現像剤容器及び画像形成装置
【課題】コストを抑制し、容器内に現像剤が凝集して残存することを防止できる現像剤容器及び画像形成装置の提供。
【解決手段】トナーボトル２００では、トナーを収納する円筒部の内周面に、円筒部内側へ隆起した突条２０１ａ…が設けられているとともに、円筒部がその中心軸回りに回転駆動されることにより、トナーが排出口から排出される。ここで、上記中心軸に対して垂直な円筒部の断面を円筒部の長手方向から投影すると、円筒部の内周に突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂが１以上存在し、かつある突条２０１ａが上記円筒部の長手方向の占有する領域が隣接する突条２０１ａが長手方向の占有する領域とオーバーラップしている。トナーと突条２０１ａとの接触を適度に保持するため、トナーを搬送する際、トナーと突条２０１ａとの抵抗をあまり上昇させることなく、摩擦熱の発生を抑制できる。
【解決手段】トナーボトル２００では、トナーを収納する円筒部の内周面に、円筒部内側へ隆起した突条２０１ａ…が設けられているとともに、円筒部がその中心軸回りに回転駆動されることにより、トナーが排出口から排出される。ここで、上記中心軸に対して垂直な円筒部の断面を円筒部の長手方向から投影すると、円筒部の内周に突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂが１以上存在し、かつある突条２０１ａが上記円筒部の長手方向の占有する領域が隣接する突条２０１ａが長手方向の占有する領域とオーバーラップしている。トナーと突条２０１ａとの接触を適度に保持するため、トナーを搬送する際、トナーと突条２０１ａとの抵抗をあまり上昇させることなく、摩擦熱の発生を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を収容する現像剤容器及び該現像剤容器を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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トナー容器（トナーカートリッジやトナーボトル）に収納され、このトナー容器から現像装置に対して逐次トナーの供給が行われる。
【０００３】
高速機の画像形成装置においては多くのトナーを消費するため、容量の大きいトナー容器が使用される。その中で、回転型のトナーボトルは、トナーの排出量が精度よく制御できるため、従来から用いられている。多くの場合、トナーボトル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。また、トナーボトルは、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。さらに、トナーボトルの内周面にはスパイラル状の突状部が設けられているものもある。このトナーボトルでは、軸を中心に回転駆動すると、内周面に設けられた突状部がトナーを排出口の方向へ案内しながら搬送し、回転に応じた分量のトナーが排出口から排出される。
【０００４】
近年、画像形成装置の低消費電力化に向けて、トナーの低融点化が図られている。それに伴い、トナーの流動性が微妙に変化し、トナー容器の中でトナー凝集が起こりやすくなっており、特に高温高湿条件下においては、その傾向が顕著に現れやすい。その結果、トナー容器の中の凝集したトナーをうまく排出できずに、それらがトナー容器の中に留まってしまう。最終的には、トナー容器にはトナーが残留しているにもかかわらず、トナー容器は「トナーなし」と判断され、トナー容器の交換信号が発信されてしまう。そうなると、トナーを全部消費していないにもかかわらず、「トナー交換」を余儀なくされるため、非常に不経済な状況を来たしてしまう。
【０００５】
このような状況への対策として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように、トナー容器内部にかきとり部材などを設けて強制的に凝集トナーを起こさせないようにする、もしくは凝集トナーを排出する技術がある。また、トナーと接触する部分であるトナー容器内面に、トナーのすべり性を向上させるため、フッ素などのコートを行う技術ある。また、樹脂中にフッ素などの材料成分を混合し、それら混合材料を用いてトナー容器を成型する技術がある。
【特許文献１】特開２００５−１４０９０８号公報
【特許文献２】特開２００６−７１７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術は、かきとり部材などを設けているため、コストアップとなる。他方、トナー容器の内側にフッ素などをコートしたり、樹脂中にフッ素などの材料成分を混合したものでトナー容器を形成したりしても、顕著な効果が得られていないというのが実情である。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、コストを抑制し、容器内に現像剤が凝集して残存することを防止できる現像剤容器およびこの現像剤容器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る現像剤容器は、現像剤が収容され、内周面に複数の突条が設けられた円筒体を有する容器本体と、該容器本体の軸方向の一端側に設けられた排出口とを備え、前記容器本体の中心軸回りの回転によって収容された現像剤を前記一端側へ搬送し、搬送した現像剤を前記排出口から排出する現像剤容器において、前記円筒体の軸長方向の全長に渡って前記突条が設けられていない領域が前記円筒体の周方向の１又は複数箇所に形成されており、前記円筒体の周方向に隣接する２つの突条が前記軸長方向にて重複する領域を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、現像剤を搬送するために円筒体内側へ隆起した複数の突条が設けられた円筒体を、回転の中心軸に対して垂直に切断して、円筒体の長手方向から投影すると、円筒体の内周に突条が投影されない領域が１以上設けられている。つまり、現像剤を搬送するための円筒体の内側へ隆起した複数の突条は、上記のように投影してみると、円筒体の内周全域には形成されておらず、突条は途切れている。そのため、現像剤と複数の突条との接触を抑えられるため、現像剤を搬送する際、現像剤と突条との抵抗を減少させることができる。また、隣接する突条と円筒部の軸長方向でオーバーラップしているため、トナーの搬送力も低下させずに摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えられるので、現像剤の凝集の発生を抑制でき、現像剤の搬送性を安定して確保することができる。また、従来のように凝集した現像剤をかき出すための部材は必要ないため、コストを抑制することができる。
【００１０】
本発明に係る現像剤容器は、前記突条が、前記軸長方向に垂直な方向から前記一端側へ傾けてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、複数の突条が回転面から現像剤搬送方向に向かって傾斜している。しかも、各突条は互いに延長上で繋がらないように配備される。このように突条が設けられていることにより、突条に接触する現像剤に摩擦熱が集中しないようにすることができる。よって、より効果的にトナー凝集を抑えることができる。
【００１２】
本発明に係る現像剤容器は、前記突条の傾きを２０°以上、４０°以下としてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、突条が円筒体の中心軸に垂直な方向から現像剤搬送方向に向かって２０°以上４０°以下の角度を有して設けられる。よって、円筒部の回転による力を現像剤の搬送力として効率的に利用することができる。
