JP4331198B2 - 現像剤収納容器および画像形成装置 - Google Patents

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に関する。

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、現像剤収納容器に相当するトナーカートリッジに収納され、このトナーカートリッジから現像装置に対して逐次トナーの供給が行われる。

多くの場合、トナーカートリッジ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。トナーカートリッジは、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。そして、トナーカートリッジの軸を中心に回転駆動させることにより、収納されているトナーが攪拌され、排出口の方向へ搬送される。その結果、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、フルカラー複合機のトナーカートリッジは、ハンドリングの容易性、リサイクル化のし易さという観点から、多数のトナーカートリッジが提案されている。

しかしながら、近年の高画質化におけるトナーの小粒径化に伴うトナーの流動性低下や、トナーがトナーカートリッジ内壁に付着し易いといった弊害に対して、トナーをスムースに安定して全量を補給することが必要となる。

そこで、特許文献１には、トナーカートリッジ内に螺旋状の攪拌部材を回転自在に設け、トナーカートリッジ内壁に貼り付くトナーを掻き落とし、トナーカートリッジ内のトナー全量を確実に攪拌し、排出可能とする技術が開示されている。

また、特許文献２には、現像剤容器の中に、パイプの内側と外側に互いに逆方向のひねりの螺旋翼を設けたブレンダーを設け、当該パイプの内側に球状部材を設けて、パイプ内壁に付着するトナーを振動で剥離し、パイプの内側でのトナー残留を防止する技術が開示されている。

特許文献３には、残留トナー回収装置の内部に、トナーを搬送するための搬送スクリューが設けられており、当該搬送スクリュー上に、トナーの堆積を防止するための球体が配設されている技術が開示されている。
特開平３−２８８８７５号公報（１９９１年１２月１９日公開） 特開平４−１０００７４号公報（１９９２年４月２日公開） 特開２００３−１３１５３４号公報（２００３年５月９日公開）

しかしながら、特許文献１及び２に係る技術では、トナーカートリッジ内の攪拌手段に相当する攪拌部材や螺旋翼の構造が複雑であることや、当該攪拌部材や螺旋翼を回転させるために部品点数が多くなることにより高価となる。特許文献３に係る技術でも、トナーを搬送するための搬送スクリューが複雑な構造であるため、同様の問題が生じる。また、搬送機構の構造が複雑であり、部品点数が多くなるため、トナーカートリッジが大型となる。そのため、特にフルカラー複合機のようなＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋといった４色のトナーカートリッジを収容するためには、フルカラー複合機が大型化してしまい、省スペース化という市場ニーズに適さない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、現像剤を安定して供給することが可能であり、かつ、安価で小型化が可能である現像剤収納容器を実現することを目的とする。

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、中空の円筒部に現像剤を収納するとともに、上記円筒部がその軸を中心として回転駆動されることにより、収納した上記現像剤を排出口から排出する現像剤収納容器において、上記円筒部の内周面には、上記円筒部の回転方向に対して傾斜する方向に延伸する線状の突状部が複数設けられており、上記突状部と衝突するように上記円筒部内を移動可能な攪拌部材を備えていることを特徴とする。

上記の構成によれば、円筒部の内周面には、円筒部の回転方向に対して傾斜する方向に延伸する線状の突状部が複数設けられているため、円筒部が回転することにより、現像剤が搬送されることとなる。そして、突状部と衝突するように円筒部内を移動可能な攪拌部材が存在する。そのため、円筒部が回転することによって、攪拌部材が突状部と衝突し、現像剤収納容器に振動を与えることとなる。この振動によって円筒部の内壁に付着した現像剤が剥がれ、現像剤の排出効率を向上させることができる。また、攪拌部材は、円筒部内を移動可能であるため、突状部が設けられていない領域において、円筒部が回転することにより、円筒部の内壁を摺擦する。これによっても、内壁に付着した現像剤を剥がすことができ、現像剤の排出効率を向上させることができる。

