JP4220798B2 - 粉体収納容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー等の粉体を収納する粉体収納容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記複写機等の画像形成装置において、例えばトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いて像担持体上の潜像を可視像化する２成分現像装置である場合、画像の形成に伴ってトナーを消費して行くため、消費された量のトナーを順次補給する必要がある。そこで、このような画像形成装置では、トナーを収納したトナーボトルやトナーカートリッジのトナー収納容器を設け、このトナー収納容器から現像装置へ消費分のトナーを補給するようにしている。
【０００３】
従来、上記トナー収納容器として、一端部に開口部を有する袋状のトナー収納体を備えたトナー収納容器が知られている（例えば、特許文献１、２、３参照）。このトナー収納体の開口部には、外部にトナーを排出するためのトナー排出部を有するトナー排出用部材（口金部材）が取り付けられる。また、トナー排出用部材のトナー排出部は、中心に十字状等のスリットが形成されたスポンジ等の弾性体からなるシール材で形成した自閉弁を有している。このトナー収納容器は、上方から落とし込むようなワンアクションで画像形成装置の容器装着部に装着することができる。この装着のときに、上記シール材のスリットにノズルが挿入され、トナー収納容器内に挿入されたノズルによって自動的にトナー排出部のスリットが開く。また、トナー収納容器を取り出せば、上記シール材（弾性体）の復元力によりスリットが自動的に閉じる。
【特許文献１】
特開２００１−３１５８５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２４８６３号公報
【特許文献３】
特開２００２−７２６４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記自閉弁を構成している弾性体からなるシール材は低温時の硬化や経時使用によるクリープ変形等により復元力が低下することがある。このようにシール材の復元力が低下すると、容器装着部からトナー収納容器を取り外したとき、シール材のスリットが閉じるまでの間にトナーが漏れて飛散するおそれがった。
また、近年においては資源保護のため、使用済みのトナー収納容器をそのまま廃棄せずに容器を構成する部品を再利用することが考えられている。ところが、上記従来のトナー収納容器の場合、上記弾性体からなるシール材が上記トナー排出用部材（口金部材）の本体部分に接着剤で接着されていた。そのため、トナー収納容器の部品のリサイクルにあたって、上記トナー排出用部材（口金部材）の本体部分に接着されている弾性体からなるシール材を取り外す煩雑な作業が発生し、トナー収納容器のリサイクルが容易でないという問題点があった。
なお、上記問題点はトナー以外の粉体を収納する粉体収納容器の場合にも同様に発生し得るものである。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものである。その目的は、粉体の充填が容易になる粉体収納容器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、一端部に開口部を有する粉体収納体と、該粉体収納体内の粉体を外部に排出するための排出口を有し且つ該粉体収納体の開口部に設けられた粉体排出用部材とを備えた粉体収納容器であって、該粉体排出用部材の内部に該粉体収納体の開口部から該排出口まで粉体が通過可能な粉体通路が形成され、該粉体通路は、該粉体排出用部材内で屈曲し、その屈曲している箇所と該粉体収納体の開口部との間の粉体通過方向が直線状になるように形成され、該粉体排出用部材は、該粉体通過方向が直線状になっている該粉体通路の途中で互いに結合及び分離ができるように構成された、該粉体収納体の開口部に設けられたベース部材と該排出口を有する排出口部材とを備えていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記粉体排出用部材の一部を構成する上記排出口部材は、上記排出通路を開閉するためのシャッター機能を有することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記ベース部材に形成されている上記粉体通路の上記排出口部材側の出口の開口面積が、上記排出口部材の上記排出口の開口面積よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記ベース部材に形成されている上記粉体通路における粉体通過方向と直交する面方向の開口断面積が、上記粉体収納体の開口部側から上記排出口部材側に近づくほど小さくなるように、該粉体通路を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１の粉体収納容器本体部材において、上記ベース部材は、互いに対向する１対の側面が上記粉体収納体の前後面とほぼ平行な長方体状に形成され、上記粉体収納体の左右側面間の幅が、該粉体収納体の前後面と平行な該ベース部材の１対の側面間の幅より狭く形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの粉体収納容器本体部材において、上記粉体収納体を可撓性材料で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の粉体収納容器本体部材において、上記粉体収納体は、上記ベース部材が下側に位置するとき周面を構成する周面シート材と、上面を構成する上面シート材とからなり、該周面シート材と該上面シート材に内側へ折れ込む折り目が形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６の粉体収納容器本体部材において、上記粉体収納体は、上記ベース部材が下側に位置するとき周面を構成する周面シート材と、上面を構成する上面シート材とからなり、該周面シート材の少なくとも該ベース部材側の複数の内壁面が該ベース部材に向かって徐々に近づくように傾斜面で形成され、該傾斜面の水平面に対する傾斜角度が粉体を充填した状態において粉体の安息角よりも大きい角度であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの粉体収納容器において、上記粉体収納体は袋状であることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１乃至９の粉体収納容器では、粉体収納体内の粉体を外部に排出するための排出口を有し且つ粉体収納体の開口部に設けられた粉体排出用部材が、粉体収納体の開口部に設けられたベース部材と、排出口を有する排出口部材とを備える。