【００１４】
本発明に係る現像剤容器は、前記突条の高さを前記円筒体の内径の５．８〜９．２％の範囲としてあることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、突条の高さが円筒体の内径の５．８％〜９．２％の範囲で設けられる。この範囲であると、現像剤の搬送性が適度に確保できる。よって、効率よく現像剤を搬送させることができる。
【００１６】
本発明に係る現像剤容器は、前記円筒体の内周に対する前記突条が設けられていない領域の割合が１７〜３７％の範囲であることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、突条が投影される領域が円筒体の内周の全長に対して１７％未満であると、現像剤の凝集が発生しやすくなる。反対に、８３％を超えると現像剤の搬送性能が低下する。よって、突条が投影されない領域が円筒部の内周全長に対して、１７％以上２７％以下であると、凝集を抑制し効率よく現像剤を搬送させることができる。
【００１８】
本発明に係る現像剤容器は、前記突条は前記円筒体の一端側から他端側まで一定形状にて周期的に設けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、複数の突条が、円筒体の排出口と反対の端部から排出口が設けられた現像剤排出部手前まで、一定形状にて繰り返して配置されていることで、円筒部の排出口と反対の端部から排出口が設けられた現像剤排出部手前までの間で、現像剤に加えられる摩擦熱が変更されることはない。よって、現像剤の凝集が起こりにくくなる。
【００２０】
本発明に係る現像剤容器は、前記円筒体に収容する現像剤が、平均粒子径が４〜８μｍのトナーを含むことを特徴とする。
【００２１】
平均粒子径が小さくなるとトナーは凝集しやすくなる傾向を示す。平均粒子径が４〜８μｍという凝集しやすいトナーであっても、本発明にあっては、トナーの凝集を抑制し、効果的にトナーを搬送させることができる。
【００２２】
本発明に係る画像形成装置は、前述した発明の何れか１つに記載の現像剤容器と、該現像剤容器に収容された現像剤を用いて感光体上に形成された静電潜像を現像する現像部と、該現像部により現像された画像をシート上に転写する転写部とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、現像剤の補給が的確に行われるため、印字画質の品位を保つことができる。また、従来は、現像剤の凝集により現像剤が現像剤容器に残っているにもかかわらず現像剤容器を交換するための信号が発信される場合があったが、上記構成によると、これを防ぐことができ、適切な時期に交換信号の発信を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による場合は、現像剤を搬送するために円筒体の内側へ隆起した複数の突条は、中心軸に対して垂直な断面を円筒体の長手方向から投影してみると、円筒体の内周の全部には形成されておらず、突条は途切れている。そのため、現像剤と突条との接触を抑えられるため、現像剤を搬送する際、現像剤と突条との抵抗を減少させることができる。また、隣接する突条同士は円筒体の長手方向でオーバーラップしているため、トナーの搬送力も低下させずに、摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えられるので、現像剤の凝集の発生を抑制でき、トナーの搬送性を確保することができる。また、従来のように凝集した現像剤をかき出すための部材は必要ないため、コストを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施形態では、画像形成装置とし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、又は複写機などの画像形成を行う装置であればよい。
【００２６】
本実施形態の画像形成装置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）から送信された印刷ジョブに基づいて、又は原稿読取ユニット１１０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。
【００２７】
画像形成装置１０１は、図１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、記録用紙を収納する４つの用紙カセット１４２ａ〜１４２ｄを備える。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。
【００２８】
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。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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、ポリゴンミラー及び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。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、現像装置２３ａ〜２３ｄに各色のトナーを補給するために、画像形成装置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ボトルを有している。各トナーボトルはトナーが消耗した際に交換可能となっている。このトナーボトルの詳細については後述する。ここで、画像形成装置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のトナーボトルには、各色のトナーに加えて適量のキャリアが含まれているものとする。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、画像形成装置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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
次に、本実施形態の現像装置２３ａ〜２３ｄ及びトナー補給装置１００ａ〜１００ｄの構成について詳細に説明する。現像装置２３ａ〜２３ｄは、基本的にはそれぞれ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り、以下では、トナー補給装置１００ａ〜１００ｄをトナー補給装置１００、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄを感光体ドラム２１と称する。
【００４０】
図２は本実施の形態に係る現像装置２３及びトナー補給装置１００の概略構造を示す横断面図である。現像装置２３は、図２に示すように、現像ローラ２３１、第１及び第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、並びにドクタブレード２３６を有している。
【００４１】