そして、上記構成の現像剤収納容器は、円筒部の内周面に線状の突状部を設け、かつ、円筒部内に攪拌部材を備えるという簡単な構造である。すなわち、従来のように、円筒部とは別に、回転可能な螺旋形状の攪拌部材および当該攪拌部材を回転させるための部品等を必要としない。これにより、本発明の現像剤収納容器は、安価に製造することができる。また、簡単な構造であるため、小型化にも対応できる。

以上のように、本発明によれば、現像剤を安定して供給することが可能であり、かつ、安価で小型化が可能である現像剤収納容器を実現することができる。

さらに、本発明の現像剤収納容器において、上記攪拌部材の真比重が、上記現像剤の真比重よりも大きいことが好ましい。

上記の構成によれば、現像剤収納容器の中に大量の現像剤が存在しても、攪拌部材は、現像剤収納容器の底に位置することとなる。そのため、円筒部を回転させたとき、攪拌部材は、円筒部の内壁の全周を摺擦することができる。これにより、現像剤収納容器に残る現像剤を一層少なくすることができる。

さらに、本発明の現像剤収納容器は、上記の構成に加えて、上記攪拌部材を複数備えており、当該複数の攪拌部材が連結部材により連結されていることが好ましい。

上記の構成によれば、複数の攪拌部材が連結部材によって連結される。これにより、複数の攪拌部材を円筒部の軸方向に沿って配置させることができ、攪拌部材と円筒部の内壁との接触面積を増やすことができる。これにより、突状部と攪拌部材との衝突による振動を一層多く現像剤収納容器に与えることとなる。また、攪拌部材が円筒部の内壁を摺擦する面積も大きくなる。その結果、現像剤収納容器に残る現像剤を一層少なくすることができる。

さらに、本発明の現像剤収納容器は、上記排出口が上記円筒部の一方の端部に設けられており、上記攪拌部材と、上記排出口が設けられていない側の上記円筒部の端部とが、連結部材を介して連結されていることが好ましい。

上記の構成によれば、攪拌部材は、現像剤とともに排出口の方向に搬送されない。そのため、攪拌部材は、突状部と頻繁に衝突するとともに、円筒部の内壁の全周を摺擦することができる。その結果、現像剤収納容器に残る現像剤を一層少なくすることができる。

さらに、本発明の現像剤収納容器において、上記攪拌部材が球状であり、その直径が６ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、現像剤の搬送に長時間を要することがなく、円筒部内における攪拌部材の移動が円滑となる。

さらに、本発明の現像剤収納容器において、上記円筒部の内周面からの上記突状部の高さが、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、攪拌部材に要するコストを低く抑えることができるとともに、現像剤収納容器に残る現像剤の量を少なくすることができる。

さらに、本発明の現像剤収納容器において、上記連結部材がピアノ線であり、当該ピアノ線の線径が０．０５０ｍｍ以上０．３００ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、連結部材が攪拌部材に絡まることがなく、現像剤収納容器に残る現像剤の量を少なくすることができる。

また、本発明の画像形成装置は、上記の現像剤収納容器を備えていることを特徴とする。これによれば、現像剤を無駄なく使用するこができ、安価で小型の画像形成装置を製造することができる。

以上のように、本発明に係る現像剤収納容器は、中空の円筒部に現像剤を収納するとともに、上記円筒部がその軸を中心として回転駆動されることにより、収納した上記現像剤を排出口から排出する現像剤収納容器において、上記円筒部の内周面には、上記円筒部の回転方向に対して傾斜する方向に延伸する線状の突状部が複数設けられており、上記突状部と衝突するように上記円筒部内を移動可能な攪拌部材を備えている。

これにより、現像剤を安定して供給することが可能であり、かつ、安価で小型化が可能である現像剤収納容器を実現することができる。

本発明の一実施形態について図１〜図１７に基づいて説明する。

（複合機の全体構成）
図２は、本発明の一実施形態を示すものであり、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。

本実施形態の複合機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）から無線又は有線にて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。

複合機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、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。このように、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、複合機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カートリッジを有している。各トナーカートリッジはトナーが消耗した際に交換可能となっている。なお、複合機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のトナーカートリッジには、各色のトナーに加えて適量のキャリアが含まれていてもよい。

