナーカートリッジ２３のアジテータ６０を軸周りに（図３及び図４の矢印方向に）回転させる。これに伴い、アジテータ６０の回転軸６２に固定されているシャッター７０（の壁７２）は、回転軸６２の軸周りを矢印方向に周回して壁７２により貫通孔５２Ａを周期的に開閉する（図３、図４及び図５参照）。図５は、アジテータ６０の各回転時間に対する貫通孔５２Ａの開口率の変化と、アジテータ６０の回転時間に対する貫通孔５２Ａの平均開口率とを示している。ここで、開口率とは、貫通孔５２Ａが壁７２との位置関係で開口している割合を意味する。例えば、壁７２が貫通孔５２Ａの全範囲を塞いでいる場合（図４参照）の開口率は０［％］である。これに対して、壁７２が貫通孔５２Ａの全範囲を塞いでいない場合（前述の切り欠かれた部分と貫通孔５２Ａとが重なり、本体５０の径方向であって本体５０の外側から貫通孔５２Ａを見ると、壁７２の外周が見えない場合）の開口率は１００［％］である。各回転時間に対する貫通孔５２Ａの開口率が変化する理由は、シャッター７０が回転軸６２の軸周りを周回することに伴い貫通孔５２Ａが開閉されるためである。そして、回転時間に対する貫通孔５２Ａの平均開口率とは、全回転時間における貫通孔５２Ａの開口率の平均を意味する。本実施形態の場合の貫通孔５２Ａの平均開口率は、一例として３０［％］とされている。また、制御部２５は、駆動源（図示省略）を駆動させて、トナー搬送部２４のオーガ（図示省略）を軸周りに回転させる（図１参照）。

そして、制御部２５が各駆動源を駆動させてトナーカートリッジ２３のアジテータ６０及びトナー搬送部２４のオーガをそれぞれ軸周りに回転させると、本体５０の内部に収容されているトナーＴは、以下のようにして、現像装置３８に受け渡される。

まず、本体５０の内部に収容されているトナーＴは、回転軸６２の軸周りに回転する複数の羽根６４に押されて、本体５０の貫通孔５２Ａに向けて搬送される（図３参照）。次いで、本体５０における貫通孔５２Ａが形成されている部分に到達したトナーＴは、回転軸６２の軸周りに周回する壁７２が貫通孔５２Ａを開放しているタイミングで貫通孔５２Ａ及び貫通孔８０Ａから下方に排出される。次いで、トナーカートリッジ２３から排出されたトナーＴは、トナー搬送部２４のパイプ状の部材の一端（連結部８０に連結されている部分）から、トナー搬送部２４に受け取られる（図１参照）。パイプ状の部材の一端から受け取られたトナーＴは、パイプ状の部材の内部に配置されて、軸周りに回転するオーガ（図示省略）によりパイプ状の部材の一端側から他端側に運ばれる。パイプ状の部材の他端側に運ばれたトナーＴは、他端の孔から落下して現像装置３８に受け渡される。

そして、制御部２５が現像装置３８に受け渡されたトナーＴの量が予め定められた量を満たしていると判断すると、制御部２５は、トナーカートリッジ２３のアジテータ６０及びトナー搬送部２４のオーガをそれぞれ軸周りに回転させる駆動源の駆動を停止して、本実施形態の単色トナー供給部２１による現像装置３８へのトナー供給動作が終了する。

以上が、本実施形態の単色トナー供給部２１によるトナー供給動作についての説明である。

≪効果≫
次に、本実施形態の効果（第１、第２及び第３の効果）について説明する。

＜第１の効果＞
まず、第１の効果について、本実施形態を以下に説明する各比較形態（第１及び第２比較形態）と比較しつつ図面を参照しながら説明する。ここで、第１の効果とは、カートリッジ２２（又はトナーカートリッジ２３）が貫通孔５２Ａを周期的に開閉するシャッター７０を備えていることの効果である。なお、各比較形態において本実施形態で用いた部品等を用いて説明する場合、図示しなくても、その部品の符号、名称等を使用する。

なお、詳細については後述するが、本実施形態のトナーカートリッジ２３の場合、アジテータ６０の回転時間に関わらず、トナーＴの排出率が３００［ｍｇ／ｓｅｃ］から３５０［ｍｇ／ｓｅｃ］の範囲で安定していた（図１１参照）。