トナー槽２３４は、現像装置２３の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２１に面する側には、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、及び第２トナー搬送ローラ２３３が配設されている。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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２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、及び図示しない駆動装置からなる。
【００４５】
図３は本実施の形態に係るトナーボトル２００の一部を示す側面図である。現像剤であるトナーを内部に収納するトナーボトル（現像剤容器）２００と、このトナーボトル２００を一端部側で回動可能に保持する図示しないボトル保持部材とを有している。
【００４６】
トナーボトル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，２０１ｃ，…が形成されている。
【００４７】
図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線の断面を円筒部２０１の軸長方向から投影した図である。円筒部２０１の内周面では、図４に示すように、溝部２０１ｃ，２０１ｃ，…に対応する領域が、回転軸（中心軸）Ｙ側に突出した形状の突条２０１ａ，２０１ａ，…となっている。ここで、中心軸Ｙに垂直な円筒部２０１断面を円筒部２０１の長手方向から投影すると、円筒部２０１の内周に突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂ，２０１ｂ…が存在していることがわかる。すなわち、円筒部２０１の軸長方向の全長に渡って突条２０１ａが設けられていない領域（２０１ｂ，２０１ｂ，…）が円筒部２０１の周方向に形成されていることがわかる。
【００４８】
図３に示すように、突条２０１ａは、中心軸Ｙに垂直な方向から現像剤搬送方向に向かってθ１傾斜するように延設されている。かつ、各突条２０１ａ，２０１ａ，…は互いに延長上で繋ながらないように配備される。つまり、突条２０１ａは連続ではなく、円筒部２０１内面に周期的に多数設けられている。ここで、本実施形態では、θ１は約３０°とする。θ１は２０〜４０°の範囲であるのが好ましい。また、突条２０１ａは、後端部にトナー排出部手前まで、一定形状にて繰り返して設けられている。また、それぞれが互いに平行になるように、円筒部２０１の中心軸Ｙに沿って複数設けられている。
【００４９】
また、図４からわかるように、中心軸Ｙに対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１長手方向から投影すると、突条２０１ａは円筒部２０１の内周の全部には形成されていない。つまり、突条２０１ａは円筒部２０１の内周のどこかで途切れている。このため、トナーと突条２０１ａとの接触を抑えることができるため、トナーを搬送する際、トナーと突条２０１ａとの抵抗を減少させることができ、摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えることができるので、トナー凝集の発生を抑制でき、トナーの搬送性を確保することができる。従って、凝集を起こしやすいトナー（例えば、ワックス成分の多いトナー）の場合には、突条２０１ａによる熱の発生を極力抑えることでトナー凝集の発生をなくすことが可能となる。
【００５０】
ここで、円筒部２０１の内周において、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂ，２０１ｂ，…ではトナーの搬送性は若干低下することになるが、互いに隣接する２つの突条２０１ａ，２０１ａが回転方向でオーバーラップしており、トナー搬送時には円筒部２０１が回転することから後続の突条２０１ａ，２０１ａ…によるフォローを受け、大きな搬送力の低下は起こさない。
【００５１】
なお、これらの突条２０１ａ，２０１ａ…（溝部２０１ｃ，２０１ｃ…）を有するトナーボトル２００は、例えばＰＥ樹脂やＡＢＳ樹脂を金型成型することによって作成することができる。
【００５２】
トナーボトル２００は、画像形成装置１０１に装着される際に、円筒部２０１の中心軸Ｙが水平となるように設置される。また、トナーボトル２００は、円筒部２０１の中心軸Ｙを中心に、図２に示すＺ方向に回転駆動される。
【００５３】
トナーボトル２００が回転駆動されると、円筒部２０１に収納されたトナーは、突条２０１ａ，２０１ａ…によって案内されながら、後端部側から排出口側へと搬送される。そして、排出口に達したトナーがトナーボトル２００から排出される。
【００５４】
駆動モータを用いて中心軸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ボトル２００に伝達され、トナーボトル２００が中心軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動される。
【００５５】
トナーボトル２００を、中心軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動すると、トナーボトル２００の円筒部２０１の内周面に設けられた突条２０１ａ，２０１ａ，…によって、トナーボトル２００内のトナーが先端部側に搬送され、排出口からボトル保持部材内に排出される。そして、ボトル保持部材内に排出されたトナーは、さらに、シャッタが設けられたボトル保持部材の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。
【００５６】
図５はトナー補給部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５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。
【００５７】
ここで、トナーボトル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、トナーボトル２００が回転できるように、適切な強さでトナーボトル２００を支持部材６００に装着している。
【００５８】
図６はトナーボトル２００を支持する支持部材６００の構成を示す斜視図である。なお、図６では、説明の便宜上、ＢＫのトナー補給部５００ａに対応する装着台の一部を省略して記載している。
【００５９】
支持部材６００は、主として、装着台（基台）６０２と２つの板状部材６１４，６１５とからなる。図６に示すように、支持部材６００のうち、トナー補給部５００が搭載される装着台６０２は、上面のトナー補給部５００のボトル保持部材３００が装着される一端側で、ボトル保持部材３００に設けられたシャッタ４００に対応する箇所に、トナー供給口６１１（６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃ，６１１ｄ）が形成されている。このトナー供給口６１１の下方には現像装置２３に連通するトナー搬送用のトナー搬送路６１２（６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄ）が配設されている。
【００６０】
板状部材６１４，６１５は、装着台６０２の上面と略垂直で、かつ、トナーボトル２００の中心軸Ｙと平行になるように、装着台６０２に立設されている。そして、２つの板状部材６１４，６１５は互いに平行になるように対向して配置されている。
【００６１】
上述した本発明の効果を検証するために行った実験について以下に説明する。以下の実験では、トナーボトル２００として、既存のトナーボトル（シャープ株式会社製ＭＸ−５５００Ｎ；外径８９ｍｍ、内径８６．６ｍｍ、長さ４７０ｍｍ、ボトルの原料はＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン））に対して、突条２０１ａの形状を以下の実験結果に示すように変更して形成したトナーボトルを用いた。また、各実験の初期状態において、トナーボトル２００には、主樹脂がポリエステル、体積平均粒子径が６．０μｍ、ガラス転移点が５９℃のトナーを７３４ｇ収納させた。