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、複合機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。

（現像装置およびトナー補給装置の構成）
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、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モータからなる。

図４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の構造を示す斜視図である。また、図５は、トナー補給部５００の右側面図である。図６は、図５に示すトナー補給部５００を裏側から見たときの側面図である。また、図７は、図５に示すトナー補給部を軸Ｙに平行な面で断ったときの断面図である。なお、本実施形態では、トナー補給部の内部に振動部材（後述する）が備えられているが、図７では、当該振動部材の図示を省略している。さらに、図８は、図５に示すトナー補給部５００を矢印Ｘ方向に見た側面図である。

トナー補給部５００は、図４〜図７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カートリッジ（現像剤収納容器）２００と、このトナーカートリッジ２００を一端部側で回動可能に保持する保持部材３００とを有している。

トナーカートリッジ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、保持部材３００に保持される側の端部を先端部２０１ａとしたとき、この先端部２０１ａ付近には、トナーを排出するための排出口２０１ｆが形成されている。なお、図５及び図６に示すように、円筒部２０１の周面のうち、先端部２０１ａ付近の領域が保持部材３００によって覆われているので、図５及び図６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、開口部２０１ｉが形成されている。そして、当該開口部２０１ｉは、キャップ８００によって塞がれている。なお、開口部２０１ｉの外周にはネジ山が形成されており、キャップ８００の内周にはネジ溝が形成されている。そして、当該ネジ山とネジ溝とを用いて、開口部２０１ｉにキャップ８００を螺合させることにより、開口部２０１ｉは閉じられる。

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。一方、図７に示されるように、円筒部２０１の内周面では、溝部２０１ｃ…に対応する領域が、軸Ｙ側に突出した形状の突状部２０１ｈ…となっている。

溝部２０１ｃ（突状部２０１ｈ）…は、トナーカートリッジ２００の回転方向Ｚに対して僅かに傾斜する方向に延伸するとともに、それぞれの溝部２０１ｃが互いに平行になるように、トナーカートリッジ２００の軸Ｙに沿って複数設けられている。すなわち、突状部２０１ｈは、トナーカートリッジ２００の円筒部２０１の内周面において傾斜して直線状に形成されている。そして、トナーカートリッジ２００が回転することにより、トナーは、突状部２０１ｈから排出口２０１ｆに向かう方向の力を受け、搬送されることとなる。

また、軸Ｙ方向に沿って隣り合う２つの溝部２０１ｃ（突状部２０１ｈ）は、その一部分同士が軸Ｙ方向において重なり合っている。さらに、軸Ｙ方向に沿って１つの溝部２０１ｃ（突状部２０１ｈ）を挟んだ２つの溝部２０１ｃ（突状部２０１ｈ）は、軸Ｙからみたときの方向が同一である。１つの溝部２０１ｃ（突状部２０１ｈ）の延伸方向における両端部と軸Ｙとを結ぶ線とのなす角度は、約９０度に設定されている。

なお、これらの突状部２０１ｈ…および溝部２０１ｃ…を有するトナーカートリッジ２００は、例えばＡＢＳ樹脂、ＰＥ樹脂を金型成形やブロー成形することによって形成することができる。

トナーカートリッジ２００は、複合機１０１に装着される際に、図５に示す姿勢、すなわち、円筒部２０１の軸Ｙが水平となるように設置される。また、トナーカートリッジ２００は、円筒部２０１の軸Ｙを中心に、図に示すＺ方向に回転駆動される。すなわち、トナーカートリッジ２００は、キャップ８００側から見て、時計回りに回転する。

図９は、本発明の一実施形態を示すものであり、トナーカートリッジ２００の先端部２０１ａ付近の構造を示す側面図である。先端部２０１ａは、図６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２つのリブ２０２・２０２が形成されている。

リブ２０２・２０２は、トナー補給装置１００が複合機１０１に装着されたときに、駆動装置の接続部と嵌合するようになっている。これにより、トナー補給装置１００のトナーカートリッジ２００は、駆動装置からの駆動力がリブ２０２・２０２を介して伝達され回転する。