これらのベース部材と排出口部材とを結合させることにより、粉体収納容器として使用することができる。この粉体収納容器の使用が終了したときは、ベース部材と排出口部材とを分離するという簡単な作業で、使用済みの粉体収納容器から排出口部材を分離することができる。したがって、従来の粉体収納容器のように粉体排出用部材において接着されている弾性体からなるシール材を取り外すという煩雑な作業が不要となり、粉体収納体への粉体の充填が容易になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。このカラーレーザプリンタは、装置本体１のほぼ中央に作像部３が配置され、その下部に給紙部２を配置した構成となっている。作像部３には、複数のローラ４、５、６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト７が設けられている。この中間転写ベルト７のローラ４とローラ５間の上部側ベルト走行辺には、４個の作像手段としての作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫが対向配置されている。
【０００９】
４個の作像ユニット８は、中間転写ベルト７に接する潜像担持体としての感光体ドラム、帯電、現像、クリーニング等の電子写真プロセスを実行する装置を備えている。また、４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫは同一構造に構成されているが、現像するトナーの色がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に分けられている。そして、作像ユニット８の上方には、光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する光書き込み手段としての光書き込みユニット９が配置され、この光書き込みユニット９は、各作像ユニット８毎、個別に設けてもよいが、共通の光書き込みユニット９を用いればコストの点で有利である。
【００１０】
画像形成動作が開始されると、上記各作像ユニット８の感光体ドラム１０に電子写真プロセスに基づいてトナー像が形成され、トナー像は中間転写ベルト７に図示していない転写手段によって順次重ね転写され、かくして中間転写ベルト７の表面にフルカラーのトナー像が担持される。一方、給紙部２から紙または樹脂シート等からなる転写材が給送され、これがレジストローラ１０を介してローラ６と対向する２次転写装置１１との間へトナー像に同期して給送される。そして、このとき２次転写装置１１には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のフルカラートナー像が転写材上に一括して転写される。トナー像を転写された転写材は、定着装置１２を通るとき、その熱及び圧によってトナー像が転写材に熔融して定着される。かくして画像が定着された転写材は、画像形成装置本体１の外部の排紙部１３に排出される。なお、作像ユニット８のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。
【００１１】
図２は、本実施形態における粉体補給装置としてのトナー補給装置を示す断面説明図である。図２中の符号２０は、粉体としてのニュートナーを収納した粉体収納容器としてのトナー収納容器を示している。トナー収納容器２０は図２及び図３に示すように、袋状の粉体収納体（トナー収納部）としての袋容器２１と、袋容器２１内のトナーを外部に排出するための唯一の排出口を有し且つ袋容器２１の開口部に取り付けられた粉体排出用部材としての口金部材３０とで構成されている。このトナー収納容器２０の具体的な構成については後に詳述する。
【００１２】
プリンタ本体１にセットされたトナー収納容器２０は、トナー補給経路を介して現像装置１４と連通されている。このトナー補給経路には、口金部材３０に連結される連結部材としてのノズル１１０、容器内のトナーを吸引力により現像装置１４へ移送させる吸引手段としての紛体ポンプ６０、およびノズル１１０と粉体ポンプ６０を接続するトナー移送用チューブ６５が設けられている。
【００１３】
現像装置１４は、そのケーシング内部に搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンをもったスクリュー１５，１６が矢印Ｃ、Ｄ方向に回転しておりこの部分にはトナーとキャリアを混合した現像剤が入っている。搬送オーガは、例えばスクリュー１５が現像剤を図中手前から奥側へ搬送し、スクリュー１６が現像剤を奥側から手前に搬送するように形成されていて、奥側と手前側には中央の仕切り１７の無い部分が設けられていることにより、現像剤が循環しながら攪拌される構成となっている。この循環する現像剤の一部が、現像ローラ１９によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクターブレード１８で均一が厚さに規制されてから、感光体に接することで感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。ここで、感光体に付着するのはトナーのみであり、現像器内の循環する現像剤中のトナーの量を一定に保つ為に、トナー補給口６８より、少量ずつトナーを補給しながら現像が行われる。