【００６２】
１つめの実験（以下、実験１とする）では、中心軸Ｙに対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１長手方向から投影した場合、円筒部２０１の内周の全長に対して、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂ（周）のトナーボトル（一つの突条２０１ａが投影される角度をθ２とする）を用い、トナーボトル長手方向で見たときに隣接する突条２０１ａとの重複量（オーバーラップ量）、すなわち、突条２０１ａの中心軸Ｙに対する傾きθ１とトナー搬送性能との関係について検証した。ここでは、円筒部２０１の断面の内周での突条２０１ａの数を３とし、突条２０１ａの円周方向で成す角度θ２を全て８３°とした。なお、中心軸Ｙに対する傾きθ１を変更する際に、突条２０１ａの長さを変更し、常に突条２０１ａの円周方向で成す角度θ２が８３°となるようにした。その結果（突条２０１ａの傾きθ１とトナーの搬送性との関係を示す実験結果）を図７の図表により示す。
【００６３】
図７からわかるように、突条２０１ａの中心軸Ｙに対する傾きθ１は、２０°以上４０°以下の角度であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。なお、実験１では、突条２０１ａの高さは７ｍｍのトナーボトルを用いた。具体的には、図３で点線で示す溝２０１ｃ（突条２０１ａ）をベースにして、各突条２０１ａを中心軸Ｙに対して傾けていく実験を行った。隣接する２つの突条２０１ａ，２０１ａのオーバーラップ量が小さい場合には、トナー運搬性能が小さい。この理由としては、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂから前の突条２０１ａで搬送されたトナーが横方向（中心軸Ｙ方向）にすり抜けてしまうからであると考えられる。突条２０１ａをさらに傾けていくと、隣接する突条２０１ａ，２０１ａの重なりが大きくなり、前の突条２０１ａで搬送されたトナーを次の突条２０１ａでうまく捉えることができるため、トナー搬送力が向上するようになる。さらに、突条２０１ａを傾けていくと、回転による中心軸Ｙ方向に対する搬送力が低下するため、逆にトナー搬送力が低下してしまう。
【００６４】
２つめの実験（以下、実験２とする）では、突条２０１ａの高さとトナー搬送性能との関係について検証した。ここでは、円筒部２０１の断面の内周での突条２０１ａの数を同様に３とし、突条２０１ａの円周方向で成す角度θ２を全て８３°として、突条２０１ａの高さを変えてトナーを搬送した。その結果（すなわち、突条２０１ａの高さとトナー搬送性との関係を示す実験結果）を図８の図表に示す。なお、実験２では、突条２０１ａの中心軸Ｙに対する傾きθ１は３０°のトナーボトルを用いた。
【００６５】
図８からわかるように、実験２の結果により、突条２０１ａの高さが５〜８ｍｍ、すなわち突条２０１ａの高さは、円筒部２０１の内径の５．８％〜９．２％の範囲であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。
【００６６】
３つめの実験（以下、実験３とする）では、中心軸Ｙに対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１長手方向から投影した場合、円筒部２０１の内周の全長に対して突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂの割合（％）とトナー搬送性能との関係について検証した。ここでは、突条２０１ａの中心軸Ｙに対する傾きθ１は３０°とし、高さは７ｍｍとした。その結果（すなわち、突条２０１ａが形成されない領域２０１ｂの内周に対する全割合とトナー搬送性との関係を示す実験結果）を図９の図表に示す。
【００６７】
突条２０１ａの円周方向で成す角度が小さいほど、断面における突条２０１ａ同士の重なりは無く、円筒部２０１の内周の全長に対し、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂが占める全割合（突条２０１ａを形成しない割合）は、多くなる。他方、突条２０１ａの円周方向で成す角度が１２０°より大きくなるにつれて、断面における突条２０１ａ同士の重なりが発生し、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂは無くなる。
【００６８】
図９からわかるように、円筒部２０１の内周の全長に対して、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂが占める全割合（％）が、１７％以上３７％以下であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。
【００６９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る現像装置及びトナー補給装置の概略構造を示す横断面図である。
【図３】本実施の形態に係るトナーボトルの一部を示す側面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線の断面を円筒部の軸長方向から投影した図である。
【図５】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。
【図６】トナーボトルを支持する支持部材の構成を示す斜視図である。
【図７】突条の傾きとトナーの搬送性との関係を示す図表である。
【図８】突条の高さとトナー搬送性との関係を示す図表である。
【図９】突条が形成されない領域の内周に対する全割合とトナー搬送性との関係を示す図表である。
【符号の説明】
【００７１】
２００ トナーボトル
２０１ａ 突条
２０１ｂ 領域
２０１ｃ 溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を収容する現像剤容器及び該現像剤容器を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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トナー容器（トナーカートリッジやトナーボトル）に収納され、このトナー容器から現像装置に対して逐次トナーの供給が行われる。
【０００３】
高速機の画像形成装置においては多くのトナーを消費するため、容量の大きいトナー容器が使用される。その中で、回転型のトナーボトルは、トナーの排出量が精度よく制御できるため、従来から用いられている。多くの場合、トナーボトル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。また、トナーボトルは、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。さらに、トナーボトルの内周面にはスパイラル状の突状部が設けられているものもある。このトナーボトルでは、軸を中心に回転駆動すると、内周面に設けられた突状部がトナーを排出口の方向へ案内しながら搬送し、回転に応じた分量のトナーが排出口から排出される。
【０００４】