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端面２０１ｇ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。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保持部材３００の内部に収容される。

図８に示すように、保持部材３００の底面（複合機１０１にトナー補給装置１００を配設したときの下面）には、トナーカートリッジ２００から排出されたトナーをさらに保持部材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により保持部材３００のトナー排出部が開放状態になると、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。

保持部材３００は、図４〜６及び図８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、保持部材３００の端部には、先端部２０１ａの先端面２０１ｄに設けられたリブ２０２が少なくとも露出するように開口部が形成されている。

図８に示すように、第２筐体３０２の表面には、複合機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、保持部材３００と複合機１０１側の載置面とのクリアランスを確保する高さに調整されている。

図１０は、本発明の一実施形態を示すものであり、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１０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、トナーカートリッジ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、トナーカートリッジ２００が回転できるように、適切な強さでトナーカートリッジ２００を支持部材６００に装着している。

図１０に示すように、トナーカートリッジ２００の先端部２０１ａ側には、駆動モータ７０１と、駆動モータ７０１の回転力をトナーカートリッジ２００に伝達するために接続部（図示せず）とが備えられている。当該接続部のトナーカートリッジ２００側の端部には、トナーカートリッジ２００に設けられたリブ２０２・２０２と嵌合する２つの凹部が設けられており、この２つの凹部がリブ２０２・２０２と嵌合する。一方、接続部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が軸Ｙを中心にＺ方向に回転すると、その回転力が接続部を介してトナーカートリッジ２００に伝達され、トナーカートリッジ２００が軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動される。

トナーカートリッジ２００を軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動すると、トナーカートリッジ２００の円筒部２０１の内周面に設けられた突状部２０１ｈ…によって、トナーカートリッジ２００内のトナーが先端部２０１ａ側に搬送され、排出口２０１ｆから保持部材３００内に排出される。そして、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。

（トナーの滞留防止機構）
次に、本実施形態のトナーカートリッジ２００におけるトナーの滞留防止機構について説明する。図１１は、トナー補給部５００の組み立て方法を示す図である。

図１１に示されるように、トナーカートリッジ２００の中に、連結部材（例えば、ピアノ線など）９０１で連結された複数の振動部材９００を入れ、当該連結部材９０１の一端がキャップ８００とトナーカートリッジの開口部２０１ｉとの間に挟みこまれるようにキャップ８００を締める。さらに、トナーカートリッジ２００を保持部材３００で支持する。これにより、トナー補給部５００を組み立てることができる。

図１は、振動部材９００をトナーカートリッジ２００内に配置したときのトナー補給部５００の断面図である。図１に示されるように、連結部材９０１で連結された複数の振動部材９００は、軸Ｙから見たときの方向が同一の位置に形成されている突状部２０１ｈの間に位置する。また、連結部材９０１の一端のみがキャップ８００とトナーカートリッジ２００の円筒部２０１との間で固定されているため、振動部材９００は、トナーカートリッジ２００内で移動することができる。

振動部材９００は、球状であり、トナーの真比重よりも大きい真比重を有している。材質としては、例えば、ステンレス、銅、ガラスビーズ等を用いることができる。

図１２は、振動部材９００の連結状態を示す図である。上述したように、複数の振動部材９００は、連結部材９０１によって連結されている。

連結部材９０１は、線状の部材であり、例えば、炭素含有量０．６０〜０．９５％の高炭素鋼線であるピアノ線、硬鋼線、ステンレス線である。

図１２に示されるように、各振動部材９００には第１貫通孔９０４（例えば、直径Ｄ１＝１ｍｍ）が設けられており、当該貫通孔９０４に連結部材９０１が貫通される。さらに、隣り合う振動部材９００の間には、連結部材９０１が貫通可能な第２貫通孔９０５を備えた円筒状の間隙部材９０２が配置されている。間隙部材９０２の外径は、振動部材９００の第１貫通孔９０４の径よりも大きく設定されている（例えば、外径３ｍｍ）。当該間隙部材９０２が配置されることによって、隣り合う振動部材９０４間の距離が一定に保たれる。なお、間隙部材９０２の材質は、例えばシリコン樹脂であるが、これに限定されるものではない。

