JP5539678B2

JP5539678B2 - 現像剤補給容器

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Publication number: JP5539678B2
Application number: JP2009177979A
Authority: JP
Inventors: 大輔江藤
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: JP2011033706A

Description

画像形成装置に内装された現像装置に現像剤を補給するべく画像形成装置の装置本体内に着脱可能に装着される現像剤補給容器に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているような、画像形成装置の装置本体に着脱可能に装着される現像剤補給容器としてのトナーカートリッジ（特許文献１では現像剤補給手段）が知られている。このトナーカートリッジは、画像形成装置に内装された現像装置にトナー（現像剤）を補給するためのものであり、容量の大きいメイン容器と、このメイン容器に接続された容量は小さいが現像装置に対する現像剤補給機能を備えたサブ容器とからなっている。

前記サブ容器は、長尺の搬送パイプを有し、この搬送パイプ内に長手方向へ延びる補給スクリューが内装されている。補給スクリューは、駆動手段の駆動で軸心回りに回転する。この回転によって搬送パイプ内を搬送されたトナーは、搬送パイプの先端の補給孔を介し、現像装置の受取孔から当該現像装置内へ補給される。

特開２００６−４７７７７号公報

ところで、特許文献１に記載のトナーカートリッジにあっては、サブ容器に内装された補給スクリューの螺旋羽根の螺旋ピッチが全長に亘って一定に設定されているため、補給スクリューの単位時間当たりのトナー搬送量は、その全長に亘って一定になっている。

従って、前記一定のトナー搬送量に対応し得るように搬送パイプの補給孔の大きさを寸法設定しておくことにより、サブ容器内に充分な量のトナーが存在する場合にはサブ容器から現像装置への単位時間当たりのトナー補給量は一定になり、特に問題が生じることはない。

これに対し、サブ容器内のトナーが、補給スクリューの高さレベルの位置にまで下降したとき以降の現像装置に対する単位時間当たりのトナーの補給量は、トナーのレベルが漸次低くなっていくことに応じて順次低下していくことになる。

そして、トナーの補給量が順次低下していくと、これに連動して現像装置から感光体ドラムへのトナーの供給量も漸次少なくなっていく虞がある。従って、サブ容器内のトナーがなくなる直前には、感光体ドラムの周面に適正なトナー像を形成させることが困難になり、結果として画像不良が生じる虞がある。

本発明は、従来のかかる状況に鑑みなされたものであり、容器本体内が空になる直前まで単位時間当たりの予め設定された現像剤補給量を確保することができ、これによって画像形成装置における画像形成処理に不具合の生じることがないようにすることができる現像剤補給容器を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するべくなされた本発明に係る現像剤補給容器は、側面を備え、現像剤を収容する容器本体と、前記容器本体の前記側面から、突設された円筒体と、前記円筒体の下面に設けられた現像剤を補給するための補給口と、前記容器本体内の底面および前記円筒体の内部に沿い前記補給口を含むように設けられた搬送路と、前記搬送路に沿って配設されるスクリュー軸と、前記スクリュー軸に同心で付設されたスパイラルフィンとを含み、前記搬送路内に配設され現像剤を前記補給口へ向けて搬送する搬送スクリューと、を備え、前記現像剤の搬送方向において、前記円筒体の上流側部分は、前記容器本体の前記側面よりも前記容器本体の内側に進入するように配置され、前記搬送スクリューは、現像剤の搬送方向において前記補給口の直前であって前記円筒体の内部に位置するとともに、前記円筒体のうち前記容器本体の内側に進入した領域の内部に位置する第１領域と、前記第１領域より上流側で前記容器本体内の前記底面に位置する第２領域とを含み、前記第１領域と前記第２領域との間で前記スパイラルフィンの径寸法が連続的に変化され、前記第１領域のスパイラルフィンの径寸法が、前記第２領域のスパイラルフィンの径寸法より小さく設定されることで、前記第１領域の現像剤搬送能力が、前記第２領域の現像剤搬送能力より小さく設定され、前記第１領域の前記スパイラルフィンの外周部は前記円筒体の内周面に摺接することを特徴とするものである（請求項１）。

かかる構成によれば、第２領域の搬送能力の方が第１領域の現像剤搬送能力より大きく設定されているため）、第２領域の搬送スクリューによって第１領域へ向かわされた現像剤は、その全てが第１領域の搬送スクリューによって搬送されない。結果として搬送し切れなかった現像剤が、容器本体における第１領域に対応した部分およびその直上流側に滞留するようになる。

