JP4343625B2 - 現像剤補給容器 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置に現像剤を補給するための現像剤補給容器に関する。

従来から、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置には現像剤として微粉末の現像剤が使用されている。そして、画像形装置の現像剤が消費された場合には、現像剤補給容器を用いて画像形成装置へ現像剤を補給することが行なわれている。

ここで画像形成装置に現像剤を補給するための現像剤補給容器は、収納した現像剤を画像形成装置の現像剤受け入れ部に一度に全量補給する、いわゆる一括補給型容器と、画像形成装置本体に据え置いて、現像剤を使い切るまで除々に現像剤を補給する、いわゆる据え置き型補給容器とに大別される。

近年、画像形成装置のコンパクト化を図るため、現像剤補給容器は据え置き型が使用される傾向にある。更に前記現像剤補給容器として、円筒状ボトルの周上に現像剤を排出するための排出開口部を設け、前記現像剤補給容器を回転させながらトナーを間欠的に送り出して補給しているものが知られている。この構成にあっては、前記現像剤補給容器内のトナー残量に応じて排出量が変化するため、補給安定性が悪い。そこで特許第３１６８７２２号では図２６に示すように前記現像剤補給容器500の内周面や外周面に前記排出開口部501を覆う計量部502を設けて、トナーを定量的に送り出して補給するものが提案されている。

特許第３１６８７２２号

しかしながら、前記従来例においては次のような問題点があった。特許第３１６８７２２号は前記現像剤補給容器内に現像剤の残量が多いときには排出量が多く、現像剤が少なくなると排出量が少なくなる現象に対して前記排出開口部に計量部を設けることで毎補給一定量のトナーを補給するものであるが、前記排出開口部の周辺でトナーの嵩密度が高い場合、補給時に前記排出開口部においてトナーが閉塞したり、排出量が減少してしまうという問題がある。

上記課題を解決するために、本発明に係る現像剤補給容器の代表的な構成は、回転することで現像剤を搬送、排出する現像剤補給容器であって、内部に現像剤を収納し前記現像剤を排出するための排出開口部を有する筒状の容器本体と、前記容器本体の内周面に前記排出開口部を囲うように設けられた粉圧抑制部材と、を有し、前記粉圧抑制部材は、前記容器本体の回転に伴って前記現像剤をすくう背面壁と、すくった前記現像剤が前記背面壁から漏れるのを防止する両端の横壁とからなり、前記排出開口部の近傍に、前記排出開口部との間で空気の置換を許すとともに、前記現像剤を通過させる少なくとも１つの孔が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、安価な構成で、長期間の放置により排出開口部付近の現像剤の嵩密度が高くなる状況となっても、トナー閉塞を抑制しスムーズに現像剤を排出させることができる現像補給容器を提供することが可能となる。

［第一実施例］
以下、本発明に係る現像剤補給容器を図を用いて説明する。図１は、本発明を適用し得る画像形成装置の第一実施例の概略断面図を示す。本実施例において、本発明は、電子写真方式にてモノクロ及びフルカラーの画像を形成することができる電子写真複写機にて具現化されるが、本発明はこれに限定されるものではない。電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置には、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタなど）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサなどが含まれる。

（全体構成）
先ず、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。操作者によって、原稿101は原稿台ガラス102の上に置かれる。そして、光学部103の有する複数のミラーとレンズにより感光体ドラム104上に原稿の光像が結像する。一方給送カセット105、106に積載された記録媒体（例えば用紙、ＯＨＰシート等であり、以下単に用紙Ｐという）のうち、操作部（不図示）から操作者が入力した情報に基づいたサイズの用紙Ｐを選択する。そして、送り出しローラ105ａ、106ａのうち、選択された給送カセット105、106に応じたローラが回転する。そして、給送カセット105、106から送り出された１枚の用紙Ｐを搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送する。

レジストローラ110は、感光体ドラム104の回転と光学部103のスキャンのタイミングとを同期させて用紙Ｐを感光体ドラム104へ搬送する。そして、用紙Ｐは、転写手段111によって、感光体ドラム104上のトナー像を転写される。その後、用紙Ｐは分離手段112によって感光体ドラム104から分離される。そして、用紙Ｐは搬送部113により、搬送されて定着部114に到る。そして定着部114で、熱と圧力により用紙Ｐ上のトナー像を定着させる。その後用紙Ｐは、排出ローラ116によりトレー117へ排出される。