また、連結部材９０１は、キャップ８００によって円筒部２０１に締め付けられる側とは逆の端部において、振動部材９００の第１貫通孔９０４よりも大きいストッパー部材９０３と接続されている。これにより、振動部材９００および間隙部材９０５は、連結部材９０１から外れることがなくなる。

ストッパー部材としてはゼムクリップなど振動部材９００の抜けを防止出来るものであればよい。

次に、トナーカートリッジ２００を回転させたときの振動部材９００の動きについて、図１３〜１６を参照しながら説明する。

図１３（ａ）は、連結部材９０１とキャップ８００との接続箇所が下方に位置する状態（以下、この状態を初期状態という）のときの軸Ｙに沿った断面図である。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の矢印Ａ方向から見たときの側面図である。

図１４（ａ）は、初期状態から９０°回転したときの軸Ｙに沿った断面図である。また、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の矢印Ｂ方向から見たときの側面図である。

図１５（ａ）は、初期状態から１８０°回転したときの軸Ｙに沿った断面図である。また、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の矢印Ｃ方向から見たときの側面図である。

図１６（ａ）は、初期状態から２７０°回転したときの軸Ｙに沿った断面図である。また、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の矢印Ｄ方向から見たときの側面図である。

図１３（ａ）〜図１６（ｂ）に示されるように、連結部材９０１とキャップ８００との接続箇所の軸Ｙに対する回転位置に応じて、振動部材９００の位置は、軸Ｙ方向に沿って変位する。これにより、振動部材９００は、トナーカートリッジ２００の円筒部２０１の内壁を摺擦し、当該内壁に付着したトナーを除去することができる。

また、トナーは、突状部２０１ｈにより排出口２０１ｆに向かって搬送されるが、連結部材９０１は、トナーカートリッジ２００の排出口２０１ｆが形成されている側と反対側の端部において固定される。そのため、振動部材９００は、突状部２０１によって排出口２０１ｆの方向に移動しない。その結果、振動部材９００は、常にトナーカートリッジ２００の円筒部２０１の内壁全周に対して摺擦することとなる。これにより、トナーの排出効果が向上する。

さらに、突状部２０１ｈの延伸方向の両端部の各々と軸Ｙとを結ぶ２つの線のなす角度は、約９０°である。また、上述したように、連結部材９０１は、トナーカートリッジ２００の排出口２０１ｆが形成されている側と反対側の端部において固定されるため、突状部２０１によって排出口２０１ｆの方向に移動しない。そのため、振動部材９００は、トナーカートリッジ２００が回転することによって、突状部２０１と衝突する。これにより、振動部材９００は、振動することとなる。当該振動がトナーカートリッジ２００に伝わることによっても、内壁に付着したトナーが剥がれ落ち、トナーの滞留を防止することができる。

（実施例）
次に、本実施形態の具体的な実施例における、トナーカートリッジ２００内のトナーの残量の評価結果を説明する。

図１７は、突状部２０１ｈ及び振動部材９００の寸法の関係を示したトナーカートリッジの断面図である。図１７に示されるように、振動部材９００の直径Ｄ２を１０ｍｍとした。また、振動部材９００の材質をステンスとした。また、円筒部２０１の内壁からの突状部２０１ｈの高さＨを５ｍｍとし、かつ、軸Ｙからみたときに同一方向に配置されている突状部２０１ｈの間隔Ｌを３０ｍｍに設定した。

そして、ＢＫ、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色のトナーをトナーカートリッジ２００に入れ、トナーカートリッジ２００を回転駆動させた後のトナー残量を評価した。なお、各色トナーとして、ポリエステル樹脂を主成分としたポリエステルトナー、体積平均粒径６．０〜７．０μｍ、形状係数をＳＦ−１＝１２５〜１３５（トナー粒子の丸さの度合），ＳＦ−２＝１２８〜１４０（トナー粒子の凹凸の度合）としたものを用いた。なお、形状係数は、例えば、日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い倍率５００倍に拡大したトナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報をニレコ社製画像解析装置（ＬｕｚｅｘＩＩＩ）で解析を行なった値である。また、トナーカートリッジへのトナー充填量を１ｋｇとした。さらに、トナーカートリッジを回転させるための駆動モータとして、ＡＣモータ４．２ｒｐｍ（定格２４Ｖ／６２．５Ｈｚ）を用いた。