＜第１比較形態＞
第１比較形態のカートリッジ２２Ａ（トナーカートリッジ２３Ａ）は、図６に示されるように、シャッター７０を備えていない。第１比較形態は、上記の点以外、本実施形態と同様とされている。そのため、第１比較形態のトナーカートリッジ２３Ａは、トナー供給動作時において、貫通孔５２Ａが常に開きっ放しのまま（開口率が１００［％］の状態のまま）とされている。なお、第１比較形態の場合の貫通孔５２Ａの（本実施形態に対する）平均開口率は１００［％］に相当する。

ここで、図７は、第１比較形態のカートリッジ２２Ａを用いてトナー供給動作時の条件でアジテータ６０を軸周りに回転させた場合、アジテータ６０の回転時間と、貫通孔５２Ａから排出されるトナーＴの排出率との関係を調べた結果（実験結果）を示す。当該実験結果は、カートリッジ２２Ａを専用の治具（図示省略）に取り付けて、アジテータ６０を軸周りに回転させ、貫通孔５２Ａから排出されるトナーＴの質量を測定することで求めたものである。なお、カートリッジ２２Ａの本体５０の内部には、初期のトナーＴの量として６００［ｇ］の量のトナーＴを収容していた。

図７のグラフによれば、実験開始時から（図１１に示される本実施形態の場合に比較して）高い排出率でトナーＴが排出され、実験開始時からある時間（約８００［ｓｅｃ］）までの期間で大幅な減少率でトナーＴの排出率が低下していたといえる。具体的には、第１比較形態の場合、実験開始時からある時間（約８００［ｓｅｃ］）までの期間で各回転時間におけるトナーＴの排出率が約１６６０［ｍｇ／ｓｅｃ］から約０［ｍｇ／ｓｅｃ］まで変化していた。また、実験開始時からある時間（約８００［ｓｅｃ］）以降のトナーＴの排出率は、アジテータ６０の回転時間によらず、ほぼ０であった。また、実験開始時からある時間（約８００［ｓｅｃ］）以降のトナーＴの排出率がほぼ０であった理由は、本体５０の内部のトナーＴがほぼ排出されていたためである（この点は確認済みである）。

本願の発明者らは、第１比較形態における図７の実験結果について次のように考察した。すなわち、第１比較形態の場合、実験開始時からある時間（約８００［ｓｅｃ］）までの期間で本体５０の内部のトナーＴがほぼ排出されていた理由は、貫通孔５２Ａが常に開きっ放しのままのためと考えられる。

そして、各回転時間におけるトナーＴの排出率が約４００［ｍｇ／ｓｅｃ］を超えるような場合、トナーカートリッジ２３Ａから排出されるトナーＴを受け取るトナー搬送部２４では、トナーＴが詰まって、現像装置３８へトナーＴを供給できなくなる虞がある（トナーＴの排出不良の一態様）。特に、画像形成装置１０内の温度及び湿度の何れか一方又は両方が高いほど、トナーＴは詰まり易い。

＜第２比較形態＞
次に、第２比較形態について説明する。第２比較形態のカートリッジ２２Ｂ（トナーカートリッジ２３Ｂ）は、図８に示されるように、シャッター７０を備えていない。また、第２比較形態のカートリッジ２２Ｂは、本体５０に形成されている貫通孔５２Ａ１の径及び貫通孔８０Ａ１の径が本実施形態の貫通孔５２Ａの径よりも小さい。具体的には、第２比較形態の貫通孔５２Ａ１の径及び貫通孔８０Ａ１の径は、本実施形態の貫通孔５２Ａの平均開口率に相当する開口率の径とされている。すなわち、貫通孔５２Ａ１及び貫通孔８０Ａ１の開口面積は、本実施形態の貫通孔５２Ａの開口面積の３０％とされている。第２比較形態は、上記の点以外、本実施形態と同様とされている。

ここで、図９は、第２比較形態のトナーカートリッジ２３Ｂを用いてトナー供給動作時の条件でアジテータ６０を軸周りに回転させた場合、アジテータ６０の回転時間と、貫通孔５２Ａから排出されるトナーＴの排出率との関係を調べた結果（実験結果）を示す。当該実験結果は、トナーカートリッジ２３Ｂを第１比較形態で用いた専用の治具（図示省略）に取り付けて、アジテータ６０を軸周りに回転させ、貫通孔５２Ａから排出されるトナーＴの質量を測定することで求めたものである。なお、カートリッジ２２Ｂの本体５０の内部には、初期のトナーＴの量として６００［ｇ］の量のトナーＴを収容していた。