感光体ドラム104の回りには、回転型現像装置201、クリーニング手段202及び、一次帯電手段203が配置されている。回転型現像装置201はトナーを用いて、感光体ドラム104に形成された静電潜像を現像する。一次帯電手段203は、感光体ドラム104を帯電するものである。また、クリーニング手段202は感光体ドラム104に残留するトナーを除去するものである。現像によって減少する現像剤は、現像剤補給容器から順次補給される。

（回転型現像装置）
図２は回転型現像装置の構成を説明する図である。図に示すように、回転型現像装置201は略円筒形状であり、その内部は４つに区画され、それぞれＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの４色の現像装置７を備えている。現像装置７はそれぞれ、現像器９と、それに対応した現像剤補給容器１とを収容している。現像剤補給容器１は、トナーを供給するためのものであり、取り外し可能に装着されている。

この回転型現像装置は、図面において反時計回り（矢印Ｒ方向）に９０度ずつ回転し、感光体ドラム104に対向する現像器９を交換するようになっている。本実施例では７ａの位置で感光体ドラム104と対向するが、この位置を現像ステーションと呼ぶ。現像器９の現像剤搬送部材９ａや現像スリーブ９ｂ、及び現像剤受け入れ部８の現像剤搬送部材８ａは、現像ステーション７ａの位置にあるときのみ、画像形成装置本体と駆動伝達されて回転するようになっている。そして現像ステーション７ａ以外の位置７ｂ、７ｃ、７ｄにある現像器９及び現像剤受け入れ部８は作動しない。

現像器９の現像スリーブ９ｂは、感光体ドラム104と微小隙間（約300μm）を有するよう配置される。現像に際しては、不図示の現像ブレードによって、現像スリーブ９ｂ周面に薄層のトナー層を形成する。そして、現像スリーブ９ｂに現像バイアスを加えることにより、感光体ドラム104に形成された静電潜像を現像する。

なお、本回転式現像装置はＡ４で２枚またはＡ３で１枚の画像形成がなされると９０度ずつ回転して現像器を回転して現像器を交換する。その交換のための移動時間は約0.3秒、画像形成のための停止時間は約1.2秒、移動時の周速は約0.7m／秒、回転型現像装置の直径は190mmである。

回転型現像装置201の直径とは、現像剤補給容器１を装着した状態の回転型現像装置201における最大径をいう。また、回転型現像装置201の回転中心から、現像剤補給容器１を装着した状態の最大半径（長さ）を現像剤補給容器１の公転半径とし、その箇所での速度を周速とする。

本実施例に示した回転型現像装置は、４つに等しく区画され、それぞれＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの４色の現像器９と、それぞれに対応した現像剤補給容器１を収容する構成であるが、例えば使用頻度の高いブラック現像剤をより多く補給すべくブラック用の現像剤補給容器Ｂｋの内容積を、他の３色用現像剤容器よりも大きくするなど、各色用の現像装置７によって、回転型現像装置201内の占有部分の大きさを変えて不等分割してもよく、この構成によっても本発明の効果を同様に得ることができる。

更に本実施例で示した現像剤とは、一成分現像剤、二成分トナー、二成分キャリア、二成分トナーと二成分キャリアの混合物のいずれでも良い。

（現像剤補給容器の構成）
次に、本実施例に係る現像剤補給容器の構成について説明する。

＜容器の概略構成＞
図３、図４は本実施例に係る現像剤補給容器の斜視図、図５は排出開口中央部での容器短手方向の断面図である。図に示す現像剤補給容器は、容器本体１、回転部材（以下、ノブ２と称する）、シャッター３、パッキン部材４、粉圧抑制部材５（図９参照）を備えている。

図３、図４に示すように、容器本体１は中空の筒状をなしており、図５に示すように断面が非円形となっている。このように断面を非円形とすることにより、回転型現像装置内の限られたスペースを有効に利用することができ、その結果、同一形状の回転型現像装置内のスペースにおいて、前記現像剤補給容器の現像剤充填量を増やすことができる。