また、連結部材９０１としてピアノ線を用いた。

表１は、ピアノ線の線径を変えたときの、トナーカートリッジ２０１内のトナー残量を示している。表１に示されるように、連結部材９０１であるピアノ線の線径が０．０２５ｍｍのときには、ピアノ線が振動部材９００に絡まり、トナーの排出が困難となった。一方、ピアノ線の線径が０．０５０ｍｍ以上のときには、このようなピアノ線の絡まりはなかった。そして、ピアノ線の線径が０．０５０〜０．３００ｍｍのときには、トナー残量が３０ｇ未満となり、ほぼ全量のトナーの排出が可能であることが確認できた。ただし、ピアノ線の線径が０．５００ｍｍ以上になると、トナー残量が増大することがわかった。これは、ピアノ線の腰（靭性、弾力性、張りともいう）が大きくなりキャップ側の振動部材９００がトナーカートリッジ内壁を充分摺擦しないことによるものと考えられる。

なお、突状部２０１ｈや振動部材９００の寸法は適宜選択することができる。ただし、突状部２０１ｈの高さは、３〜８ｍｍが好ましい。突状部２０１ｈの高さが３ｍｍ未満の場合、トナー搬送に時間を要してしまう。一方、突状部２０１ｈの高さが８ｍｍを超えると、振動部材９００がトナーカートリッジ２００内において軸Ｙ方向の移動が円滑に出来ない場合がある。

また、振動部材９００の外径は、６〜３０ｍｍが好ましい。振動部材９００の外径が６ｍｍ未満の場合、振動部材９００の数が多くなり、振動部材９００に要するコストが高くなってしまう。一方、振動部材９００の外径が３０ｍｍを超えると、振動部材９００とトナーカートリッジ２００の内壁との接触面積が小さくなり、振動部材９００によるトナーの掻き取り効果が小さくなってしまい、トナー残量が増大する。

以上のように、トナーカートリッジ（現像剤収納容器）２００は、中空の円筒部２０１にトナー（現像剤）を収納するとともに、円筒部２０１がその軸Ｙを中心として回転駆動されることにより、収納したトナーを排出口２０１ｆから排出する現像剤収納容器である。そして、円筒部２０１の内周面には、円筒部２０１の回転方向に対して傾斜する方向に延伸する線状の突状部２０１ｈが複数設けられている。そして、トナーカートリッジ２００は、突状部２０１ｈと衝突するように円筒部２０１内を移動可能な振動部材（攪拌部材）９００を備えている。

これにより、円筒部２０１が回転することによって、振動部材９００が突状部２０１ｈと衝突し、トナーカートリッジ２００に振動を与えることとなる。この振動によって円筒部２０１の内壁に付着したトナーが剥がれ、トナーの排出効率を向上させることができる。また、振動部材９００は、円筒部２０１内を移動可能であるため、突状部２０１ｈが設けられていない領域において、円筒部２０１が回転することにより、円筒部２０１の内壁を摺擦する。これによっても、内壁に付着したトナーを剥がすことができ、トナーの排出効率を向上させることができる。

そして、上記構成は、従来と比べて簡単な構造である。すなわち、従来のように、円筒部２０１とは別に、回転可能な螺旋形状の攪拌部材および当該攪拌部材を回転させるための部品等を必要としない。これにより、トナーカートリッジ２００は、安価に製造することができる。また、簡単な構造であるため、小型化にも対応できる。

なお、上述したように、振動部材９００の真比重が、トナーの真比重よりも大きいことが好ましい。これにより、トナーカートリッジ２００の中に大量のトナーが存在しても、振動部材９００は、トナーカートリッジ２００の底に位置することとなる。そのため、円筒部２０１を回転させたとき、振動部材９００は、円筒部２０１の内壁の全周を摺擦することができる。これにより、トナーカートリッジ２００に残るトナーを一層少なくすることができる。