従って、容器本体内の現像剤が第２領域の搬送スクリューの高さ位置より下位になるまで減少したときには、第２領域の搬送スクリューの周りおよび下流端側に現像剤が堆積した状態になっている。

この状態で搬送スクリューの駆動回転が行われることにより、堆積した現像剤がなくなるまで第１領域の搬送スクリューによる補給量は減少することなく、設定された現像剤の補給量が確保される。

また、かかる構成によれば、第１領域のスパイラルフィンの径寸法が第２領域のスパイラルフィンの径寸法より小さく設定されていることにより、第２領域のスパイラルフィンの現像剤に対する押圧面積が第１領域のスパイラルフィンのそれより大きくなるため、結果として第１領域のスパイラルフィンの搬送能力は第２領域のスパイラルフィンの搬送能力より小さくなる。

上記構成において、前記第１領域のスパイラルフィンの螺旋ピッチは、前記第２領域のスパイラルフィンの螺旋ピッチより小さく設定されていることが好ましい（請求項２）。

かかる構成によれば、第１領域のスパイラルフィンの螺旋ピッチが第２領域のスパイラルフィンの螺旋ピッチより小さく設定されていることにより、同一の回転量で現像剤を第２領域のスパイラルフィンの方が第１領域のスパイラルフィンより長く移動させることができるため、結果として第１領域のスパイラルフィンの搬送能力は第２領域のスパイラルフィンの搬送能力より小さくなる。

上記構成において、前記第１領域のスパイラルフィンには、前記スクリュー軸の軸心方向に延びる水平フィンが付設されていることが好ましい（請求項３）。

かかる構成によれば、第１領域のスパイラルフィンにスクリュー軸の軸心方向に延びる水平フィンが付設されていることにより、第１領域の搬送スクリューに到達した現像剤は、水平フィンによって搬送方向への移動が抑制されるため、第１領域のスパイラルフィンの搬送能力は第２領域のスパイラルフィンの搬送能力より小さくなる。

本発明に係る現像剤補給容器によれば、現像剤は、第２領域の搬送スクリューの下流端側に堆積する状態を形成させることができる。従って、この状態で搬送スクリューの駆動回転が継続されることにより、堆積した現像剤がなくなるまで第１領域の搬送スクリューによる単位時間当たりの補給量は減少することなく、設定された現像剤の補給量を確保することができる。

よって、従来のように、搬送スクリューの搬送能力が長手方向で一定に設定されていた場合には、容器本体内の現像剤が搬送スクリューの高さ位置より下位になった後、搬送量が漸減するような不都合が生じるが、本発明においてはそのような不都合が生じる余地がなく、容器本体内が完全に空になるまで現像剤を安定した状態で画像形成装置に補給することができる。

その結果、不安定なトナーの補給に起因して画像形成装置が適正な画像形成処理を行い得なくなるような不都合の発生を防止することができる。

本発明に係るトナーカートリッジが適用された画像形成装置の一実施形態の内部構造の概要を説明するための正面断面視の説明図である。トナーカートリッジと現像装置との位置関係を説明するために示したこれらの一部切り欠き概略斜視図である。図２に示すトナーカートリッジのＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視の断面図である。搬送スクリューの一実施形態を示す斜視図である。トナーカートリッジの作用を説明するための説明図であり、（Ａ）は、新品のトナーカートリッジ内のトナーの状態、（Ｂ）は、トナーカートリッジ内のトナーが補給され始めた状態、（Ｃ）は、第２領域フィン５２２が露出するまでトナーカートリッジ内のトナーが減少した状態、図５（Ｄ）は、堆積トナーが搬送されつつある状態をそれぞれ示している。攪拌部材を備えたトナーカートリッジの一例を示す図であり、（Ａ）は、トナーカートリッジの分解斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）に示すトナーカートリッジ２０′の組み立て斜視図、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すスチールベルトのＶＩＣ−ＶＩＣ線矢視の断面図である。搬送スクリューの他の例を示す斜視図であり、（Ａ）は、第１領域フィンの螺旋ピッチが第２領域フィンの螺旋ピッチより小さく設定された例、（Ｂ）は、第１領域フィンに水平フィンが設けられた例をそれぞれ示している。

図１は、本発明に係るトナーカートリッジ（現像剤補給容器）が適用された画像形成装置の一実施形態の内部構造の概要を説明するための正面断面視の説明図である。なお、図１においてＸ方向を右左方向といい、特に−Ｘを右方、＋Ｘを左方という。本実施形態においては、画像形成装置１０として、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像形成処理を行うプリンタを例として挙げている。