近年、画像形成装置の低消費電力化に向けて、トナーの低融点化が図られている。それに伴い、トナーの流動性が微妙に変化し、トナー容器の中でトナー凝集が起こりやすくなっており、特に高温高湿条件下においては、その傾向が顕著に現れやすい。その結果、トナー容器の中の凝集したトナーをうまく排出できずに、それらがトナー容器の中に留まってしまう。最終的には、トナー容器にはトナーが残留しているにもかかわらず、トナー容器は「トナーなし」と判断され、トナー容器の交換信号が発信されてしまう。そうなると、トナーを全部消費していないにもかかわらず、「トナー交換」を余儀なくされるため、非常に不経済な状況を来たしてしまう。
【０００５】
このような状況への対策として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように、トナー容器内部にかきとり部材などを設けて強制的に凝集トナーを起こさせないようにする、もしくは凝集トナーを排出する技術がある。また、トナーと接触する部分であるトナー容器内面に、トナーのすべり性を向上させるため、フッ素などのコートを行う技術ある。また、樹脂中にフッ素などの材料成分を混合し、それら混合材料を用いてトナー容器を成型する技術がある。
【特許文献１】特開２００５−１４０９０８号公報
【特許文献２】特開２００６−７１７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術は、かきとり部材などを設けているため、コストアップとなる。他方、トナー容器の内側にフッ素などをコートしたり、樹脂中にフッ素などの材料成分を混合したものでトナー容器を形成したりしても、顕著な効果が得られていないというのが実情である。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、コストを抑制し、容器内に現像剤が凝集して残存することを防止できる現像剤容器およびこの現像剤容器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る現像剤容器は、現像剤が収容され、内周面に複数の突条が設けられた円筒体を有する容器本体と、該容器本体の軸方向の一端側に設けられた排出口とを備え、前記容器本体の中心軸回りの回転によって収容された現像剤を前記一端側へ搬送し、搬送した現像剤を前記排出口から排出する現像剤容器において、前記円筒体の軸長方向の全長に渡って前記突条が設けられていない領域が前記円筒体の周方向の１又は複数箇所に形成されており、前記円筒体の周方向に隣接する２つの突条が前記軸長方向にて重複する領域を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、現像剤を搬送するために円筒体内側へ隆起した複数の突条が設けられた円筒体を、回転の中心軸に対して垂直に切断して、円筒体の長手方向から投影すると、円筒体の内周に突条が投影されない領域が１以上設けられている。つまり、現像剤を搬送するための円筒体の内側へ隆起した複数の突条は、上記のように投影してみると、円筒体の内周全域には形成されておらず、突条は途切れている。そのため、現像剤と複数の突条との接触を抑えられるため、現像剤を搬送する際、現像剤と突条との抵抗を減少させることができる。また、隣接する突条と円筒部の軸長方向でオーバーラップしているため、トナーの搬送力も低下させずに摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えられるので、現像剤の凝集の発生を抑制でき、現像剤の搬送性を安定して確保することができる。また、従来のように凝集した現像剤をかき出すための部材は必要ないため、コストを抑制することができる。
【００１０】
本発明に係る現像剤容器は、前記突条が、前記軸長方向に垂直な方向から前記一端側へ傾けてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、複数の突条が回転面から現像剤搬送方向に向かって傾斜している。しかも、各突条は互いに延長上で繋がらないように配備される。このように突条が設けられていることにより、突条に接触する現像剤に摩擦熱が集中しないようにすることができる。よって、より効果的にトナー凝集を抑えることができる。
【００１２】
本発明に係る現像剤容器は、前記突条の傾きを２０°以上、４０°以下としてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、突条が円筒体の中心軸に垂直な方向から現像剤搬送方向に向かって２０°以上４０°以下の角度を有して設けられる。よって、円筒部の回転による力を現像剤の搬送力として効率的に利用することができる。
【００１４】
本発明に係る現像剤容器は、前記突条の高さを前記円筒体の内径の５．８〜９．２％の範囲としてあることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、突条の高さが円筒体の内径の５．８％〜９．２％の範囲で設けられる。この範囲であると、現像剤の搬送性が適度に確保できる。よって、効率よく現像剤を搬送させることができる。
【００１６】
本発明に係る現像剤容器は、前記円筒体の内周に対する前記突条が設けられていない領域の割合が１７〜３７％の範囲であることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、突条が投影される領域が円筒体の内周の全長に対して１７％未満であると、現像剤の凝集が発生しやすくなる。反対に、８３％を超えると現像剤の搬送性能が低下する。よって、突条が投影されない領域が円筒部の内周全長に対して、１７％以上２７％以下であると、凝集を抑制し効率よく現像剤を搬送させることができる。
【００１８】
本発明に係る現像剤容器は、前記突条は前記円筒体の一端側から他端側まで一定形状にて周期的に設けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、複数の突条が、円筒体の排出口と反対の端部から排出口が設けられた現像剤排出部手前まで、一定形状にて繰り返して配置されていることで、円筒部の排出口と反対の端部から排出口が設けられた現像剤排出部手前までの間で、現像剤に加えられる摩擦熱が変更されることはない。よって、現像剤の凝集が起こりにくくなる。
【００２０】
本発明に係る現像剤容器は、前記円筒体に収容する現像剤が、平均粒子径が４〜８μｍのトナーを含むことを特徴とする。
【００２１】
平均粒子径が小さくなるとトナーは凝集しやすくなる傾向を示す。平均粒子径が４〜８μｍという凝集しやすいトナーであっても、本発明にあっては、トナーの凝集を抑制し、効果的にトナーを搬送させることができる。
【００２２】
本発明に係る画像形成装置は、前述した発明の何れか１つに記載の現像剤容器と、該現像剤容器に収容された現像剤を用いて感光体上に形成された静電潜像を現像する現像部と、該現像部により現像された画像をシート上に転写する転写部とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、現像剤の補給が的確に行われるため、印字画質の品位を保つことができる。また、従来は、現像剤の凝集により現像剤が現像剤容器に残っているにもかかわらず現像剤容器を交換するための信号が発信される場合があったが、上記構成によると、これを防ぐことができ、適切な時期に交換信号の発信を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による場合は、現像剤を搬送するために円筒体の内側へ隆起した複数の突条は、中心軸に対して垂直な断面を円筒体の長手方向から投影してみると、円筒体の内周の全部には形成されておらず、突条は途切れている。そのため、現像剤と突条との接触を抑えられるため、現像剤を搬送する際、現像剤と突条との抵抗を減少させることができる。また、隣接する突条同士は円筒体の長手方向でオーバーラップしているため、トナーの搬送力も低下させずに、摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えられるので、現像剤の凝集の発生を抑制でき、トナーの搬送性を確保することができる。また、従来のように凝集した現像剤をかき出すための部材は必要ないため、コストを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施形態では、画像形成装置とし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、又は複写機などの画像形成を行う装置であればよい。