【００１４】
上記紛体ポンプ６０は、一軸スクリューポンプといわれているものであって、ロータ６１とステータ６２の２つの主要部品を備えている。ロータ６１は、硬質な断面円形の軸状部材が螺旋状にねじれた形状に形成されたものであって、モータ６６とユニバーサルジョイント６４を介して連結されている。他方、ステータ６２はゴム状の柔軟な材料から作られて長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有しており、また、ステータ６２の螺旋のピッチはロータ６１の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。このような２つの部品を嵌合し、ロータ６１を回転することでロータ６１とステータ６２の間にできるスペースに入ったトナーを移送することができる。
【００１５】
このように構成された紛体ポンプ６０は、ロータ６１が回転駆動されると、トナー収納容器２０のトナーがトナー吸引口６３から紛体ポンプ６０に入り、図２の左から右に吸引搬送されてトナー排出口６７からトナー補給口６８を介して下方に落下し、落下したトナーが現像装置１４に供給される。
【００１６】
トナー収納容器２０の袋容器２１は可撓性材料としてのシート材で形成され、柔軟性を有している。この袋容器２１は、図３に示すように、前後面を構成する２枚のシート材２１ａ，２１ｂ、左右側面を構成する２枚のシート材２１ｃ、２１ｄ及び上面シート材２１ｅからなり、これらを融着して形成されている。左右側面のシート材２１ｃ，２１ｄには、容器の内側に折れ込む折り目２２が形成されており、トナーが充填されているときには折り目２２が伸びて容器形状となり、トナーが空のときには折り目２２に沿って折り畳まれて前後面シート材２１ａ，２１ｂが密着または近接した状態にすることができる。
【００１７】
袋容器２１のトナーが空になったときの折り畳みは、人手でなくトナー補給により自動的に減容されれば、折り畳みの手間が省け、折り畳み時のトナー飛散等もなく有利である。
【００１８】
上記トナー補給装置では、トナー収納容器２０から紛体ポンプ６０までのトナー補給経路において気密性が保たれれば、自動減容は容易に実現することができる。しかし、かかる自動減容には気密性が保つこと以外にも課題がある。その課題の１つに、減容後のトナー収納容器２０の形態を概ね同一形状にすることであり、減容後の形態が不揃いでは揃える手間がかかり自動減容を行う効果がなくなる。
【００１９】
減容後のトナー収納容器２０の形態を揃えるのに最も効果的な方法は、上記した折り目２２を設けることであるが、折り目２２を付けると、前後面シート材２１ａ，２１ｂと折り畳まれた左右側面シート材２１ｃ、２１ｄの間にトナーが挟まれて最下部の排出口まで落下せずに途中でとまってしまい、排出できないで残ってしまう問題がある。
【００２０】
かかる問題を解消するためには、トナー収納容器２０に下方の排出口に向かう程、断面積が少なくなるように、前後面及び左右側面に傾斜面を設けることが有効で、さらにその傾斜面の傾きの大きさが重要であることが判明した。そして、その傾きの大きさはトナーの流動性が大きく関連していることを見出した。すなわち、流動性が良いトナーであれば傾斜角は小さくても排出部まで移動するが、流動性の悪いトナーであれば傾斜角を大きく取らねばならない。
【００２１】
そこで、本発明者らはトナーの流動性を安息角（粉体を少量ずつ自由落下させ、落下した粉体によって形成される山の斜面の角度である。）から上記傾斜角を調べた。その結果、トナー収納容器２０が膨らんだときの側面傾斜部の角度がトナーの安息角以上にすることで、減容によるトナー残を大幅に減らすことができることを見出した。すなわち、図３で示す角度Ｓをトナーの安息角以上にすることであり、この角度Ｓは図４に示すトナー収納容器２０が折り畳まれた状態で側面の溶着部の角度Ｓ’とすると、次式の関係がある。式中のφはトナーの安息角である。
【数１】
Ｓ’＝ｔａｎ^−１（１／ｃｏｓφ）
φ：トナーの安息角
【００２２】
例えば、トナーの安息角が４０°の場合は、次式のようになるため、溶着部を５２．５５°以上で形成すれば、膨らんだ状態の角度Ｓは４０°以上になる。
【数２】
Ｓ’＝ｔａｎ^−１（１／ｃｏｓ４０）＝５２．５５°
【００２３】
なお、リコー製トナー"ｉｍａｇｉｏトナー タイプ１５"の安息角は３０．５°であり、上述の式によりＳ’は４９．３°になる。ただし、トナーは周囲の環境（温度、湿度など）によって流動性が悪くなる傾向があるため、好ましくは２〜５°程、角度Ｓ’を大きくしておくのがよい。なお、角度Ｓ’はトナー残だけを考慮すれば例えば６０°以上のように大きく取れば良いが、角度Ｓ’が大きくすると、その分容器が占有する単位面積当りのトナー収納量が減少するため、トナー収納容器２０が膨らんだときの側面傾斜部の角度がトナーの安息角を僅かに越える程度が好ましい。
【００２４】
また、図５は折り畳んだトナー収納容器２０の側面傾斜部の角度Ｓ’とトナー残量の関係を示す図である。この実験で使用したトナー収納容器としては、幅約９０ｍｍ、奥行き約６０ｍｍ、高さ約１８０ｍｍ（口金部材を除く）のサイズである。
【００２５】
図中ＡトナーとＢトナーは粉体としての流動性の異なるトナーを示し、Ａトナーは凝集度で５となる流動性の良いトナーである。Ｂトナーは凝集度で２０となる流動性が比較的悪いトナーであることを示す。いずれも通常のトナーとして用いられる範囲のトナーである。
【００２６】
上記「凝集度」は、上から１５０μｍ、７５μｍ、４５μｍの順に互いに目の大きさが異なるふるいを重ねたものに、２０秒間振動を与えながらトナー２ｇを通過させて、ふるいに残ったトナー重量（ｇ）より、次の式で算出した値である。ここで、式中の「ａ」は、目の大きさが１５０μmのふるいに残ったトナーの重量（ｇ）であり、「ｂ」は、目の大きさが７５μmのふるいに残ったトナーの重量（ｇ）であり、「ｃ」は、目の大きさが４５μmのふるいに残ったトナーの重量（ｇ）である。