図９のグラフによれば、実験開始時からある時間（約３００［ｓｅｃ］）までの期間、トナーＴの排出率が３００［ｍｇ／ｓｅｃ］から４００［ｍｇ／ｓｅｃ］の範囲で安定していたといえる。しかしながら、ある時間（約３００［ｓｅｃ］）から別のある時間（約６００［ｓｅｃ］）までの期間、トナーＴの排出率が徐々に低下し、別のある時間（約６００［ｓｅｃ］）以降、トナーＴの排出率が１００［ｍｇ／ｓｅｃ］未満まで低下していた。

本願の発明者らは、第２比較形態における図９の実験結果について次のように考察した。すなわち、第２比較形態の場合、実験開始時からある時間（約３００［ｓｅｃ］）までの期間、トナーＴの排出率が３００［ｍｇ／ｓｅｃ］から４００［ｍｇ／ｓｅｃ］の範囲で安定していた理由は、貫通孔５２Ａ１の平均開口率（又は開口率）が第１比較形態の貫通孔５２Ａの平均開口率（又は開口率）よりも小さい（この場合は７０［％］小さい）ため、第２比較形態は、第１比較形態に比べて、トナーＴの貫通孔５２Ａ１からの排出が抑制されたためと考えられる。

一方で、第２比較形態の場合、ある時間（約３００［ｓｅｃ］）以降も本体５０の内部にトナーＴが収容されているにも関わらず、トナーＴの排出率がその後低下（最終的には１００［ｍｇ／ｓｅｃ］未満まで低下）していた。この点について、本願の発明者らが第２比較形態のトナーカートリッジ２３Ｂを観察したところ、以下のような現象を知見した。すなわち、第２比較形態のトナーカートリッジ２３Ｂの場合、第１比較形態のトナーカートリッジ２３Ａに比べて、貫通孔５２Ａ１の径が小さい。そのため、図１０に示されるように、本体５０の内部であって貫通孔５２Ａ１の上方には、トナーＴの粒子同士の塊が形成されていた。そして、本願の発明者らは、図１０に示されるトナーＴの粒子同士の塊は、貫通孔５２Ａ１の径が小さいほど、更に、画像形成装置１０内の温度及び湿度の何れか一方又は両方が高いほど、形成され易いことを知見した。以上より、第２比較形態の場合、貫通孔５２Ａ１の上方にトナーＴの粒子同士の塊が形成された結果、トナーＴの粒子同士の塊により貫通孔５２Ａ１が塞がれてしまい、ある時間（約３００［ｓｅｃ］）以降、トナーＴが排出され難くなったため又は排出できなくなったため、図９のグラフのような結果となったと考えられる。なお、第２比較形態の場合、現像装置３８へトナーＴを供給できなくなる虞がある（トナーＴの排出不良の他の一態様）。

これに対して、本実施形態のトナーカートリッジ２３は、貫通孔５２Ａを周期的に開閉するシャッター７０を備えている。また、本実施形態の場合、図１１のグラフによれば、本実施形態の場合、アジテータ６０の回転時間に関わらず、トナーＴの排出率が３００［ｍｇ／ｓｅｃ］から３５０［ｍｇ／ｓｅｃ］の範囲（本明細書では、当該範囲を定められた範囲という。）で安定していることが分かる。

本実施形態の貫通孔５２Ａの開口面積は、第１比較形態の貫通孔５２Ａの開口面積と同等である。しかしながら、本実施形態の場合のシャッター７０は周期的に貫通孔５２Ａを開閉する構成となっていることから、本実施形態の場合の貫通孔５２Ａの平均開口率は一例として第１比較形態の場合の３０［％］とされている。そのため、本実施形態の場合（図１１参照）は、第１比較形態（図７参照）と異なり、連続的にトナーＴを排出することができない。その結果、本実施形態（図１１参照）は、第１比較形態（図７参照）に比べて、実験開始時からある時間（約８００［ｓｅｃ］）までの期間、トナーＴの排出率を低くすることができた（トナーＴの排出率が定められた範囲で安定していた）と考えられる。