図１に示すように、画像形成装置１０は、箱形を呈した装置本体１１内に外部機器からの画像情報に基づき画像形成処理を施す画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙を貯留する用紙貯留部１４とが内装されているとともに、当該装置本体１１の上部に定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１５が形成されることによって構成されている。

前記装置本体１１の上面適所には、用紙Ｐの出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。

前記画像形成部１２は、所定の画像形成処理によって用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにカラー画像を形成させるものである。本実施形態では、上流側（図１における紙面の左側）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン色の現像剤を用いるシアン用ユニット１２Ｃと、イエロー色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック色の現像剤を用いるブラック用ユニット１２Ｋとが備えられている。

そして、前記各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム１２１および現像装置１２２がそれぞれ備えられている。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成させるためのものである。そして、各感光体ドラム１２１は、図１において時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置１２２から中継経路２９を介してトナーＴの供給を受ける。各現像装置１２２には、装置本体１１内の転写ベルト１２５の上方位置にそれぞれ対応して配設された各トナーカートリッジ（現像剤補給容器）２０から対応した中継経路２９を介して現像剤が補給される。

かかる各現像装置１２２は、図１に示すように、転写ベルト１２５を介して対応した各トナーカートリッジ２０の略直下位置にそれぞれ配設されている。このような現像装置１２２は、図２に示すように、ケーシング１２２ａの前方側壁部材１２２ｂに形成されたトナーＴを受け入れるための受入口１２２ｃを有し、トナーカートリッジ２０の後述の補給口３１から導出されたトナーＴは、中継経路２９を介し受入口１２２ｃを通って現像装置１２２のケーシング１２２ａ内に補給される。このケーシング１２２ａ内へ補給されたトナーＴは、その底部に並設された一対の搬送攪拌部材１２２ｄによって攪拌されつつ循環移動される。そして、循環移動しているトナーＴの一部がマグネットローラ１２２ｅによって汲み上げられ、現像ローラ１２２ｆを介して感光体ドラム１２１の周面に挙窮される。

なお、本実施形態においては、現像剤としてトナーＴとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものが採用されている。トナーＴは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。

これに対してキャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーＴを帯電させるために使用される。そして、トナーＴは、トナーカートリッジ２０から現像装置１２２に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置１２２内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的である。従って、トナーカートリッジ２０にはトナーＴのみが充填されている。

各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電装置１２３がそれぞれ設けられているとともに、各帯電装置１２３のさらに下方位置には露光装置１２４が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、前記帯電装置１２３によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射される。これにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１２２から現像剤の内のトナーＴのみが供給されることによって、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。

各感光体ドラム１２１の上方位置には、当該各感光体ドラム１２１にそれぞれ当接するように駆動ローラ１２５ａおよび従動ローラ１２５ｂ間に張設された転写ベルト１２５が配設されている。この転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応してそれぞれ設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回する。

そして、転写ベルト１２５が周回することによりその表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタトナーのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアントナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエロートナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックトナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。

これによって転写ベルト１２５の表面には、カラーのトナー像が形成される。この転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

そして、各感光体ドラム１２１の図１における右方位置には当該感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーニング装置１２７がそれぞれ設けられている。クリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２３へ向かうことになる。

クリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留される。

画像形成部１２の図１における右方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙がこの搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２５ａに掛け回されている転写ベルト１２５へ向けて搬送される。かかる用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に転写ベルト１２５の表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられ、用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐが転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３とに押圧挟持されることによって転写ベルト１２５上のトナー像が当該用紙Ｐに転写される。

前記定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものである。かかる定着部１３は、内部に加熱源であるハロゲンランプ等の通電発熱体を備えた加熱ローラ１３１と、図１における右方でこの加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、この定着ローラ１３２および前記加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、この定着ベルト１３３を介して前記定着ローラ１３２と対向配置された加圧ローラ１３４とを備えている。

定着部１３へ供給された用紙Ｐは、定着ベルト１３３と加圧ローラ１３４との間のニップ部を通過するに際し、定着ベルト１３３からの熱を得る加熱処理でトナー像の定着処理が施される。

定着処理の完了したカラー画像付の用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通り、用紙排出口から装置本体１１の頂部に設けられた用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出される。

前記用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における左側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２４より下方位置に挿脱可能に装着された用紙カートリッジ１４２とを備えている。用紙カートリッジ１４２には複数枚の用紙Ｐが積層された用紙束Ｐ１が貯留される。

前記手差しトレイ１４１は、用紙Ｐを１枚ずつ手差し操作で画像形成部１２へ向けて給紙するためのものであり、普段は装置本体１１の左壁面に収納されているが、手差しで給紙するときのみ、図１に示すように、壁面から引き出されて手差し給紙に供される。