【００２６】
本実施形態の画像形成装置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）から送信された印刷ジョブに基づいて、又は原稿読取ユニット１１０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。
【００２７】
画像形成装置１０１は、図１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、記録用紙を収納する４つの用紙カセット１４２ａ〜１４２ｄを備える。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。
【００２８】
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。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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、ポリゴンミラー及び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。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、現像装置２３ａ〜２３ｄに各色のトナーを補給するために、画像形成装置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ボトルを有している。各トナーボトルはトナーが消耗した際に交換可能となっている。このトナーボトルの詳細については後述する。ここで、画像形成装置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のトナーボトルには、各色のトナーに加えて適量のキャリアが含まれているものとする。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、画像形成装置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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
次に、本実施形態の現像装置２３ａ〜２３ｄ及びトナー補給装置１００ａ〜１００ｄの構成について詳細に説明する。現像装置２３ａ〜２３ｄは、基本的にはそれぞれ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り、以下では、トナー補給装置１００ａ〜１００ｄをトナー補給装置１００、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄを感光体ドラム２１と称する。
【００４０】
図２は本実施の形態に係る現像装置２３及びトナー補給装置１００の概略構造を示す横断面図である。現像装置２３は、図２に示すように、現像ローラ２３１、第１及び第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、並びにドクタブレード２３６を有している。
【００４１】
トナー槽２３４は、現像装置２３の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２１に面する側には、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、及び第２トナー搬送ローラ２３３が配設されている。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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２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、及び図示しない駆動装置からなる。
【００４５】
図３は本実施の形態に係るトナーボトル２００の一部を示す側面図である。現像剤であるトナーを内部に収納するトナーボトル（現像剤容器）２００と、このトナーボトル２００を一端部側で回動可能に保持する図示しないボトル保持部材とを有している。
【００４６】
トナーボトル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，２０１ｃ，…が形成されている。
【００４７】
図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線の断面を円筒部２０１の軸長方向から投影した図である。円筒部２０１の内周面では、図４に示すように、溝部２０１ｃ，２０１ｃ，…に対応する領域が、回転軸（中心軸）Ｙ側に突出した形状の突条２０１ａ，２０１ａ，…となっている。ここで、中心軸Ｙに垂直な円筒部２０１断面を円筒部２０１の長手方向から投影すると、円筒部２０１の内周に突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂ，２０１ｂ…が存在していることがわかる。すなわち、円筒部２０１の軸長方向の全長に渡って突条２０１ａが設けられていない領域（２０１ｂ，２０１ｂ，…）が円筒部２０１の周方向に形成されていることがわかる。
【００４８】
図３に示すように、突条２０１ａは、中心軸Ｙに垂直な方向から現像剤搬送方向に向かってθ１傾斜するように延設されている。かつ、各突条２０１ａ，２０１ａ，…は互いに延長上で繋ながらないように配備される。つまり、突条２０１ａは連続ではなく、円筒部２０１内面に周期的に多数設けられている。ここで、本実施形態では、θ１は約３０°とする。θ１は２０〜４０°の範囲であるのが好ましい。また、突条２０１ａは、後端部にトナー排出部手前まで、一定形状にて繰り返して設けられている。また、それぞれが互いに平行になるように、円筒部２０１の中心軸Ｙに沿って複数設けられている。
【００４９】
また、図４からわかるように、中心軸Ｙに対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１長手方向から投影すると、突条２０１ａは円筒部２０１の内周の全部には形成されていない。つまり、突条２０１ａは円筒部２０１の内周のどこかで途切れている。このため、トナーと突条２０１ａとの接触を抑えることができるため、トナーを搬送する際、トナーと突条２０１ａとの抵抗を減少させることができ、摩擦熱の発生を抑制できる。このように、熱の発生を抑えることができるので、トナー凝集の発生を抑制でき、トナーの搬送性を確保することができる。従って、凝集を起こしやすいトナー（例えば、ワックス成分の多いトナー）の場合には、突条２０１ａによる熱の発生を極力抑えることでトナー凝集の発生をなくすことが可能となる。
【００５０】