容器本体１の軸線方向一端側の周面には現像剤を排出する排出開口１ｃが設けられており、排出開口１ｃはシャッター３とパッキン部材４によって開閉自在に密閉される。容器本体１はプラスチックを射出成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形等の方法で製造することができる。容器本体１は、本実施例においては上部材１ａと下部材１ｂの二部材に分けて、対衝撃性ポリスチレンにて成形、製造し、両者を超音波溶着することで容器本体１を成形しているが、他の材料、及び製造方法であってもよい。

排出開口部としての排出開口１ｃは8mm×15mmの長方形であり、容器周面の、容器端面から40mmの位置に設けてある。容器本体１に収納された現像剤は排出開口１ｃから装置本体の現像器へ排出される。排出開口１ｃを容器本体１の周面に設けることにより、容器端面に排出開口部を設けた現像剤補給容器に比して排出後に現像剤補給容器内に残留する現像剤残量を少なくすることができる。また、排出開口１ｃを前記容器本体１の長手方向の全長よりも短くすることにより、現像剤付着による汚れを低減できる。

ノブ２は把手部と２重円筒部から成り、外側の円筒部外周面にはノブギア２ａを、内側の円筒部内周面には容器本体１の側端部に設けられた円形状突起と係合するための爪が設けられている。この爪を用い、容器本体１の手前側端部に周方向に往復自在に取り付けられる。なお、本実施例においては、ノブ２も耐衝撃性ポリスチレンを射出成形にて製造したが、他の材料、及び製造方法であってもよい。

シャッター３は容器本体１の外周面に沿った平板状を成し、両端縁には断面コの字型のガイド部を有する。そして容器本体１の排出開口１ｃの近傍に設けられ周方向に平行な２つのシャッターガイド１ｆと係合して、容器本体１の周方向に往復自在に取り付けられる。シャッター３はプラスチックを射出成型で製造する方法が望ましいが、他の材料及び製造方法であっても良い。シャッターにはある程度以上の剛性を有する材料が好適であり、本実施例においては高摺動性ＡＢＳを射出成形にて製造した。

パッキン材４は容器本体１の排出開口１ｃを囲むように配設され、容器本体１とシャッター３に圧縮されることで、排出開口１ｃを密閉するものである。従来公知の種々の発泡体や弾性体を適宜使用でき、本実施例では発泡ポリウレタンを用いた。

＜搬送突起＞
図６に上部材および下部材の内部平面図、図７に下部材の内部斜視図、図８に上部材の内部斜視図を示す。

図６に示すように、容器本体１の内部には、収納された現像剤を排出開口１ｃへ搬送する搬送突起１ｄ、１ｅが、容器内壁に分割して突出して設けられている。搬送突起１ｄは下部材１ｂに、搬送突起１ｅは上部材１ａに、容器本体１の周方向に離間した上下２つの群に分かれて設けられている。このように前記搬送突起１ｄ、１ｅを、周方向に離間した上下２つの群に分かれて設けることにより、前記突起―突起間の離間部分により効果的に現像剤をほぐすことができ、スムーズに排出開口１ｃから現像剤を排出できる。

また図に示すように、搬送突起１ｄ、１ｅは平板形状である。平板形状とは、上部材１ａ及び下部材１ｂの成形時の金型離型方向から見て、直線で表すことができる形状である。本実施例では突起高さは5mmであり、厚みは1mmである。なお、排出開口側の容器小径部の搬送突起の高さは2.5mmであり、それぞれ上部材１ａに６個、下部材１ｂに７個設けられている。

搬送突起１ｄ、１ｅは回転方向に対して排出開口部側が遅れるように傾斜して設けている。下部材１ｂに配設された搬送突起１ｄのうち、排出開口１ｃを境として右側に設けた搬送突起１ｄは、その左側が排出開口部側であるため、左側が回転方向に対して遅れる形状となる。回転方向は下方向であるため、結果として排出開口１ｃを境として右側に設けた搬送突起１ｄは左上に傾斜した配置となる。同様に排出開口１ｃを境に左側に設けた搬送突起１ｄは右側が排出開口側であるため、右上に傾斜した配置となる。