前記用紙カートリッジ１４２の下流端（図１における右端）の上方位置には、ピックアップローラ１４３が設けられている。そして、用紙カートリッジ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、下流端の上面がピックアップローラ１４３の周面に当接されている。

従って、用紙カートリッジ１４２内の最上位の用紙Ｐは、ピックアップローラ１４３の反時計方向へ向かう駆動回転によって用紙搬送路１１１へ向けて繰り出される。１枚ずつ繰り出され用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２における第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２５との間のニップ部へ向けて送り込まれる。

以下、図２および図３を基に、必要に応じて図１を参照しながらトナーカートリッジ（現像剤補給容器）２０について説明する。図２は、トナーカートリッジ２０と現像装置１２２との位置関係を説明するために示したこれらの概略斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視の断面図である。なお、図２および図３において、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘを左方、＋Ｘを右方、−Ｙを前方、＋Ｙを後方という。

まず、図２に示すように、トナーカートリッジ２０は、現像剤（トナーＴ）が収容され底面に当該トナーＴを補給するための補給口３１が設けられた容器本体３０と、この容器本体３０の上面開口を閉止する蓋体４０と、前記容器本体３０内の底面に沿い前記補給口３１を含むように設けられた搬送路３２内に配設されトナーＴを前記補給口３１へ向けて搬送する搬送スクリュー５０とを備えた基本構成を有している。

前記容器本体３０は、−Ｙ方向から見た正面端面視で下に凸の円弧状を呈した前後方向一対の円弧状端面板３３を有している。かかる一対の円弧状端面板３３間には、前後一対の側板部３４１と、これら一対の側板部３４１の下縁部間に連設された円弧底板３４２とからなる湾曲板３４が架設されている。

前記搬送路３２は、かかる容器本体３０の湾曲板３４の円弧底板３４２からさらに断面視で下方に向かって膨設された曲率径寸法が円弧底板３４２のそれより小さい前後方向に延びる円弧膨出部３５の上面側の凹面によって形成されている。

また、本実施形態においては、前方の円弧状端面板３３の下端位置から前方へ向かって所定寸法だけ突設された円筒体３６が設けられている。この円筒体３６は、内径寸法が後述する第１領域フィン５２１の外径寸法より僅かに大きく設定され、これによって第１領域フィン５２１は、外周面が円筒体３６の内周面に摺接する。そして、前記補給口３１は、この円筒体３６の下面側であって、当該第１領域フィン５２１より前方位置に形成されている。かかる円筒体３６の前端面は、円形板３６１によって閉止されている。

このような円筒体３６には、摺接状態でシャッタ筒体３６２が外嵌されている。このシャッタ筒体３６２は、トナーカートリッジ２０が装置本体１１に装着されるまでの新品の状態では、補給口３１を閉止する位置に設定されている。そして、トナーカートリッジ２０が装置本体１１内の所定の空間に前方から後方へ向かって差し込まれることによって装着されると、シャッタ筒体３６２が装置本体１１の適所に設けられた図略の干渉物と干渉し、これによる前方へ向かった相対的な移動によって補給口３１は、図２に示すように開放状態になる。

かかる容器本体３０の上縁部には、外方に向かって突設された本体側フランジ３０１が設けられているとともに、前記蓋体４０の下縁部には、前記本体側フランジ３０１に対向した蓋体側フランジ４０１が設けられている。そして、これら本体側フランジ３０１および蓋体側フランジ４０１が互いに積層された状態で、これらに例えば溶着処理を施すことによって、蓋体４０が容器本体３０に固定される。

また、前方の円弧状端面板３３には、適所にトナー装填口３３１が開口されている。トナーＴがこのトナー装填口３３１からトナーカートリッジ２０内に充填された後、当該上部ガイド板３３１にキャップ３３２が装着されることにより、トナーＴがトナーカートリッジ２０内に封入された状態になる。

前記搬送スクリュー５０は、トナーカートリッジ２０内に収容されているトナーＴを補給口３１へ向けて搬送するものである。以下、図４を基に必要に応じて他の図面も参照しながら搬送スクリュー５０について説明する。図４は、搬送スクリュー５０の一実施形態を示す斜視図である。なお、図４におけるＸおよびＹによる方向表示は、図２の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方、−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。

図４に示すように、搬送スクリュー５０は、前後方向に延びるスクリュー軸５１と、このスクリュー軸５１に同心で付設されたスパイラルフィン５２と、スクリュー軸５１における前記補給口３１に対応した部分に付設された径方向および軸心方向に延びるヘラ突片５３と、スクリュー軸５１におけるヘラ突片５３よりさらに前方位置に同心で付設された逆スパイラルフィン５４とを備えている。