ここで、円筒部２０１の内周において、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂ，２０１ｂ，…ではトナーの搬送性は若干低下することになるが、互いに隣接する２つの突条２０１ａ，２０１ａが回転方向でオーバーラップしており、トナー搬送時には円筒部２０１が回転することから後続の突条２０１ａ，２０１ａ…によるフォローを受け、大きな搬送力の低下は起こさない。
【００５１】
なお、これらの突条２０１ａ，２０１ａ…（溝部２０１ｃ，２０１ｃ…）を有するトナーボトル２００は、例えばＰＥ樹脂やＡＢＳ樹脂を金型成型することによって作成することができる。
【００５２】
トナーボトル２００は、画像形成装置１０１に装着される際に、円筒部２０１の中心軸Ｙが水平となるように設置される。また、トナーボトル２００は、円筒部２０１の中心軸Ｙを中心に、図２に示すＺ方向に回転駆動される。
【００５３】
トナーボトル２００が回転駆動されると、円筒部２０１に収納されたトナーは、突条２０１ａ，２０１ａ…によって案内されながら、後端部側から排出口側へと搬送される。そして、排出口に達したトナーがトナーボトル２００から排出される。
【００５４】
駆動モータを用いて中心軸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ボトル２００に伝達され、トナーボトル２００が中心軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動される。
【００５５】
トナーボトル２００を、中心軸Ｙを中心にＺ方向に回転駆動すると、トナーボトル２００の円筒部２０１の内周面に設けられた突条２０１ａ，２０１ａ，…によって、トナーボトル２００内のトナーが先端部側に搬送され、排出口からボトル保持部材内に排出される。そして、ボトル保持部材内に排出されたトナーは、さらに、シャッタが設けられたボトル保持部材の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。
【００５６】
図５はトナー補給部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５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。
【００５７】
ここで、トナーボトル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、トナーボトル２００が回転できるように、適切な強さでトナーボトル２００を支持部材６００に装着している。
【００５８】
図６はトナーボトル２００を支持する支持部材６００の構成を示す斜視図である。なお、図６では、説明の便宜上、ＢＫのトナー補給部５００ａに対応する装着台の一部を省略して記載している。
【００５９】
支持部材６００は、主として、装着台（基台）６０２と２つの板状部材６１４，６１５とからなる。図６に示すように、支持部材６００のうち、トナー補給部５００が搭載される装着台６０２は、上面のトナー補給部５００のボトル保持部材３００が装着される一端側で、ボトル保持部材３００に設けられたシャッタ４００に対応する箇所に、トナー供給口６１１（６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃ，６１１ｄ）が形成されている。このトナー供給口６１１の下方には現像装置２３に連通するトナー搬送用のトナー搬送路６１２（６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄ）が配設されている。
【００６０】
板状部材６１４，６１５は、装着台６０２の上面と略垂直で、かつ、トナーボトル２００の中心軸Ｙと平行になるように、装着台６０２に立設されている。そして、２つの板状部材６１４，６１５は互いに平行になるように対向して配置されている。
【００６１】
上述した本発明の効果を検証するために行った実験について以下に説明する。以下の実験では、トナーボトル２００として、既存のトナーボトル（シャープ株式会社製ＭＸ−５５００Ｎ；外径８９ｍｍ、内径８６．６ｍｍ、長さ４７０ｍｍ、ボトルの原料はＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン））に対して、突条２０１ａの形状を以下の実験結果に示すように変更して形成したトナーボトルを用いた。また、各実験の初期状態において、トナーボトル２００には、主樹脂がポリエステル、体積平均粒子径が６．０μｍ、ガラス転移点が５９℃のトナーを７３４ｇ収納させた。
【００６２】
１つめの実験（以下、実験１とする）では、中心軸Ｙに対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１長手方向から投影した場合、円筒部２０１の内周の全長に対して、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂ（周）のトナーボトル（一つの突条２０１ａが投影される角度をθ２とする）を用い、トナーボトル長手方向で見たときに隣接する突条２０１ａとの重複量（オーバーラップ量）、すなわち、突条２０１ａの中心軸Ｙに対する傾きθ１とトナー搬送性能との関係について検証した。ここでは、円筒部２０１の断面の内周での突条２０１ａの数を３とし、突条２０１ａの円周方向で成す角度θ２を全て８３°とした。なお、中心軸Ｙに対する傾きθ１を変更する際に、突条２０１ａの長さを変更し、常に突条２０１ａの円周方向で成す角度θ２が８３°となるようにした。その結果（突条２０１ａの傾きθ１とトナーの搬送性との関係を示す実験結果）を図７の図表により示す。
【００６３】
図７からわかるように、突条２０１ａの中心軸Ｙに対する傾きθ１は、２０°以上４０°以下の角度であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。なお、実験１では、突条２０１ａの高さは７ｍｍのトナーボトルを用いた。具体的には、図３で点線で示す溝２０１ｃ（突条２０１ａ）をベースにして、各突条２０１ａを中心軸Ｙに対して傾けていく実験を行った。隣接する２つの突条２０１ａ，２０１ａのオーバーラップ量が小さい場合には、トナー運搬性能が小さい。この理由としては、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂから前の突条２０１ａで搬送されたトナーが横方向（中心軸Ｙ方向）にすり抜けてしまうからであると考えられる。突条２０１ａをさらに傾けていくと、隣接する突条２０１ａ，２０１ａの重なりが大きくなり、前の突条２０１ａで搬送されたトナーを次の突条２０１ａでうまく捉えることができるため、トナー搬送力が向上するようになる。さらに、突条２０１ａを傾けていくと、回転による中心軸Ｙ方向に対する搬送力が低下するため、逆にトナー搬送力が低下してしまう。
【００６４】
２つめの実験（以下、実験２とする）では、突条２０１ａの高さとトナー搬送性能との関係について検証した。ここでは、円筒部２０１の断面の内周での突条２０１ａの数を同様に３とし、突条２０１ａの円周方向で成す角度θ２を全て８３°として、突条２０１ａの高さを変えてトナーを搬送した。その結果（すなわち、突条２０１ａの高さとトナー搬送性との関係を示す実験結果）を図８の図表に示す。なお、実験２では、突条２０１ａの中心軸Ｙに対する傾きθ１は３０°のトナーボトルを用いた。
【００６５】
図８からわかるように、実験２の結果により、突条２０１ａの高さが５〜８ｍｍ、すなわち突条２０１ａの高さは、円筒部２０１の内径の５．８％〜９．２％の範囲であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。