また、上部材１ａに配設された搬送突起１ｅと、下部材１ｂに配設された搬送突起１ｄは、図６に示すように、交互に配置された位置関係となっている。また、隣接した搬送突起１ｄ、１ｅは、回転軸線方向において重なり合った部分を有する構成となっている（図中のＸ）。すなわち、それぞれの突起端部が互いにオーバーラップしており、このオーバーラップ量Ｘは軸線方向に投影した長さで約5mmに設定している。そのため、上部材１ａの搬送突起１ｅにより搬送された現像剤は、確実に下部材１ｂの搬送突起１ｄに運ばれ、また、下部材１ｂの搬送突起１ｄに運ばれた現像剤は確実に上部材１ａの搬送突起１ｅに運ばれるといったように、交互に繰り返されながら、現像剤は排出開口１ｃに搬送される。すなわち、前記突起−突起間の段差からの現像剤のすり抜けを防止でき、現像剤搬送、排出速度を向上させることができる。

搬送突起１ｄ、１ｅの回転軸線方向に対する傾斜角度（図６中のＹ）は、20°〜70°の範囲が好ましく、より好ましくは40°〜50°の範囲である。本実施例においては搬送突起１ｄ、１ｅの回転軸線方向に対する傾斜角度Ｙは45°としている。なお、搬送突起１ｄ、１ｅの傾斜角度Ｙが20°以下であると、現像剤が突起上を滑り落ちずらくなってしまうため、現像剤搬送力が低下してしまう。また70°以上であると、突起の数が多くなってしまい、容器内容積が減少してしまう。従って、前記搬送突起１ｄ、１ｅの傾斜角度Ｙを上記範囲にすることにより、良好な現像剤搬送力を得ることができる。

また図８に示すように、上部材１ａには、搬送突起１ｅの他に平板状攪拌突起１ｇが容器長手軸線方向にそれぞれの搬送突起１ｅの間に挟まれるように複数個設けられている。この平板状攪拌突起１ｇは現像剤が搬送突起１ｅで搬送される際に内部のトナーを攪拌する効果を持っており、現像剤補給容器内で凝集したトナーをほぐして搬送する。

＜粉圧抑制部材＞
図９は粉圧抑制部材近傍の斜視図、図１０は粉圧抑制部材の拡大斜視図である。図に示すように粉圧抑制部材５は、下部材１ｂの排出開口１ｃ近傍内面に設けられ、横壁５ａ、背面壁５ｂ、背面孔５ｃからなる。横壁５ａは容器本体１の長手方向両側にこの部材は容器本体１の排出開口１ｃの内周面側に取り付けられており、背面壁５ｂは横壁５ａの回転方向上流側にある。前記横壁５ａ、前記背面壁５ｂは排出開口１ｃの端面上に設けられている。ただし、背面壁５ｂはトナーをすくう効果と排出開口１ｃへの粉圧集中を防ぐ効果をもつため、排出開口１ｃの容器長手方向と同等の長さ、もしくは、より大きいことが望ましい。また、前記横壁５ａはすくったトナーをもらさないようにする効果と排出開口１ｃへの粉圧集中を防ぐ効果をもつため、排出開口１ｃの短手方向と同等の長さ、もしくは、より大きいことが望ましい。さらに背面孔５ｃは背面壁５ｂの下部にあって排出開口１ｃと連通するように設けられている。この背面孔５ｃは排出開口との間で空気との置換ができればよいため必ずしも連通してなくてもよいが、排出開口近傍にあることが望ましい。粉圧抑制部材５は本実施例においては容器本体１と一体成形で耐衝撃性ポリスチレンを射出成形にて製造したが、他の材料、及び製造方法であってもよい。なお、一体成形とすることにより、安価に粉圧抑制部材５を形成することができる。

＜画像形成装置への装着＞
次に現像剤補給容器が画像形成装置に装着され、使用されている状況を説明する。図１１は装着動作を説明する図、図１２はシャッターの開封動作を説明する図である。

まず始めに、ノブ２（現像剤排出開口側）を手前にして現像剤補給容器の容器本体１を画像形成装置本体の回転型現像装置201の現像器９へ挿入する。そして、現像剤補給容器の装着と共に、ノブギア２ａと現像器側ギア10、現像器側ギア10とシャッターギア３ａが噛み合い、且つシャッター３は現像器側シャッター11（図１２参照）にはめこまれる構成になっている。

次にノブ２を矢印方向に所定角度回転させると、ノブギア２ａにより現像器側ギア10を介してシャッター３のギア３ａへ回転力が伝わり、シャッター３が回転する。シャッター３とともに現像器側シャッターも回転し、現像器シャッター側に設けた穴（不図示）と現像剤補給容器側の排出開口１ｃがつながり、排出開口部が開通する。なお、画像形成装置への装着位置、方法は上記に限らず、画像形成装置本体の構成に応じて適宜選択することが可能である。