さらに、複数の振動部材９００が連結部材９０１によって連結される。これにより、複数の振動部材９００を円筒部２０１の軸Ｙ方向に沿って配置させることができ、振動部材９００と円筒部２０１の内壁との接触面積を増やすことができる。これにより、突状部２０１ｈと振動部材９００との衝突による振動を一層多くトナーカートリッジ２００に与えることとなる。また、振動部材９００が円筒部２０１ｈの内壁を摺擦する面積も大きくなる。その結果、トナーカートリッジ２００に残るトナーを一層少なくすることができる。

さらに、振動部材９００と、排出口２０１ｆが設けられていない側の円筒部２０１の端部２０１ｂとが、連結部材９０１を介して連結されていることが好ましい。

これにより、振動部材９００は、トナーとともに排出口２０１ｆの方向に搬送されない。そのため、振動部材９００は、突状部２０１ｈと頻繁に衝突するとともに、円筒部２０１の内壁の全周を摺擦することができる。その結果、トナーカートリッジ２００に残るトナーを一層少なくすることができる。

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カートリッジに利用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであり、振動部材をトナーカートリッジ内に配置したときのトナー補給部の断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、複合機の概略構成を示す横断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、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。 本発明の一実施形態を示すものであり、トナー補給部の構造を示す斜視図である。 トナー補給部の構造を示す右側面図である。 トナー補給部の左側面図である。 図４に示すトナー補給部の断面図である。 図５に示すトナー補給部を矢印Ｘ方向に見た側面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、トナーカートリッジの先端部付近の構造を示す側面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、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。 本発明の一実施形態を示すものであり、トナー補給部の組み立て方法を示す図である。 振動部材の連結状態を示す図である。 （ａ）は、連結部材とキャップとの接続箇所が下方に位置する状態（初期状態）のときの軸Ｙに沿った断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ａ方向から見たときの側面図である。 （ａ）は、初期状態から９０°回転したときの軸Ｙに沿った断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｂ方向から見たときの側面図である。 （ａ）は、初期状態から１８０°回転したときの軸Ｙに沿った断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｃ方向から見たときの側面図である。 （ａ）は、初期状態から２７０°回転したときの軸Ｙに沿った断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｄ方向から見たときの側面図である。 突状部及び振動部材の寸法を示したトナーカートリッジの断面図である。

符号の説明

１００ トナー補給装置
１０１ 複合機
１２０ 画像形成ユニット
２００ トナーカートリッジ（現像剤収納容器）
２０１ 円筒部
２０１ａ 先端部
２０１ｂ 後端部
２０１ｃ 溝部
２０１ｆ 排出口
２０１ｈ 突状部
３００ 保持部材
８００ キャップ
９００ 振動部材（攪拌部材）
９０１ 連結部材

Claims (6)

1. 中空の円筒部に現像剤を収納するとともに、上記円筒部がその軸を中心として回転駆動されることにより、収納した上記現像剤を排出口から排出する現像剤収納容器において、
   上記円筒部の内周面には、上記円筒部の回転方向に対して傾斜する方向に延伸する線状の突状部が複数設けられており、
   上記突状部と衝突するように上記円筒部内において移動可能な攪拌部材を複数備えており、
   上記複数の攪拌部材が連結部材により連結されており、
   上記排出口が上記円筒部の一方の端部に設けられており、
   上記複数の攪拌部材と、上記排出口が設けられていない側の上記円筒部の端部とが、連結部材を介して連結されていることを特徴とする現像剤収納容器。
2. 上記攪拌部材の真比重が、上記現像剤の真比重よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
3. 上記攪拌部材が球状であり、その直径が６ｍｍ以上３０ｍｍ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。
4. 上記円筒部の内周面からの上記突状部の高さが、３ｍｍ以上８ｍｍ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。
5. 上記連結部材がピアノ線であり、当該ピアノ線の線径が０．０５０ｍｍ以上０．３００ｍｍ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。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の現像剤収納容器を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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