【数３】

【００２７】
図５のグラフから明らかなように、角度Ｓ’は５０度以下でトナーの挟み込み量が多くなっており、残量を少なく、確実に排出するために角度Ｓ’は５０度以上とすることが効果的である。なお、角度Ｓ’はシート材を重ねて融着するときの融着部の角度で決められる。図では融着部の外側は切り落としてあるが、ここを切り取らずに残した形状でも可能である。
【００２８】
また、使用後のトナー収納容器２０の前後面を押して、元の状態に折り畳んで減容しようとするとき、斜面の角度Ｓが４５°以下の場合、側面の折り込み部が、内側に入り込まず、外側に張り出し、きれいに折り畳まれないことがある。先に側面を強制的に内側に折り込んでから、全体を減容させればよいが、手間がかかる。従って、Ｓを４５°以上にしておけば、前後面を押すだけで、側面部は自然に内側に折り込まれきれいに減容することが可能になる。
【００２９】
図６は、通常ガゼット型と呼ばれる袋形状を用いたトナー収納容器２０を示し、袋容器２１は前後面となるシート材２１ａ，２１ｂと左右側面となるシート材２１ｃ，２１ｄで構成され、左右側面となるシート材２１ｃ、２１ｄには上記した容器と同様に、内側に折れ込む折り目２２を設けている。また、袋容器２１では上面は前後面と左右側面を融着ＥとＦにより貼り合わせて形成している。
【００３０】
このように構成されたトナー収納容器２０を減容すると、側面シート材２１ｃ、２１ｄが内側に入り込み図７に示す形状となるが、このときに折り畳まれた容器の高さが増加してしまう欠点がある。つまり、はじめは高さがＬ１であったものが、上面が半分に折れて上方に延びるためにＬ２となり、Ｌ１＜Ｌ２となる。このため、かかるトナー収納容器２０を装置本体１内で自動減容しようとすると、Ｌ２の高さのスペースが必要となる。よって、トナー収納容器２０は図３に示しように、左右側面シート材２１ｃ、２１ｄだけでなく、上面シート材２１ｅも容器の内側に折れ曲がる折り目２２を設ければ、減容してもその高さＬが殆ど変わらず、装置本体１のトナー収納容器２０がセットされる容器装着部としてのセット部の高さはトナーが入った容器の高さ分だけあればよいので有利である。さらに、紛体ポンプ６０の吸引力で減容する場合、袋容器２１は縮こまろうとするため、図３のように、内側に折れる折り目２２は折り畳む方向と折り畳み力の加わる方向が同方向であり、折り目２２に沿った減容が得られる。これに対し、図６の容器では折り畳む方向と折り畳み力の加わる方向が逆方向になるため、減容された容器の形状がばらつきやすいという問題もある。
【００３１】
また、トナー収納容器の減容に対する重要なファクターとして、容器を形成するシート材の厚さがある。図３のトナー収納容器２０では左右側面と上面を折り込みたいので、前後面シート材２１ａ，２１ｂに対して左右側面、上面のシート材２１ｃ，２１ｄ．２１ｅを薄くし、剛性（こわさ）を低くすることが重要なポイントとなる。
【００３２】
図３のタイプのトナー収納容器２０において、減容のしやすさを、容器を充分に減容させるために必要な減圧量で比較した結果は以下のようであった。ここで、減圧量は大気圧に対する容器内圧力の負の差異分である。
前後面１６０μｍ−左右面１６０μｍ・・・０．５〜０．６ ｋＰａ（キロパスカル）
前後面１６０μｍ−左右面１００μｍ・・・０．２〜０．３ ｋＰａ（キロパスカル）
前後面１６０μｍ−左右面８０μｍ ・・・０．１〜０．２ ｋＰａ（キロパスカル）
前後面１６０μｍ−左右面６５μｍ ・・・０．１〜０．１５ ｋＰａ（キロパスカル）
【００３３】
シート材の材料は、ポリエチレンとナイロンのシートをラミネートした素材であり、容器の大きさは、幅約９０ｍｍ、奥行き約６０ｍｍ、高さ約１８０ｍｍ（口金を除く）のサイズである。また、減容後の形状についても側面８０μｍ以下の方が安定した形状が得られることが分かった。
【００３４】
これらの結果より、自動減容に最適なトナー収納容器２０としては、同一材質の場合、側面、上面のシート材の厚さは前後面シート材の厚さの１／２以下にすることによって安定した減容が得られた。
【００３５】
また、図３に示すトナー収納容器２０において、すべてのシート材を同一材で同一厚さにした場合、前後面にシート材２１ａ，２１ｂにより剛性の高い剛性部材（例えばＰＥＴ、ＰＥ等の樹脂材料）を貼着することで、前後面シート材と側面、上面のシート材の剛性に差を付けるようにしてもよい。このとき、前後面シート材２１ａに貼着した剛性部材２３の中心に例えば楕円形に凹部２４を設けると、これによりユーザーがトナー収納容器２０を持つ際に、この剛性部材２３の凹部２４に指をかけることができ、さらに凹部２４に指が確実にかかるため、トナー収納容器２０を持ち損ねることがない。
【００３６】
図８は、トナー収納容器２０を装置本体１にセットし、口金部材３０で支えられたときに発生する容器の座屈の様子を示す図である。これはトナー収納容器２０の水平方向の断面形状が口金部材３０近傍で小さくなってくるために、強度が無くなり、トナーの自重によって口金部材３０の近傍で座屈してしまう現象である。座屈による障害はトナー残量が増加してしまうことである。
【００３７】
かかる座屈を防止するには、左右の傾斜面を本体側の受け部で支える手段も有るが、容器斜面が支持部に接触することは減容の妨げとなり好ましくない。また、口金部材３０が正しくセット位置に届かない危険もあり、傾斜面は本体に触れない構造とすることが有利である。
【００３８】
そこで、この座屈を防止するため、図４に示すように、口金部材３０のシート材への固着幅をＷ２、容器幅をＷ１とすると、固着幅Ｗ２を容器幅Ｗ１の１／４以上とすることが好ましい。
【００３９】
図９乃至図１１はそれぞれ、第１の実施形態に係る口金部材３０の分解斜視図、横断面図及び縦断面図である。この口金部材３０は、上本体部３１と下本体部４０とで構成され、上本体部３１には上から見て舟形状に形成された袋容器２１が溶着される袋容器固着部３２が設けられている。また、下本体部４０はほぼ長方体に形成されており、図９に示す面を前面とすると、口金部材３０の下本体部４０は前後面の幅Ｗａが両側面の幅Ｗｂより広く形成されている。