前記現像剤補給容器は、回転型現像装置に自転不可に装着され、回転型現像装置の回転を利用して公転運動するので、容器に回転駆動を受ける構成が不要となり、現像剤補給容器のコストダウン及び装置本体側のコストダウンを図ることができる。

現像剤収納容器の着脱は、これら４つの位置のうちのいずれかで行ってもよいが、現像ステーション７ａ以外の位置が好ましく、特に排出開口１ｃが上向きとなる位置７ｃで行うのが最も好ましい。本実施例では７ｃの位置で着脱を行った。

＜動作状況＞
本実施例に示す現像剤補給容器を回転型現像装置201内で動作させたときの状況について説明する。図１３は現像器の断面図、図１４は下部材の粉圧抑制部材近傍を示す平面図である。

図１３に示すように、容器本体１内には所定量の現像剤を充填し、前記の手順で回転型現像装置に装着、開封する。画像形成の過程で現像器９内の現像剤は除々に消費されていくが、現像器９内の現像剤量又は現像剤とキャリアの比率を検知する手段からの信号で、現像剤受け入れ部８内の現像剤搬送部材８ａが所定時間回転して現像剤を現像器９へ送り込むようになっていて、現像器９内の現像剤量又は現像剤とキャリアの比率は略一定に保たれる。すると次に、現像剤受け入れ部８内の現像剤が減少する。特に現像剤搬送部材８ａの搬送方向上流側、即ち現像剤補給容器１の排出開口１ｃとの接続部付近において減少する。

現像剤補給容器１は現像剤受け入れ部８の真上に位置するように構成してある。このため、現像剤受け入れ部８内の現像剤が減少すれば、現像剤補給容器１の端部に存在する現像剤が直ちに自重で落下して、排出開口１ｃを通って現像剤受け入れ部８へと補給される。

このように、現像器９が現像を行う停止位置にある現像器（現像ステーション７ａ）に対応する現像剤補給容器１は、前記排出開口１ｃが略重力方向を向いていて現像剤が自然落下して排出されるので、現像剤が消費される現像位置にある現像器に対して効果的に現像剤を補給することができる。

もし、端部に充分な量の現像剤がない場合には、回転型現像装置201が一回転する間に搬送突起１ｄ、１ｅの作用により、容器本体１内の現像剤が端部に搬送されるため、再び現像ステーション７ａに戻ってくる間に現像剤受け入れ部８へ現像剤は補給される。

現像ステーション７ａにおける現像剤補給容器１の排出開口１ｃの位置はいずれの位置でも良いが、斜め上が好ましく、現像剤受け入れ部８の真上に位置するのが最も好ましい。現像ステーション７ａにおいて現像剤が現像剤補給容器１から現像剤受け入れ部８へと自重落下できない配置であっても、回転型現像装置201が一回転する間には必ず現像剤補給容器１が現像剤受け入れ部８の上にくる配置になることがあり、現像剤は補給できる。

また現像剤補給容器内において回転により現像剤が排出される様子を図５を用いて説明する。現像剤が現像器９に補給される時には、現像剤の自重により排出開口１ｃを通る。その際、粉圧抑制部材５の背面壁５ｂがあることにより、回転方向下流側のトナーはそのまま排出開口１ｃを通過して排出されるが、回転方向上流側の現像剤は背面壁５ｂより規制を受けつつ、背面孔５ｃを通過し、その後に排出開口１ｃを通過して現像器９に補給される。ここで背面壁５ｂがない場合には排出開口１ｃ内周側でトナー粉圧が高まり、トナー嵩密度が上昇し、トナー閉塞を引き起こす可能性が高い。

また、図１４に下部材１ｂを粉圧抑制部材上方向から見た図を示す。現像剤は現像剤補給容器１の公転により、搬送突起１ｄにて容器長手方向に移動し、排出開口１ｃに導かれる。この際にも粉圧抑制部材５の横壁５ａにより容器長手方向からの現像剤の圧力は抑制され、排出開口１ｃ付近の粉圧が高まることを防ぐ。