また、本実施形態の場合の貫通孔５２Ａの平均開口率は第２比較形態の場合の貫通孔５２Ａ１の平均開口率と同等であるものの、本実施形態の場合の貫通孔５２Ａの開口面積は、周期的に第２比較形態の貫通孔５２Ａ１の開口面積よりも大きくなる。そのため、本実施形態の場合、第２比較形態の場合に比べて、貫通孔５２Ａを塞ぐトナーＴの粒子同士の塊が形成され難い。その結果、本実施形態（図１１参照）は、第２比較形態（図９参照）に比べて、実験開始時からある時間（約３００［ｓｅｃ］）以降、トナーＴの排出率が定められた範囲で安定していたと考えられる。

したがって、本実施形態のカートリッジ２２によれば、（トナー供給動作時に）貫通孔５２Ａが開きっ放しのままの場合に比べて、トナーＴの排出率を長期間定められた範囲内にすることができる。また、本実施形態のトナーカートリッジ２３によれば、（トナー供給動作時に）貫通孔５２Ａが開きっ放しのままの場合に比べて、トナーＴの排出率が長期間定められた範囲内とされる。これらに伴い、本実施形態の画像形成装置１０によれば、トナーＴの排出不良に起因する動作不良が抑制される。ここで、トナーＴの排出不良に起因する動作不良とは、トナーＴの排出不良に起因してトナーＴが現像装置３８に供給されないことにより画像形成装置１０が動作できなくなることをいう。

＜第２の効果＞
次に、第２の効果について、本実施形態を以下に説明する第３比較形態（図示省略）と比較しつつ図面を参照しながら説明する。ここで、第２の効果とは、シャッター７０が本体５０の内部に配置されており、かつ、シャッター７０の壁７２が本体５０の内周に沿っていることの効果である。なお、第３比較形態において本実施形態で用いた部品等を用いて説明する場合、その部品の符号、名称等を使用する。

第３比較形態のカートリッジ及びトナートナーカートリッジ（図示省略）の場合、シャッター７０の壁７２が連結部８０における本体５０に固定されている側と反対側を周期的に周回するようになっている。そのうえで、第３比較形態のカートリッジは、壁７２を挟んでトナー搬送部２４に連結されている。第３比較形態は、上記の点以外、本実施形態と同様とされている。なお、第３比較形態は、貫通孔５２Ａを周期的に開閉する壁を備えていることから、上記の第１の効果を奏する構成である。すなわち、第３比較形態は、本発明の技術的範囲に属する形態である。

第３比較形態の場合、壁７２は本体５０の内部に配置されていない。そのため、第３比較形態のトナーカートリッジでは、仮に貫通孔５２ＡがトナーＴの粒子同士の塊により塞がれた場合、トナーＴが貫通孔５２Ａから排出され難くなる。

これに対して、本実施形態の場合、図３及び図４に示されるように、シャッター７０は本体５０の内部に配置され、シャッター７０の壁７２は本体５０の内周に沿った状態で、回転軸６２の軸周りを周回する。そのため、本実施形態の場合、仮に貫通孔５２Ａの縁又は上方にトナーＴの粒子同士の塊が形成されても、当該塊は周回する壁７２により退かされる。

したがって、本実施形態のカートリッジ２２によれば、貫通孔５２Ａを開閉する壁が本体５０の外側に配置されている場合に比べて、トナーＴの排出率の低下を抑制することができる。また、本実施形態のトナーカートリッジ２３によれば、貫通孔５２Ａを開閉する壁が本体５０の外側に配置されている場合に比べて、トナーＴの排出率が低下し難い。

＜第３の効果＞
次に、第３の効果について、本実施形態を以下に説明する第４比較形態（図示省略）と比較しつつ図面を参照しながら説明する。ここで、第３の効果とは、シャッター７０がアジテータ６０の回転軸６２に固定されていることの効果である。なお、第４比較形態において本実施形態で用いた部品等を用いて説明する場合、その部品の符号、名称等を使用する。

第４比較形態のカートリッジ及びトナーカートリッジ（図示省略）の場合、壁７２はアーム７４を介して回転軸６２に固定されていない。壁７２は、アーム７４を介して別途設けられた回転軸（図示省略）に固定されている。そして、第４比較形態のシャッター７０は、アジテータ６０の回転軸６２を回転させるための駆動源とは別の駆動源により駆動されて、別途設けられた回転軸の軸周りを周回するようになっている。第４比較形態は、上記の点以外、本実施形態と同様とされている。なお、第４比較形態は、貫通孔５２Ａを周期的に開閉する壁を備えていることから、上記の第１の効果を奏する構成である。また、第４比較形態は、壁７２が本体５０の内部に配置されていることから、上記の第２の効果を奏する構成である。以上より、第４比較形態は、本発明の技術的範囲に属する形態である。