【００４０】
この口金部材３０には、袋容器２１側の内孔３３と、内孔３３に連通し後述するシャッタ部材が抜き差し可能なシャッタ孔４１とからなるトナー通路が形成されている。内孔３３は、口金部材３０を下に向けた状態において、上下方向に延びる縦方向の孔であるのに対し、シャッタ孔４１は軸線が内孔３３の軸線とほぼ直角に交わる横方向の孔であり、本例のシャッタ孔４１は下本体部４０の前面から後面に抜ける断面円形の貫通孔である。また、内孔３３は舟形である袋容器固着部３２の内側において短方向の長さを直径とする断面円形の孔であり、この内孔３３は途中で漏斗状の絞り込み３３ａが形成されている。すなわち、内孔３３には途中からシャッタ孔４１に近づくほど開口面積が小さくなるような絞り込み３３ａによって小径になり、シャッタ孔４１の上部で該孔に連通している。したがって、内孔３３とシャッタ孔４１の連通部において、内孔３３の開口径がシャッタ孔４１の開口径より小さくなり、シャッタ孔４１にシャッタ部材５０が挿入されていると、トナー排出用開口は確実に閉じられた状態となる。
【００４１】
本実施形態のシャッタ部材５０は、断面が円形の軸状に形成され、シャッタ孔４１の径より僅かに小径に形成されており、よってシャッタ部材５０のシャッタ孔４１への挿入が確実に行うことができる。しかし、シャッタ部材５０がシャッタ孔４１より小径であると、シャッタ部材５０とシャッタ孔４１の間からトナー漏れやエアー漏れが発生する。そして、トナー漏れは、トナー汚染をもたらし、エアー漏れはトナー収納容器２０の減容を阻害してしまう。
【００４２】
そこで、口金部材３０にはシャッタ部材５０との間をシールするシール手段として、図９に示すように、断面が五角形のＯリング４２が設けられている。このＯリング４２は、シャッタ孔４１が貫通孔であるので、シャッタ孔４１の両側に設けている。また、Ｏリング４２の取り付けは、シャッタ孔４１の両側にＯリング４２が収まる溝を形成し、接着等で固定することもできるが、Ｏリング４２の固定に手間が掛かり、組み付けコストが嵩むという問題が発生してしまう。
【００４３】
そこで、図９乃至図１１に示す実施形態の口金部材３０は中部品４３と外部品３４に分割し、両部品の係合でＯリング４２を保持するように構成している。具体的には、中部品４３にＯリング４２が係合される係合溝４４が設けられ、外部品３４には中部品４３が装着される装着部３５、袋容器固着部３２、係合溝４４に係合されたＯリング４２を保持する保持部３６が設けられている。Ｏリング４２は、係合溝４４に係合された状態で中部品４３を外部品３４に装着すると、保持部３６で押さえられるので、その抜けが確実に防止される。
【００４４】
また、シャッタ孔４１は中部品４３と外部品３４とに跨って形成されており、外部品３４の装着部３５に中部品４３を装着し、シャッタ孔４１にシャッタ部材５０を差し込むことによって外部品３４に中部品４３が組み付けられる。また、シャッタ部材５０を抜き取るという簡単な作業で口金部材３０は外部品３４と中部品４３に分解することができる。したがって、トナー収納容器２０にトナー充填されている状態でシャッタ部材５０が抜かれるとトナーがこぼれるため、最大でも直径が８ｍｍ程度に抑えており、直径が６ｍｍならば指でシャッタ部材５０が動かしてしまうことが殆どなく好ましい。すなわち、シャッタ部材５０の直径が１０ｍｍあると、大人の指を想定すると、指でシャッタ部材５０を移動させてトナーが漏れ出す危険が大きくなるため、シャッタ部材５０の径を８ｍｍ程度までに設定している。
【００４５】
図１２乃至図１４はそれぞれ、第２の実施形態に係る口金部材３０の分解斜視図、横断面図及び縦断面図である。この口金部材３０はベース部材としての上部品３７並びに排出口部材としての内部品４５及び下部品４６の３つの部品から構成されている。上部品３７には、上記袋容器２１が固着される袋容器固着部３２と、下部品４６と結合するための結合手段としての固定ガイド３８とが設けられている。内部品４５には、上記Ｏリング４２が係合される係合溝４４が設けられている。下部品４６には、内部品４５の装着部３５と、Ｏリング４２の保持部３６と、上部品３７の固定ガイド３８が挿入されるガイド受け４７とが設けられている。
【００４６】
この口金部材３０は、シャッタ孔４１が内部品４５と下部品４６とに跨って形成され、下部品４６の装着部３５に係合溝４４にＯリング４２に係合させた内部品４５を装着し、シャッタ孔４１にシャッタ部材５０を差し込むことによって下部品４６に内部品４５が組み付けられる。そして、上部品３７の固定ガイド３８をガイド受け４７に合わせて回すことで、上部品３７と下部品４６が結合され、口金部材３０の組み付けが完了する。このとき、上部品３７と下部品４６とが正規の位置で結合したとき係止される係止手段を設けており、本例の係止手段は上部品３７に設けられた係止爪（図示せず）と、下部品４６に設けられた係止溝４６ａで構成され、両部品が正しい位置で結合されるとき係止爪が係止溝４６ａに嵌る。また、内孔３３が上部品３７と内部品４５とに跨って形成されているが、上部品３７と下部品４６は内孔３３の軸線を中心とした回転操作によって結合されるので、内孔３３がずれることはない。
また、口金部材３０を分解するときは、上部品３７を下部品４６から取り外した後、下部品４６の下壁部分に形成されている分解用の貫通孔４８から棒状の取り外し用具を差し込んで内部品４５を押し上げる。これにより、内部品４５を下部品４６から容易に取り外すことができる。
【００４７】
また、上記第１の実施形態にように口金部材３０が２部品で構成されている場合は、内孔３３が外部品３４と中部品４３とに跨っている。一方、第２の実施形態のように口金部材３０が３部品で構成されている場合は、内孔３３が上部品３７と内部品４５とに跨っている。そして、この内孔３３には漏斗状の絞り込み３３ａが形成されているが、この絞り込み３３ａは両実施形態とも中側の部品である中部品４３と内部品４５に形成されている。
【００４８】