またトナーが排出開口１ｃから排出される際には空気との置換を行っており、空気を容器内取り込むことで外圧との気圧差を解消しつつ排出している。トナーは粒子間に空隙を有しており、そこを空気が通過するが、トナー粉圧が高まることによりその空隙は狭くなり空気が通りづらくなる。図２３に示すように背面孔５ｃは排出開口１ｃとの間での空気の置換（図中 Ｂの矢印）を阻害しないよう設けてあり、この背面孔５ｃが無い場合はより排出開口１ｃ内周側でトナー粉圧が高まり、トナー嵩密度が上昇し、トナー閉塞を引き起こす可能性が高い。

背面孔５ｃはさらに２つの効果をもっている。１つ目は初期回転停止時の慣性により排出開口周りの現像剤を排出させる役割であり、２つ目は排出後期（トナー残量が少なくなってきたとき）にトナーを通過させる役割である。前者について、図２４に示すように容器本体１が公転した際に、（４）の位置（排出開口１ｃが下方を向いた位置）で回転が停止したときには、慣性力により矢印Ｃ方向へ現像剤が排出される。その際に排出開口部付近にある嵩密度の高いトナーも排出され、初期のトナー閉塞を防ぐことができる。また、後者について、排出後期の現像剤の様子を図２５に示す。図２４に示した回転（公転）を考慮すると、トナー残量が少ないときには、現像剤は粉圧抑制部材５の囲いの外周側に有り、仮に背面孔５ｃ孔が無い場合には粉圧抑制部材５の３つの壁部に遮られて排出させることができず、トナーを最後まで使い切ることができない。

（実験）
本実験では特許第３１６８７２２号における形状と本実施例の現像剤排出性の比較を行う。本実施例の構成は上記説明したとおりであって、図５（排出開口中央部での容器短手方向の断面図）、図７（下部材１ｂ）、図８（上部材１ａ）に示したものである。

＜比較例１＞
図１５に比較例１に係る現像剤補給容器の構成を示す。図１５（ａ）は下部材の内部斜視図、図１５（ｂ）は排出開口中央部での容器短手方向の断面図、図１５（ｃ）は粉圧抑制部材の拡大斜視図であって、上記実施例と共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

比較例１において排出開口１ｃに設けた粉圧抑制部材は、特許第３１６８７２２号で提案されている計量部形状（以後計量部材301と称する。）である。

＜比較例２＞
図１６に比較例２に係る現像剤補給容器の排出開口中央部での容器短手方向の断面図を示す。比較例2においては、排出開口１ｃに計量部も粉圧抑制部材も設けず、容器内部には搬送突起だけを設けている。

以上３つのタイプの現像剤補給容器において比較実験を行った。但し、どの場合も現像剤が排出開口１ｃへ送られる搬送能力は同条件である。詳細を述べると、現像剤補給容器の搬送突起は高さ5mmで上部材１ａに５個の搬送突起、下部材１ｂに５個の搬送部材を設けてある。また上部材の突起と、下部材の突起のオーバーラップ量は5mmである。

これらの現像剤補給容器にそれぞれ180gの現像剤を充填し、簡易回転式現像剤排出治具（回転式現像装置の現像器を取り除き、容器の排出開口から排出される現像剤量を直接測定できる治具）を用い、現像剤の排出テストを実施した。なお、簡易回転式現像剤排出治具の設定は回転角度各90°×4（90°→90°→90°→90°）、移動時間は約0.3秒、画像形成のための停止時間は約1.2秒、移動時の周速は約0.7m／秒、直径は190mmである。

＜結果＞
図１７に、実験結果を回転数とトナー排出率の関係を用いて示す。また、図２２に実施例及び比較例の構成要素及び排出性能データの一覧を示す。現像剤排出初期５公転の平均排出量は、比較例１（計量部材を設けたもの）では0.51g／回転であったのに対し、本実施例（粉圧抑制部材５を設けたもの）では2.7g／回転、比較例２（搬送突起のみのもの）では0.43g／回転であった。

また目視においても顕著な違いが認められ、計量部材を設置したもの、搬送突起のみのものでは排出初期時は連続した排出ではなく、嵩密度の高いトナーが間欠的に排出されている様子を確認することができた。一方、本実施例の構成では連続して嵩密度の低いトナーが排出されていた。