前記スクリュー軸５１は、前記円弧膨出部３５の曲率中心位置と同心で後方の円弧状端面板３３と前記円形板３６１との間で軸心回りに回転可能に架設されている。かかるスクリュー軸５１の後端には、外径寸法が当該スクリュー軸５１より大きい大径軸５１１が同心で固定されている。かかる大径軸５１１には、後面から同心で穿設された所定の断面形状のキー孔５１２が設けられている。

このキー孔５１２には、後方の円弧状端面板３３の曲率中心位置を貫通したギヤ５５（図２）の中心軸が一体回転可能に嵌入されている。そして、装置本体１１内の適所に設けられた駆動モータ５６（図２）の駆動力がギヤ５５に伝達されることにより、搬送スクリュー５０が大径軸５１１を介してスクリュー軸５１回りに回転する。

このような搬送スクリュー５０は、容器本体３０内における後方から前方へ向かうトナーＴの搬送方向において前記補給口３１の直前に位置する第１領域Ｒ１と、この第１領域Ｒ１より上流側（後方側）の第２領域Ｒ２とを含んでいる。一方、前記スパイラルフィン５２は、前記第１領域Ｒ１に形成された第１領域フィン５２１と、前記第２領域Ｒ２に形成された第２領域フィン５２２とを備えている。

そして、本実施形態においては、第１領域フィン５２１は、螺旋ピッチが第２領域フィン５２２の螺旋ピッチと同一に設定された上で、径寸法が第２領域フィン５２２の径寸法より小さく設定されている。本実施形態においては、第１領域フィン５２１は、同心かつ摺接状態で前記円筒体３６に内装されている。このようにされることで第１領域Ｒ１のスパイラルフィン５２（すなわち第１領域フィン５２１）のトナー搬送能力（単位時間当たりのトナー搬送量）は、第２領域Ｒ２のスパイラルフィン５２（すなわち第２領域フィン５２２）のトナー搬送能力より小さくなる。

従って、搬送スクリュー５０がトナーＴを補給口３１へ向かわせる方向（図４に示す例では−Ｙ方向から見た正面視で反時計方向）に回転すると、第１領域フィン５２１のトナー搬送能力より第２領域フィン５２２のトナー搬送能力が大きいことにより、第２領域フィン５２２によって搬送されてきたトナーＴは、その全量がトナー搬送能力が小さい第１領域フィン５２１が内装された円筒体３６内へは入り込むことができず、結果として容器本体３０内に充分な量のトナーＴが存在する場合には、円筒体３６の上流側（後方側）に堆積することになる。

そして、第２領域フィン５２２の上部が露出する程度にまで容器本体３０内のトナーＴの量が減少すると、以後は、円筒体３６の直上流側に堆積していたトナーＴが搬送されるようになる。これにより容器本体３０内が略完全に空になる直前まで、補給口３１、中継経路２９および受入口１２２ｃを介して現像装置１２２へ補給されるトナーＴの単位時間当たりの補給量（現像剤搬送能力）が変動することはない。

前記ヘラ突片５３は、スクリュー軸５１における補給口３１に対向した部分に設けられている。従って、円筒体３６内で第１領域フィン５２１の回転により補給口３１の位置にまで搬送されてきたトナーＴは、このヘラ突片５３のスクリュー軸５１回りの回転で補給口３１へ向けて押し込まれるため、補給口３１から円滑に排出される。

前記逆スパイラルフィン５４は、第１領域フィン５２１とは螺旋の方向が逆に設定されている。従って、補給口３１を超えてさらに前方に向かったトナーＴは、逆スパイラルフィン５４のスクリュー軸５１回りの回転によって押し戻され、補給口３１を介して現像装置１２２へ補給される。従って、円筒体３６内の前端部がデッドスペースになるような不都合が生じることはない。

以下、図５を基にトナーカートリッジ２０の作用について説明する。図５は、トナーカートリッジ２０の作用を説明するための説明図であり、図５（Ａ）は、新品のトナーカートリッジ２０内のトナーＴの状態、図５（Ｂ）は、トナーカートリッジ２０内のトナーＴが補給され始めた状態、図５（Ｃ）は、第２領域フィン５２２が露出するまでトナーカートリッジ２０内のトナーＴが減少した状態、図５（Ｄ）は、堆積トナーＴが搬送されつつある状態をそれぞれ示している。なお、図５においては、トナーＴを点描で示し、点描の密度で当該トナーＴの嵩密度の大小を示している。因みに、図５におけるＹによる方向表示は、図２の場合と同様（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。