ところで、トナー収納容器２０へのトナーの充填は工場で行われるが、上記したトナー収納容器２０において、シャッタ孔４１からトナーを充填するのは方向が異なる内孔３３を介するので困難である。また、袋容器２１自体に充填用の開口を形成し、そこからの充填はその後の容器の密閉がトナーによって容器が膨らんでいるので困難である。そこで、上記した２つの実施形態のトナー収納容器２０は中部品３４または内部品４５を装着する前は内孔３３に絞り込み３３ａがないので、内孔３３が比較的大きな開口になっている。よって、この中部品３４または内部品４５を装着する前の状態でトナーを充填すれば、充填が容易で、その後中部品３４または内部品４５を装着することで容器が密閉状態になる。このように、口金部材３０は上記した２部品または３部品で構成すればトナー充填が容易である。なお、２部品の口金部材３０を用いたトナー収納容器２０は、充填後、中部品４３を外部品３４に装着後、シャッタ部材５０を差し込むという２アクション必要であるが、３部品の口金部材３０を用いたトナー収納容器２０の場合、予め内部品４５と下部品４６を装着し、かつ、シャッタ部材５０を差し込んでおくことで、充填後は下部品４６を上部品３７へ結合するという１アクションで済むのでより好ましいといえる。
【００４９】
次に、上記構成のトナー収納容器２０が装着される画像形成装置本体１のセット部（容器装着部）の構成について説明する。
本実施形態の画像形成装置には、図１５に示すように、４色のトナー収納容器２０が装着されるセット部１００が設けられている。なお、４つのセット部１００は黒だけ幅広サイズに形成されているが、内部構造は実質上同一である。セット部１００は、図１６及び図１７に示すように、本体機枠１０１に回転軸１０２を介して装着された開閉フォルダ１０３が設けられ、開閉フォルダ１０３は図１７に示す閉じ位置と図１８に示す開放位置との間で回転可能に本体機枠１０１に支持されている。開閉フォルダ１０３の下部には、図１９に示すように、ノズル１１０をスライド可能に支持する一対のガイド部材１０４と、挿入されたノズル１１０を戻す用をなすスライダ１０６がスライド可能に嵌合されるガイド筒１０５とが形成され、その外面には固定カバー１１５が取り付けられている。また、開閉フォルダ１０３の上部には開閉フォルダ１０３を閉じ位置へ移動したとき、該閉じ位置に保持する係止部１２１が設けられた開閉取っ手１２０が上下方向に移動可能に装着されている。この開閉取っ手１２０は、樹脂製でありその下部に弾性腕１２２が一体的に形成され、この弾性腕１２２によって開閉取っ手１２０が常に最上位置に保持されている。なお、ノズル１１０はシャッタ部材５０と同径に形成されている。
【００５０】
ノズル１１０には、その両側に一体に形成されたスライド腕１１１が設けられ、このスライド腕１１１が上記ガイド部材１０４に移動可能に装着されている。スライド腕１１１の先端には、係止爪１１２が設けられ、係止爪１１２がガイド部材１０４の端部に係止されることでノズル１１０が開閉フォルダ１０３からの抜けが防止される。また、ノズル１１０と開閉フォルダ１０３の間には圧縮バネ１１３がノズル１１０に巻き付けるようにして遊嵌されており、このバネ１１３によってノズル１１０は常時係止爪１１２がガイド部材１０４の端部に係止される位置に弾性を持って保持されている。
【００５１】
上記ガイド筒１０５は、ノズル１１０の軸線上に延びる筒状で、ノズル１１０と対向する端部には上記シャッタ部材５０が挿入可能な孔１０５ａが形成され、その反対側端部は固定カバー１１５によって閉塞されている。ガイド筒１０５内には、上記したスライダ１０６と、該スライダ１０６をノズル１１０側へ押している圧縮バネ１０７とが封入されている。このスライダ１０６は、断面凸状に形成され、ガイド筒１０５のノズル側端部に形成された抜け止め１０８によって圧縮バネ１０７に押されてもガイド筒１０５内に保持されている。また、開閉フォルダ１０３には挿入されたトナー収納容器２０をセット位置に導くガイド枠１０９が設けられており、ガイド枠１０９の最下部が上記ノズル１１０が配置され、トナー収納容器２０の口金部材３０の下本体部４０が嵌り込む受け部となっている。この受け部には、ノズル１１０及びシャッタ部材５０が通り抜け可能な不図示の開口が形成されている。
【００５２】
このように構成されたセット部１００は、開閉取っ手１２０を下げつつ前へ引き出すと、係止部１２１が本体機枠１０１に形成された係止溝１２３から抜けることで、図１８に示すように、開閉フォルダ１０３の底部が本体機枠１０１に当る位置までそのフォルダを回転軸１０２に中心として回転でき、開閉フォルダ１０３が開放位置に移動される。開放位置の開閉フォルダ１０３は、ノズル１１０が図１８の左側に引っ込んだ状態であり、ここで、トナー収納容器２０を、口金部材３０側を下へ向けて落とし込むと、ノズル１１０は係止爪１１２が圧縮バネ１１３によってガイド部材１０４に当接する位置に保持されているので、口金部材３０のシャッタ部材５０がノズル１１０に対向する位置まで落ちる。
このようにトナー収納容器２０が所定位置に落とし込まれた後、開閉フォルダ１０３を元の図１７に示す閉じ位置に戻す。この戻し操作により、ノズル１１０がシャッタ孔４１に嵌り込み、シャッタ部材５０が孔１０５ａからガイド筒１０５側へ移動させられる。そして、ノズル１１０には先端近くの周面上部にトナー受け入れ口１１４が設けられ、このトナー受け入れ口１１４が口金部材３０に設けられた内孔３３の下部に連通し、これにてトナー収納容器２０から現像装置１４へのトナー補給路が通ずる。なお、ノズル１１０の挿入によってガイド筒１０５側へ押し出されたシャッタ部材５０は、完全にシャッタ孔４１から抜けきることなくシャッタ孔４１とガイド筒１０５に跨った位置に保持される。
【００５３】
また、ノズル１１０がシャッタ孔４１に差し込まれるとき、圧縮バネ１１３が開閉フォルダ１０３に押されて圧縮され、さらにガイド筒１０５に設けられた圧縮バネ１０７もシャッタ部材５０の挿入でスライダ１０６を介して圧縮される。このため、開閉フォルダ１０３を閉じ位置から開放位置へ移動させられると、ノズル１１０は圧縮バネ１１３の弾性力によって、そしてシャッタ部材５０は圧縮バネ１０７の弾性力によってそれぞれ元の位置へ戻される。したがって、ノズル１１０はトナー収納容器２０のシャッタ孔４１から抜け、シャッタ孔４１には再びシャッタ部材５０が挿入される。