第４比較形態の場合、前述のとおり、シャッター７０のアーム７４が固定される回転軸及び当該回転軸を軸周りに回転させるための駆動源（シャッター７０を周回するための専用の周回手段）を必要とする。

これに対して、本実施形態の場合、シャッター７０の回転軸は、アジテータ６０の回転軸６２とされている。そして、本実施形態のシャッター７０は、アジテータ６０の回転軸６２の軸周りの回転に伴い周回する。

したがって、本実施形態のカートリッジ２２によれば、シャッター７０を周回するための専用の周回手段を備えた場合に比べて、簡単な構成で、貫通孔５２Ａの周期的な開閉を実現することができる。

以上が、本実施形態の効果についての説明である。

以上のとおり、本発明について特定の実施形態を例として説明したが、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲には、例えば、下記のような形態も含まれる。

本実施形態では、壁７２は、回転軸６２の軸方向から見て、円弧状とされているとして説明した。しかしながら、回転軸６２の軸周りを周回すると貫通孔５２Ａを周期的に開閉することができれば、壁は円弧でなくてもよい。例えば、壁はその一部に貫通孔が形成されている円筒であってもよい。

本実施形態では、壁７２は、１つの円弧であるとして説明した。しかしながら、回転軸６２の軸周りを周回すると貫通孔５２Ａを周期的に開閉することができれば、壁は１つの円弧でなくてもよい。例えば、図１２の変形例のように、（シャッター７０Ｃを構成する）壁７２Ｃは複数の円弧であってもよい。

本実施形態では、アーム７４は、壁７２に固定されているとして説明した。しかしながら、アーム７４と壁７２とは、一体的に形成されていてもよい。

本実施形態では、トナーＴは粉体の一例であり、カートリッジ２２は容器の一例であるとして説明した。しかしながら、内部に収容されている粉体を外部に排出するための貫通孔が形成されている容器であって、内部の粉体を当該貫通孔に向けて搬送する搬送部材と、当該貫通孔を周期的に開閉する蓋とを備えた容器であれば、粉体はトナーＴ、容器はカートリッジ２２でなくてもよい。例えば、粉体は食料品、薬品、工業用材料に用いる粉体その他の粉体であってもよい。また、この場合、容器は、内部に収容する粉体を収容して排出するために用いられるもの（例えば、薬品を製造するために用いられる製造装置の部品）であればよい。

１０ 画像形成装置
１４ 多色像形成部（形成部の一例）
１８ 定着装置（定着部の一例）
２２ カートリッジ（容器の一例）
２３ トナーカートリッジ（粉体入り容器の一例）
５０ 本体（筒体の一例）
５２Ａ 貫通孔（孔の一例）
６０ アジテータ（搬送部材の一例）
６２ 回転軸
６４ 羽根
７０ シャッター（蓋の一例）
７２ 壁
７４ アーム（繋ぎ部の一例）
Ｔ トナー（粉体の一例）

Claims (4)

1. 筒状とされ、内部に粉体を収容する筒体であって、周壁に粉体を排出するための孔が形成されている筒体と、
   軸周りに回転する回転軸と、前記回転軸に固定されている羽根とを有し、前記回転軸の回転に伴い回転する前記羽根で粉体を押して粉体を前記孔に向けて搬送する搬送部材と、
   前記孔を周期的に開閉する蓋と、
   を備えた容器。
2. 前記蓋は、前記内部に配置され、前記回転軸の軸方向から見て前記周壁の内周に沿っている円弧状の壁と、前記壁と前記回転軸とを繋ぐ繋ぎ部とを有し、前記回転軸の回転に伴い該軸周りを周回して前記壁により前記孔を周期的に開閉する、
   請求項１に記載の容器。
3. 請求項１又は２に記載の容器と、
   前記内部に収容されている粉体と、
   を備えた粉体入り容器。
4. 請求項３に記載の粉体入り容器と、
   前記容器から排出された粉体を用いて媒体に像を形成する形成部と、
   媒体に形成された像を媒体に定着する定着部と、
   を備えた画像形成装置。

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