またトナー残量については、比較例１は約2.4gであったのに対し、本実施例では約1.5g、比較例２は約1.5gであった。

＜考察＞
上記結果において、計量部を設けた容器に比べ、本実施例の粉圧抑制部材を設けた容器の方が現像剤排出速度は速かった。それぞれの断面図（図５、図１５（ｂ）、図１６）から上記結果の理由を考察する。

比較例１の計量部材を設けた容器では、図１５（ｂ）に示すように排出開口１ｃ内周側の回転方向上流側、容器軸線方向に壁を設けているため、それらの方向からのトナー補給はできず、回転方向下流側にある計量部材301内のトナーのみが排出され、トナー補給量は少ない。またトナー残量に関しては現像補給容器の回転方向から考えると、遠心力により回転方向上流側にトナーが残る。しかし計量部の壁により遮られてトナーが排出開口１ｃまで到達することができず、残量は多くなる。

比較例２の搬送突起のみを設けた容器では、図１４にて説明したように搬送突起１ｄにより現像剤が排出開口１ｃに凝集しやすく、また図１６の断面形状から分かるように現像剤の自重により排出開口部付近にトナー粉圧が集中しやすい。特に排出初期は現像補給容器内のトナーはあまり攪拌されておらず、嵩密度の高い状況にあり、その結果排出初期では排出量が少なく、間欠的に排出される。その後現像補給容器内の攪拌が十分行われてくると排出量が増加していく。また、トナー残量については比較例１より確実に排出される構成となっており、少ない値である。

一方、本実施例の粉圧抑制部材５を設けた容器では、図１４に示すように排出開口内周側の回転方向上流側、容器軸線方向に壁を設けており、それらの方向からのトナー粉圧を制限している。そして、背面壁５ｂによって粉圧を制限して粉圧抑制部材５内の嵩密度の上昇を抑えつつも、本発明の特徴である粉圧抑制部材５の壁に設けた背面孔５ｃからトナーを通過させ、粉圧抑制部材５内のトナー量を補う構成となっている。従って図１７に示す実験結果のように、排出初期から少ない公転数においても排出量は多い。

なお、上記トナー量を補う効果については、背面孔５ｃのかわりに横壁５ａに孔を設けても同様の効果を得ることができると考えられる。しかし、特にトナー残量に関しては、背面孔５ｃが回転方向上流側に設けられていることから、残ったトナーが下部材１ｂの壁面を滑り落ちて背面孔５ｃを通り、排出開口１ｃまで到達することとなる。このため、トナー残量が少ない値となっていると考えられる。

［第二実施例］
次に本発明の第二実施例に係る現像剤補給容器について説明する。図１８は本実施例に係る現像剤補給容器を説明する図、図１９は本実施例および比較例の回転数とトナー排出率の関係を示す図であって、上記第一実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例において、現像剤補給容器の構成は上記第一実施例とほぼ同じであり、異なる部分は粉圧抑制部材５の形状である。第二実施例では粉圧抑制部材５の３つの壁を覆う天井部５ｄを設けた。なお、天井部５ｄを設ける代わりに、上部材１ａの一部が粉圧抑制部材５の３つの壁を覆う位置に配置されるよう構成することでもよい。

実験の結果、初期５公転の平均排出量は2.9g／回であった。トナーは連続的に排出し、途切れなかった。また、トナー残量は1.6gであった（図１９、図２２参照）。すなわち、このように天井部５ｄを設けることで、上部からのトナー粉圧を抑制することができ、嵩密度の上昇を抑えて、初期からより円滑にトナー排出を行なうことができる。

［第三実施例］
次に本発明の第三実施例に係る現像剤補給容器について説明する。図２０は本実施例に係る現像剤補給容器を説明する図、図２１は本実施例および比較例の回転数とトナー排出率の関係を示す図であって、上記第一実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例において、現像剤補給容器の構成は上記第一実施例とほぼ同じであり、異なる部分は粉圧抑制部材５の形状である。第三実施形態では、第二実施形態と同様の天井部５ｄに加えて、さらに両側の横壁５ａにそれぞれ横孔５ｅを設けた。すなわち上記第一実施形態においては排出開口１ｃに配置した壁に設けた孔は一つのみであったが（背面壁５ｂの背面孔５ｃ）、本実施形態においてはさらに二つの孔を設けたものである。