まず、図５（Ａ）に示すように、新品のトナーカートリッジ２０においては、トナーＴは、容器本体３０に充填されたままであるため、均一な嵩密度になっているとともに、円筒体３６内は満杯になっていない場合が多い。また、このとき円筒体３６の補給口３１は、シャッタ筒体３６２によって閉止されている。

ついで、トナーカートリッジ２０を装置本体１１に装着すると、シャッタ筒体３６２が図略の干渉部材との干渉で前方へ移動し、これによって、図５（Ｂ）に示すように、補給口３１が開放される。この状態で駆動モータ５６（図２）が駆動されると、この駆動力がスクリュー軸５１に伝達され、これによって搬送スクリュー５０が−Ｙ方向から見た正面視で時計方向に回転する。そうするとスパイラルフィン５２に接触したりその近傍に存在したりするトナーＴは、スパイラルフィン５２の回転に誘導されて前方へ搬送される。

そして、本実施形態においては、第２領域フィン５２２の径寸法は、第１領域フィン５２１の径寸法より大きく設定されている。従って、第２領域フィン５２２によって搬送されるトナーＴの単位時間当たりの搬送量（現像剤搬送能力）は、第１領域フィン５２１による単位時間当たりのトナー搬送量よりも多い。従って、円筒体３６内が満杯になって嵩密度が所定の値にまで上昇した後は、第２領域フィン５２２によって余分に搬送されたトナーＴが第２領域Ｒ２の下流端側に堆積し、これによって第２領域Ｒ２の下流端近傍のトナーＴの嵩密度が上昇する。

ついで、トナーカートリッジ２０内のトナーＴが、図５（Ｃ）に示すように、スパイラルフィン５２の一部を露出させる程度にまで減少すると、第２領域Ｒ２の下流端側には、堆積トナーＴ１が山形に盛り上がっている。従って、この状態で搬送スクリュー５０が駆動回転すると、円筒体３６内へは、この堆積トナーＴ１と、これの上流側のトナーＴとが合流された状態で円筒体３６内へ供給され、その後、第１領域フィン５２１の回転により補給口３１まで運ばれ、当該補給口３１から現像装置１２２へ補給されることになる。

そして、堆積トナーＴ１が少なくなると、図５（Ｄ）に示すように、これに伴い堆積トナーＴ１の上流側（後方）のトナーＴも少なくなるが、これを補償するように堆積トナーＴ１が搬送されるようになるため、結果として補給口３１から補給される単位時間当たりのトナーＴの補給量は減少することがない。

従って、従来のように、径寸法の小さい第２領域フィン５２２が設けられていなかった場合には、第２領域Ｒ２の下流端側に堆積トナーＴ１が形成されることがないため、スパイラルフィン５２が露出されるまで容器本体３０内のトナーＴが減少した後、単位時間当たりのトナーＴの補給量が漸減していくという不都合が生じたのであるが、本実施形態のトナーカートリッジ２０によれば、容器本体３０内のトナーＴが略完全になくなるまで単位時間当たりのトナーＴの補給量が減少することがなく、トナーカートリッジ２０内が空になるまで安定した状態でトナーＴを現像装置１２２へ補給することができる。

以上詳述したように、本実施形態に係るトナーカートリッジ２０は、トナーＴを収容する容器本体３０と、この容器本体３０内の底面（本実施形態では円筒体３６の下面）に設けられたトナーＴを補給するための補給口３１と、容器本体３０内の底面に沿い補給口３１を含むように設けられた円弧膨出部３５の上面の円弧溝に沿う搬送路３２と、この搬送路３２内に配設されトナーＴを補給口３１へ向けて搬送する搬送スクリュー５０とを備えて構成されている。

そして、搬送スクリュー５０は、円弧膨出部３５に沿って配設されるスクリュー軸５１と、スクリュー軸５１に同心で付設されたスパイラルフィン５２とを備え、第１領域Ｒ１のスパイラルフィン５２（第１領域フィン５２１）の径寸法は、第２領域Ｒ２のスパイラルフィン５２（第２領域フィン５２２）の径寸法より小さく設定されている。これにより第１領域Ｒ１のトナー搬送能力が、第２領域Ｒ２の搬送能力より小さく設定されている。

かかる構成によれば、トナーカートリッジ２０内に充分な量のトナーＴが貯留されているときには、第２領域Ｒ２の搬送スクリュー５０によって搬送されたトナーＴは、容器本体３０における第１領域Ｒ１に対応した部分およびその近傍、具体的には円筒体３６内およびその直上流側に堆積されて堆積トナーＴ１が形成される。