【００５４】
上記のように、トナー収納容器２０はセット装置本体１にセットするだけで、トナー補給路に連通し、しかも開閉フォルダ１０３を開放すると、ノズル１１０がシャッタ孔４１から抜けるが、このとき直ちにシャッタ部材５０が戻るので、トナー収納容器２０からトナーが漏れ出すことがない。
【００５５】
以上、上記実施形態によれば、トナー収納容器本体部材を構成するベース部材（外部品３４、上部品３７）と、排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）との間の係合解除という簡単な操作で、使用済みのトナー収納容器２０から排出口部材を分離することができる。したがって、従来のトナー収納容器のようにトナー排出用部材において接着されている弾性体からなるシール材を取り外すという煩雑な作業が不要となる。よって、粉体収納体としての袋容器２１及びベース部材からなるトナー収納容器本体部材と、排出口部材とを、個別の部品として再利用するリサイクルが容易になる。さらに、上記排出口部材の分離により、袋容器２１の内部に連通する開口を外部に露出させ、この露出した開口から粉体の充填が可能になるので、袋容器２１内へトナーを再充填して袋容器２１を再利用するリサイクルも容易になる。
また、上記実施形態によれば、上記ベース部材としての外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口の開口面積が、上記排出口部材としての中部品４３（内部品４５）における上記粉体排出部としてのシャッター孔４１の開口面積よりも大きい。このように外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口の開口面積が、中部品４３（内部品４５）におけるシャッター孔４１の開口面積よりも大きいので、中部品４３（内部品４５）を取り外して露出させた外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口からのトナー充填が容易になる。しかも、中部品４３（内部品４５）におけるシャッター孔４１の開口面積は小さくしておくことができるため、シャッター孔４１からのトナー漏れを抑制できる。
また、上記実施形態によれば、上記ベース部材としての外部品３４（上部品３７）の中継通路としての内孔３３におけるトナー通過方向と直交する面方向の開口断面積が、粉体収納体としての袋容器２１の開口部側から上記排出口部材としての中部品４３（内部品４５）側に近づくほど小さくなっている。このように外部品３４（上部品３７）の内孔３３の開口断面積が次第に小さくなる絞り込み３３ａが形成されているため、内孔３３におけるトナー残留を抑制し、袋容器２１側から受けたトナーを中部品４３（内部品４５）側へスムーズに通過させることができる。
また、上記実施形態によれば、袋容器２１が可撓性材料で形成されているので、トナー収納容器２０の使用が終了した後、袋容器２１の体積を減少させるように袋容器２１を変形させることができるため、使用済のトナー収納容器２０の減容が可能になる。
また、上記実施形態によれば、袋容器２１は、その下側に口金部材３０のベース部材が位置するとき周面を構成する周面シート材と上面を構成する上面シート材とを備えている。この周面シート材と上面シート材に内側へ折れ込む折り目が形成されているので、袋容器２１の減容が容易で、しかも減容時の高さが高くなることを防止することができる。
また、上記実施形態によれば、上記周面シート材の少なくともベース部材側の複数の内壁面がベース部材に向かって徐々に近づくように傾斜面で形成されている。この傾斜面の水平面に対する傾斜角度がトナーを充填した状態においてトナーの安息角よりも大きい角度であるので、減容により残トナーが多量になることを防止することができる。
また、上記実施形態によれば、口金部材３０のベース部材は、互いに対向する１対の側面が袋容器２１の前後面とほぼ平行な長方体状に形成されている。この袋容器２１の左右側面間の幅が、その袋容器２１の前後面と平行なベース部材の１対の側面間の幅より狭く形成されているため、袋容器２１を減容後のトナー収納容器本体部材の厚さを薄くすることができる。
【００５６】
また、上記実施形態によれば、上記周面シート材を、前後面を形成するシート材及び左右側面を形成するシート材で構成した場合に、この左右側面シート材２１ｃ，２１ｄに内側へ折れ込む折り目を形成しているので、減容を容易に行うことができる。
また、上記実施形態によれば、前後面シート材２１ａ，２１ｂが左右側面シート材２１ｃ，２１ｄより剛性が高くなるように形成されているので、減容をより容易に行うことができる。
また、上記各実施形態によれば、前後面シート材２１ａ，２１ｂ及び左右側面シート材２１ｃ，２１ｄを同一材料で形成した場合、左右側面シート材２１ｃ，２１ｄを前後面シート材２１ａ，２１ｂよりも厚さを薄くしている。これにより、前後面シート材２１ａ，２１ｂの剛性が左右側面シート材２１ｃ，２１ｄよりも高くなるので、減容をより容易に行うことができる。
また、上記実施形態によれば、前後面シート材２１ａ，２１ｂ及び左右側面シート材２１ｃ，２１ｄを同一材料で形成した場合、前後面シート材２１ａ，２１ｂに剛性の高い部材を取り付けている。これにより、前後面シート材２１ａ，２１ｂの剛性が左右側面シート材２１ｃ，２１ｄよりも高くなる。したがって、厚さが異なるシート材を用いる必要がなく製造が容易であり、しかも減容をより容易に行うことができる。
また、上記実施形態によれば、剛性の高い部材が前後面シート材２１ａ，２１ｂの外面側に取り付けられ、剛性の高い部材の面に凹凸が形成されているので、減容をより容易になり、しかも容器が持ちやすくなる。
また、上記実施形態によれば、傾斜角度はトナーが充填された状態において４５°より大きいので、前後面シート材２１ａ，２１ｂを押して減容したときの形状が良好なコンパクト形状にすることができる。