実験の結果、初期５公転の平均排出量は3.2g／回であった。トナーは連続的に排出し、途切れなかった。また、トナー残量は1.5gであった（図２１、図２２参照）。すなわち、このように横孔５ｅを設けることにより、背面壁５ｂの背面孔５ｃ、横壁５ａの横孔５ｅを通過するトナー量が増加するため、排出量が増加することがわかる。なお、背面孔５ｃ、横孔５ｅの大きさを変化させることでトナーの排出量を変化させることができる。

本発明は、画像形成装置の現像剤補給容器に用いることができる。

本発明を適用し得る画像形成装置の第一実施例の概略断面図である。 回転型現像装置の構成を説明する図である。 現像剤補給容器の斜視図である。 現像剤補給容器の斜視図である。 排出開口中央部での容器短手方向の断面図である。 上部材および下部材の内部平面図である。 下部材の内部斜視図である。 上部材の内部斜視図を示す。 粉圧抑制部材近傍の斜視図である。 粉圧抑制部材の拡大斜視図である。 装着動作を説明する図である。 シャッターの開封動作を説明する図である。 現像器の断面図である。 下部材の粉圧抑制部材近傍を示す平面図である。 比較例１に係る現像剤補給容器の構成を示す図である。 比較例２に係る現像剤補給容器の排出開口中央部での容器短手方向の断面図を示す図である。 第一実施例および比較例の回転数とトナー排出率の関係を示す図である。 第二実施例に係る現像剤補給容器を説明する図である。 第二実施例および比較例の回転数とトナー排出率の関係を示す図である。 第三実施例に係る現像剤補給容器を説明する図である。 第三実施例および比較例の回転数とトナー排出率の関係を示す図である。 第一〜第三実施例及び比較例の構成要素及び排出性能データの一覧を示す図である。 トナーの動きを説明する図である。 現像剤補給容器の公転の様子を説明する図である。 排出後期の現像剤の様子を説明する図である。 従来例に係る現像剤補給容器を説明する図である。

符号の説明

Ｐ …用紙
１ …容器本体
１ａ …上部材
１ｂ …下部材
１ｃ …排出開口
１ｄ …搬送突起
１ｅ …搬送突起
１ｆ …シャッターガイド
１ｇ …平板状攪拌突起
２ …ノブ
２ａ …ノブギア
３ …シャッター
３ａ …シャッターギア
４ …パッキン部材
５ …粉圧抑制部材
５ａ …横壁
５ｂ …背面壁
５ｃ …背面孔
５ｄ …天井部
５ｅ …横孔
７ …現像装置
７ａ …現像ステーション
７ｂ …位置
７ｃ …位置
７ｄ …位置
８ …現像剤受け入れ部
８ａ …現像剤搬送部材
９ …現像器
９ａ …現像剤搬送部材
９ｂ …現像スリーブ
10 …現像器側ギア
11 …現像器側シャッター
101 …原稿
102 …原稿台ガラス
103 …光学部
104 …感光体ドラム
105 …給送カセット
105ａ …ローラ
106 …給送カセット
106ａ …ローラ
109 …搬送部
110 …レジストローラ
111 …転写手段
112 …分離手段
113 …搬送部
114 …定着部
115 …反転部
116 …排出ローラ
117 …トレー
118 …フラッパー
119 …搬送部
120 …搬送部
201 …回転型現像装置
201ａ …現像ローラ
202 …クリーニング手段
203 …一次帯電手段
301 …計量部材

Claims (5)

1. 回転することで現像剤を搬送、排出する現像剤補給容器であって、
   内部に現像剤を収納し前記現像剤を排出するための排出開口部を有する筒状の容器本体と、前記容器本体の内周面に前記排出開口部を囲うように設けられた粉圧抑制部材と、を有し、
   前記粉圧抑制部材は、前記容器本体の回転に伴って前記現像剤をすくう背面壁と、すくった前記現像剤が前記背面壁から漏れるのを防止する両端の横壁とからなり、前記排出開口部の近傍に、前記排出開口部との間で空気の置換を許すとともに、前記現像剤を通過させる少なくとも１つの孔が形成されていることを特徴とする現像剤補給容器。
2. 前記粉圧抑制部材は、前記背面壁および横壁の上部を覆う天井部を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。
3. 前記粉圧抑制部材は、前記背面壁に形成された少なくとも１つの孔を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。
4. 前記粉圧抑制部材は、前記容器本体と一体に成形されていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。
5. 前記現像剤補給容器の断面形状は、非円形であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。