この状態で搬送スクリュー５０の駆動回転が継続されることにより、堆積トナーＴ１がなくなるまで第２領域Ｒ２の搬送スクリュー５０による補給量は減少することなく設定された補給量を維持することができる。

従って、従来のように、搬送スクリュー５０の搬送能力が長手方向の全長に亘って一定に設定されていた場合には、トナーカートリッジ２０内のトナーＴが搬送スクリュー５０の高さ位置より下位になった後、搬送量が漸減するような不都合が生じるが、本実施形態においてはそのような不都合が生じることがなく、トナーカートリッジ２０内が完全に空になるまでトナーＴを用いた現像処理が不安定になるような不具合の発生を防止することができる。

因みに、トナーカートリッジ２０内が完全に空になると、そのことが所定のセンサにより検出され、この検出結果に基づきそのことが報知されたり、画像形成処理が一時的に中断されたりする。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、トナーカートリッジ２０を備えた画像形成装置１０としてプリンタを例に挙げて説明した。プリンタに代えて複写機であってもよいし、ファクシミリ装置であってもよい。

（２）上記の実施形態においては、トナーカートリッジ２０を備えた画像形成装置１０として、感光体ドラム１２１の他に転写ベルト１２５が像担持体として採用されているカラー印刷用のものを例に挙げて説明した。かかるカラー印刷用のものに代えて転写ベルト１２５が採用されないカラー印刷用のものであってもよいし、モノクロ印刷用のものであってもよい。

（３）上記の実施形態においては、容器本体３０に付設された円筒体３６に摺接状態でシャッタ筒体３６２が外嵌され、このシャッタ筒体３６２を円筒体３６の筒心方向に正逆移動させることにより円筒体３６に設けられたトナー補給用の補給口３１を開閉するようになされている。しかし、こうする代わりに補給口３１に対応した開口をシャッタ筒体３６２側に設け、当該シャッタ筒体３６２を円筒体３６の筒心回りに正逆回動させることで補給口３１を開閉するようにしてもよい。

（４）上記の実施形態において、トナーカートリッジ２０内に攪拌部材を設け、この攪拌部材でトナーＴを攪拌しながら搬送スクリュー５０によって当該トナーＴを補給口３１へ搬送するようにしてもよい。こうすることで、たとえトナーＴが固まって塊状化しているような場合であっても、攪拌部材の駆動により解されるため、トナーＴを良好な状態で現像装置１２２へ補給することができる。

図６は、このような攪拌部材を備えたトナーカートリッジ２０′の一例を示す図であり、図６（Ａ）は、トナーカートリッジ２０′の分解斜視図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すトナーカートリッジ２０′の組み立て斜視図、図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示すスチールベルト２０′のＶＩ−ＶＩ線矢視の断面図である。なお、図６におけるＸおよびＹによる方向表示は、図２の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方、−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。

図６に示すように、この例のトナーカートリッジ２０′は、容器本体３０′がトナーＴに対して攪拌処理を施す、円弧底を備えた攪拌部３０２と、この攪拌部３０２の左方側に隣設され当該攪拌部３０２で攪拌処理されたトナーＴを、補給口有する円筒体３６へ向けて搬送する、円弧底を備えた搬送部３０３とを備えている。

なお、搬送部３０３内には、上記の実施形態のものと同様の搬送スクリュー５０や円筒体３６等が設けられている。

そして、前記攪拌部３０２には、内部のトナーＴに攪拌処理を施す攪拌部材３７が設けられている。この攪拌部材３７は、前後方向に延びる攪拌軸３７１と、この攪拌軸３７１の周面から周方向に等ピッチで径方向へ向けて突設された複数枚の攪拌羽根３７２とを備えている。各攪拌羽根３７２は、先端縁が攪拌部３０２の円弧底に摺接するように寸法設定されている。攪拌軸３７１は、図略の駆動モータの駆動で軸心回りに回転される。

かかる構成のトナーカートリッジ２０′によれば、攪拌部３０２内で攪拌部材３７が攪拌軸３７１回りに回転することによって攪拌部３０２内のトナーＴは、攪拌羽根３７２により攪拌されるため、トナーＴが塊状化することが防止される。

（５）上記の実施形態においては、螺旋ピッチが同一であることを前提とし、搬送スクリュー５０の第１領域フィン５２１の径寸法を第２領域フィン５２２の径寸法より小さくすることで第１領域Ｒ１におけるトナー搬送能力を第２領域Ｒ２におけるトナー搬送能力より小さく設定している。こうする代わりに、図７（Ａ）に示すように、第１領域フィン５２１の螺旋ピッチを第２領域フィン５２２の螺旋ピッチより小さく設定してもよい。このようにしても、第１領域フィン５２１のトナー搬送能力を、第２領域フィン５２２のトナー搬送能力より小さくすることができる。