また、上記実施形態によれば、画像形成装置本体にトナー収納容器のトナーを吸引する吸引手段を設けることにより、トナー収納容器から吸引手段までがほぼ密閉された移送経路を形成している。この吸引手段によるトナーの吸引に伴ってトナー収納容器が減容されるので、減容後の形状をほぼ一定形状となるトナー収納容器２０の自動減容が可能になる。
【００５７】
なお、上記実施形態では粉体としてトナーを収納するトナー収納容器について説明したが、本発明は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収納する粉体収納容器や、その他の種類の粉体を収納する粉体収納容器の場合にも同様に適用できるものである。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１乃至９の発明によれば、シャッター部材を備えた排出口部材と組み合わせることにより、粉体排出用部材を構成するベース部材と排出口部材との結合という簡単な操作で、使用済みの粉体収納容器から排出口部材を分離することができ、粉体収納体への粉体の充填が容易になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るトナー収納容器を使用する画像形成装置の概略図。
【図２】同画像形成装置のトナー補給装置を示す断面説明図。
【図３】同トナー収納容器のトナーを充填した状態の斜視図。
【図４】同トナー収納容器の折り畳んだ状態の正面説明図。
【図５】トナー収納容器の側面傾斜角度とトナー残量の関係を示すグラフ。
【図６】ガゼットタイプのトナー収納容器を示す斜視図。
【図７】図６のトナー収納容器の減容時の状態を示す斜視図。
【図８】トナー収納容器の座屈現象を示す説明図。
【図９】本発明の第１の実施形態に係るトナー収納容器の口金部材の分解斜視図。
【図１０】図９の口金部材の横断面図。
【図１１】図９の口金部材の縦断面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るトナー収納容器の口金部材分解斜視図。
【図１３】図１２の口金部材の横断面図。
【図１４】図１２の口金部材の縦断面図。
【図１５】図１に示す画像形成装置の外観図。
【図１６】トナー収納容器のセット部の分解斜視図。
【図１７】図１６に示すセット部の開閉フォルダを閉じた状態を示す断面図。
【図１８】図１６に示すセット部の開閉フォルダを開いた状態を示す断面図。
【図１９】図１６に示すセット部の横断面図。
【符号の説明】
１ 画像形成装置本体
２０ トナー収納容器
２１ 袋容器
２１ａ 前面シート材
２１ｂ 後面シート材
２１ｃ 左側面シート材
２１ｄ 右側面シート材
２１ｅ 上面シート材
２２ 折り目
３０ 口金部材
３３ 内孔
３４ 外部品
３７ 上部品
４１ シャッター孔
４３ 中部品
４５ 内部品
４６ 下部品
５０ シャッター部材
１１０ ノズル

Claims (9)

1. 一端部に開口部を有する粉体収納体と、該粉体収納体内の粉体を外部に排出するための排出口を有し且つ該粉体収納体の開口部に設けられた粉体排出用部材とを備えた粉体収納容器であって、
   該粉体排出用部材の内部に該粉体収納体の開口部から該排出口まで粉体が通過可能な粉体通路が形成され、
   該粉体通路は、該粉体排出用部材内で屈曲し、その屈曲している箇所と該粉体収納体の開口部との間の粉体通過方向が直線状になるように形成され、
   該粉体排出用部材は、該粉体通過方向が直線状になっている該粉体通路の途中で互いに結合及び分離ができるように構成された、該粉体収納体の開口部に設けられたベース部材と該排出口を有する排出口部材とを備えていることを特徴とする粉体収納容器。
2. 請求項１の粉体収納容器において、
   上記粉体排出用部材の一部を構成する上記排出口部材は、上記排出通路を開閉するためのシャッター機能を有することを特徴とする粉体収納容器。
3. 請求項１の粉体収納容器において、
   上記ベース部材に形成されている上記粉体通路の上記排出口部材側の出口の開口面積が、上記排出口部材の上記排出口の開口面積よりも大きいことを特徴とする粉体収納容器。
4. 請求項１の粉体収納容器において、
   上記ベース部材に形成されている上記粉体通路における粉体通過方向と直交する面方向の開口断面積が、上記粉体収納体の開口部側から上記排出口部材側に近づくほど小さくなるように、該粉体通路を形成したことを特徴とする粉体収納容器。
5. 請求項１の粉体収納容器において、
   上記ベース部材は、互いに対向する１対の側面が上記粉体収納体の前後面とほぼ平行な長方体状に形成され、
   上記粉体収納体の左右側面間の幅が、該粉体収納体の前後面と平行な該ベース部材の１対の側面間の幅より狭く形成されていることを特徴とする粉体収納容器。
6. 請求項１乃至５のいずれかの粉体収納容器において、
   上記粉体収納体を可撓性材料で形成したことを特徴とする粉体収納容器。
7. 請求項６の粉体収納容器において、
   上記粉体収納体は、上記ベース部材が下側に位置するとき周面を構成する周面シート材と、上面を構成する上面シート材とからなり、該周面シート材と該上面シート材に内側へ折れ込む折り目が形成されていることを特徴とする粉体収納容器。
8. 請求項６の粉体収納容器において、
   上記粉体収納体は、上記ベース部材が下側に位置するとき周面を構成する周面シート材と、上面を構成する上面シート材とからなり、
   該周面シート材の少なくとも該ベース部材側の複数の内壁面が該ベース部材に向かって徐々に近づくように傾斜面で形成され、
   該傾斜面の水平面に対する傾斜角度が粉体を充填した状態において粉体の安息角よりも大きい角度であることを特徴とする粉体収納容器。
9. 請求項１乃至８のいずれかの粉体収納容器において、
   上記粉体収納体は袋状であることを特徴とする粉体収納容器。

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