【００６６】
３つめの実験（以下、実験３とする）では、中心軸Ｙに対して垂直な円筒部２０１の断面を円筒部２０１長手方向から投影した場合、円筒部２０１の内周の全長に対して突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂの割合（％）とトナー搬送性能との関係について検証した。ここでは、突条２０１ａの中心軸Ｙに対する傾きθ１は３０°とし、高さは７ｍｍとした。その結果（すなわち、突条２０１ａが形成されない領域２０１ｂの内周に対する全割合とトナー搬送性との関係を示す実験結果）を図９の図表に示す。
【００６７】
突条２０１ａの円周方向で成す角度が小さいほど、断面における突条２０１ａ同士の重なりは無く、円筒部２０１の内周の全長に対し、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂが占める全割合（突条２０１ａを形成しない割合）は、多くなる。他方、突条２０１ａの円周方向で成す角度が１２０°より大きくなるにつれて、断面における突条２０１ａ同士の重なりが発生し、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂは無くなる。
【００６８】
図９からわかるように、円筒部２０１の内周の全長に対して、突条２０１ａが投影されない領域２０１ｂが占める全割合（％）が、１７％以上３７％以下であると、トナー搬送性が良好であることが明らかになった。
【００６９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る現像装置及びトナー補給装置の概略構造を示す横断面図である。
【図３】本実施の形態に係るトナーボトルの一部を示す側面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線の断面を円筒部の軸長方向から投影した図である。
【図５】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。
【図６】トナーボトルを支持する支持部材の構成を示す斜視図である。
【図７】突条の傾きとトナーの搬送性との関係を示す図表である。
【図８】突条の高さとトナー搬送性との関係を示す図表である。
【図９】突条が形成されない領域の内周に対する全割合とトナー搬送性との関係を示す図表である。
【符号の説明】
【００７１】
２００ トナーボトル
２０１ａ 突条
２０１ｂ 領域
２０１ｃ 溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤が収容され、内周面に複数の突条が設けられた円筒体を有する容器本体と、該容器本体の軸方向の一端側に設けられた排出口とを備え、前記容器本体の中心軸回りの回転によって収容された現像剤を前記一端側へ搬送し、搬送した現像剤を前記排出口から排出する現像剤容器において、
前記円筒体の軸長方向の全長に渡って前記突条が設けられていない領域が前記円筒体の周方向の１又は複数箇所に形成されており、前記円筒体の周方向に隣接する２つの突条が前記軸長方向にて重複する領域を有することを特徴とする現像剤容器。
【請求項２】
前記突条は、前記軸長方向に垂直な方向から前記一端側へ傾けてあることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項３】
前記突条の傾きを２０°以上、４０°以下としてあることを特徴とする請求項２に記載の現像剤容器。
【請求項４】
前記突条の高さを前記円筒体の内径の５．８〜９．２％の範囲としてあることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項５】
前記円筒体の内周に対する前記突条が設けられていない領域の割合が１７〜３７％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項６】
前記突条は前記円筒体の一端側から他端側まで一定形状にて周期的に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の現像剤容器。
【請求項７】
前記円筒体に収容する現像剤は、平均粒子径が４〜８μｍのトナーを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の現像剤容器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の現像剤容器と、該現像剤容器に収容された現像剤を用いて感光体上に形成された静電潜像を現像する現像部と、該現像部により現像された画像をシート上に転写する転写部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤が収容され、内周面に複数の突条が設けられた円筒体を有する容器本体と、該容器本体の軸方向の一端側に設けられた排出口とを備え、前記容器本体の中心軸回りの回転によって収容された現像剤を前記一端側へ搬送し、搬送した現像剤を前記排出口から排出する現像剤容器において、
前記円筒体の軸長方向の全長に渡って前記突条が設けられていない領域が前記円筒体の周方向の１又は複数箇所に形成されており、前記円筒体の周方向に隣接する２つの突条が前記軸長方向にて重複する領域を有することを特徴とする現像剤容器。
【請求項２】
前記突条は、前記軸長方向に垂直な方向から前記一端側へ傾けてあることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項３】
前記突条の傾きを２０°以上、４０°以下としてあることを特徴とする請求項２に記載の現像剤容器。
【請求項４】
前記突条の高さを前記円筒体の内径の５．８〜９．２％の範囲としてあることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項５】
前記円筒体の内周に対する前記突条が設けられていない領域の割合が１７〜３７％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項６】
前記突条は前記円筒体の一端側から他端側まで一定形状にて周期的に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の現像剤容器。
【請求項７】
前記円筒体に収容する現像剤は、平均粒子径が４〜８μｍのトナーを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の現像剤容器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の現像剤容器と、該現像剤容器に収容された現像剤を用いて感光体上に形成された静電潜像を現像する現像部と、該現像部により現像された画像をシート上に転写する転写部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２９２９５２（Ｐ２００８−２９２９５２Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４０９５０（Ｐ２００７−１４０９５０）
【出願日】平成１９年５月２８日（２００７．５．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２８日（２００７．５．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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