また、図７（Ｂ）に示すように、第１領域フィン５２１にスクリュー軸５１の軸心方向に延びる水平フィン５７を付設してもよい。こうすることで、水平フィン５７によりトナーＴの搬送方向への移動が抑制されるため、第１領域フィン５２１のトナー搬送能力を第２領域フィン５２２のトナー搬送能力より小さくすることができる。

なお、図７に示す例においては、第１および第２領域フィン５２１，５２２の径寸法が同一に設定されているが、同一であることに限定されるものではなく、状況に応じてこれらの径寸法を異ならせてもよい。

１０画像形成装置１１装置本体
１１１用紙搬送路１１２搬送ローラ対
１１３第２転写ローラ１１４排紙搬送路
１２画像形成部１２Ｍマゼンタ用ユニット
１２Ｃシアン用ユニット１２Ｙイエロー用ユニット
１２Ｋブラック用ユニット１２１感光体ドラム
１２２現像装置１２２ａケーシング
１２２ｂ前方側壁部材１２２ｃ受入口
１２２ｄ搬送攪拌部材１２２ｅマグネットローラ
１２２ｆ現像ローラ１２３帯電装置
１２４露光装置１２５転写ベルト
１２５ａ駆動ローラ１２５ｂ従動ローラ
１２６転写ローラ１２７クリーニング装置
１３定着部１３１加熱ローラ
１３２定着ローラ１３３定着ベルト
１３４加圧ローラ１４用紙貯留部
１４１手差しトレイ１４２用紙カートリッジ
１４３ピックアップローラ１５用紙排出部
１５１排紙トレイ
２０，２０′ トナーカートリッジ（現像剤補給容器）
２９中継経路３０、３０′ 容器本体
３０１本体側フランジ３０２攪拌部
３０３搬送部３１補給口
３２搬送路３３円弧状端面板
３３１トナー装填口３３２キャップ
３４湾曲板３４１側板部
３４２円弧底板３５円弧膨出部
３６円筒体３６１円形板
３６２シャッタ筒体３７攪拌部材
３７１攪拌軸３７２攪拌羽根
４０蓋体４０１蓋体側フランジ
５０搬送スクリュー５１スクリュー軸
５１１大径軸５１２キー孔
５２スパイラルフィン５２１第１領域フィン
５２２第２領域フィン５３ヘラ突片
５４逆スパイラルフィン５５ギヤ
５６駆動モータ５７水平フィン
Ｐ用紙Ｐ１用紙束
Ｒ１第１領域Ｒ２第２領域
ＴトナーＴ１堆積トナー

Claims

側面を備え、現像剤を収容する容器本体と、
前記容器本体の前記側面から、突設された円筒体と、
前記円筒体の下面に設けられた現像剤を補給するための補給口と、
前記容器本体内の底面および前記円筒体の内部に沿い前記補給口を含むように設けられた搬送路と、
前記搬送路に沿って配設されるスクリュー軸と、前記スクリュー軸に同心で付設されたスパイラルフィンとを含み、前記搬送路内に配設され現像剤を前記補給口へ向けて搬送する搬送スクリューと、を備え、
前記現像剤の搬送方向において、前記円筒体の上流側部分は、前記容器本体の前記側面よりも前記容器本体の内側に進入するように配置され、
前記搬送スクリューは、現像剤の搬送方向において前記補給口の直前であって前記円筒体の内部に位置するとともに、前記円筒体のうち前記容器本体の内側に進入した領域の内部に位置する第１領域と、前記第１領域より上流側で前記容器本体内の前記底面に位置する第２領域とを含み、
前記第１領域と前記第２領域との間で前記スパイラルフィンの径寸法が連続的に変化され、前記第１領域のスパイラルフィンの径寸法が、前記第２領域のスパイラルフィンの径寸法より小さく設定されることで、前記第１領域の現像剤搬送能力が、前記第２領域の現像剤搬送能力より小さく設定され、
前記第１領域の前記スパイラルフィンの外周部は前記円筒体の内周面に摺接することを特徴とする現像剤補給容器。
前記第１領域のスパイラルフィンの螺旋ピッチは、前記第２領域のスパイラルフィンの螺旋ピッチより小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載の現像剤補給容器。
前記第１領域のスパイラルフィンには、前記スクリュー軸の軸心方向に延びる水平フィンが付設されていることを特徴とする請求項１記載の現像剤補給容器。