(57)【要約】【課題】  容器内でトナーとキャリアを別々に収納する現像剤補給容器において、トナーとキャリアの両方を、安定した状態で排出する。【解決手段】  画像形成装置本体に対し着脱可能に構成され回転することでトナーとキャリアを排出する現像剤補給容器において、トナーを収納するトナー収納部と、キャリアを収納するキャリア収納部と、装置本体から所定方向の回転駆動を受けた場合にはキャリア収納部からのキャリアの排出を可能とし、所定方向とは逆方向の回転駆動を受けた場合にはキャリア収納部からのキャリアの排出を不可能とするキャリア排出制御手段と、を有することを特徴とする。【選択図】  図４
2010072442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に対し着脱可能に構成され、前記画像形成装置本体に装着された状態で前記画像形成装置から回転駆動を受けることで回転し、内部に収納されたトナーとキャリアを排出する現像剤補給容器において、
トナーを収納するトナー収納部と、
該トナー収納部に設けられたトナー排出口と、
前記トナー収納部内に設けられ、所定方向の回転の際に前記トナー収納部内のトナーを前記トナー排出口に向けて搬送する搬送部材と、
キャリアを収納するキャリア収納部と、
該キャリア収納部に設けられたキャリア排出口と、
前記所定方向の回転の際には前記キャリア収納部からのキャリアの排出を可能とし、前記所定方向とは逆方向の回転の際には前記キャリア収納部からのキャリアの排出を不可能とするキャリア排出制御手段と、
を有することを特徴とする現像剤補給容器。
【請求項２】
前記トナー排出口から排出されたトナーと、前記キャリア排出口から排出されたキャリアとが混合される混合部と、
該混合部で混合されたトナーとキャリアを、現像剤補給容器の外部に排出するための現像剤排出口と、
該現像剤排出口を開閉可能に構成され、前記画像形成装置本体から受けた回転駆動を前記現像剤補給容器に伝達可能に構成された封止部材と、
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。
【請求項３】
前記キャリア排出制御手段は、
前記封止部材に設けられ、容器回転方向に移動することで前記キャリア排出口を開閉可能とするシャッタ部と、
前記封止部材が前記所定方向の回転駆動を受ける際には、前記シャッタ部がキャリア排出口を開く位置で止まるように前記シャッタの動きを規制する第１規制部と、
前記封止部材が前記所定方向とは逆方向の回転駆動を受ける際には、前記シャッタ部がキャリア排出口を閉じる位置で止まるように前記シャッタの動きを規制する第２規制部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の現像剤補給容器。
【請求項４】
前記キャリア排出制御手段は、
前記混合部に対して相対回転可能に構成された前記キャリア収納部と、
前記混合部に設けられ、前記キャリア収納部のキャリア排出口から排出されたキャリアを受入れるキャリア受入口と、
前記封止部材に設けられ、前記キャリア収納部に係合して前記キャリア収納部に回転駆動を伝達する係合部と、
前記封止部材が前記所定方向の回転駆動を受ける際には、前記キャリア排出口と前記キャリア受入口とが対向する位置で止まるように前記キャリア収納部の移動を規制する第１規制部と、
前記封止部材が前記所定方向とは逆方向の回転駆動を受ける際には、前記キャリア排出口と前記キャリア受入口とが対向しない位置で止まるように前記キャリア収納部の移動を規制する第２規制部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の現像剤補給容器。
【請求項５】
前記キャリア排出制御手段は、
前記キャリア収納部のキャリア排出口に近接した位置に容器回転方向に沿って設けられ、内部に収納された磁石が重力によって前記容器回転方向に沿って移動可能に構成された磁石収納部、
を有し、
該磁石収納部は、
前記封止部材が前記所定方向とは逆方向の回転駆動を受ける際には、前記キャリア排出口が最も高い位置にある時に、前記磁石が、前記キャリア排出口近傍のキャリアを磁気力で拘束することで前記キャリアが排出できない位置にいるように構成され、
前記封止部材が前記所定方向の回転駆動を受ける際には、前記キャリア排出口が最も高い位置にある時に、前記磁石が、前記キャリア排出口から前記キャリアが排出できる位置にいるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤受け入れ装置へ現像剤を補給する現像剤補給容器に関する。なお、現像剤受け入れ装置の例としては、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置や、このような画像形成装置に着脱可能に設けられた画像形成ユニットを挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、微粉末の現像剤が画像形成に使用されている。このうち、トナーとキャリアとから成る２成分現像剤によって画像形成を行う方式では、キャリアは現像動作によって消費されずに現像器内に残る。従って、現像器内でトナーと共に撹拌されるにつれ、トナーやトナーの外添剤が表面に付着することにより劣化し、画質低下を招くという問題があった。そこで、画像形成装置に交換自在にセットされる現像剤補給容器から、トナーとともに新しいキャリアを一定量ずつ補給して現像器内のキャリアの入れ替えを行うという方法がある。これにより、画質低下を抑制するとともに、トナーとキャリアを所定の比率で補給することで現像器内の所定のトナー濃度を維持し、画質の安定化を図っている。
【０００３】
従来、現像剤補給容器から補給されるトナーとキャリアは、現像器内のトナー濃度を維持するため、事前に所定の比率で撹拌混合された上で現像剤補給容器に所定量充填されている。しかし、例えば現像剤補給容器を配送する際に現像剤補給容器に振動等の作用が加わるとで、以下の問題が生じる。それは、トナーに対してキャリアは粒径と比重が非常に大きいため、現像剤補給容器内でキャリアが底面に沈むことでトナーに対して偏りが生じる状態、所謂キャリア偏析という問題である。偏析の結果、補給開始時には底に沈んだキャリアはあまり排出されず、トナーばかりが補給されてしまい、トナーとキャリアは現像剤補給容器から所定の比率で補給されなくなり、現像器内の所定のトナー濃度が維持できなくなる可能性がある。トナー濃度の変化の影響は、とりわけカラー画像に対して顕著であり、色味が不安定になる等画質に大きな弊害を及ぼすことになる。
【０００４】
また、撹拌混合されたトナーとキャリアを現像剤補給容器に充填する際に、充填機に通す際に受けるストレスによりトナー及びキャリア粒子間の付着力が増加し、画質低下を招く恐れがある凝集塊が発生しやすいという問題もある。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１のように、トナーとキャリアを現像剤補給容器内の別々のスペースに収容することで補給前は隔離しておき、補給時に各々から画像形成装置本体に設けられた補給経路へ排出させる方式が提案されている。
【０００６】
また従来、長期間の放置あるいは配送に伴う振動等によって、現像剤補給容器内の現像剤の凝集度が高まり、現像剤の排出性が低下するという問題があった。この問題は、特許文献１でも起こりうる問題である。
【０００７】
そこで、例えば特許文献２のように、容器を回転することで補給動作を行う構成において、逆回転を行うことで現像剤の排出性を向上させようとする方式が提案されている。この構成によれば、トナーを崩すための特別な構成もいらず、簡単な構成でトナー凝集による排出不良を防止することができる。
【特許文献１】特開平９−１９７７８７号公報
【特許文献２】特開平１０−１４２９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１の構成において、現像剤の凝集度が高まることによるトナーの排出性の低下という問題が生じると、以下のような新たな問題が生じる。
【０００９】
特許文献１の構成は凝集したトナーを強制的に崩す手段を持たない為、現像剤補給容器を回転させてもトナー凝集が崩れるまで時間がかかり、なかなかトナーが排出されない。一方、キャリアは、トナーより比重が大きく、かつ粒径もトナーより大きいことから、同じ状況下でトナーのように固まって排出されにくくなる可能性は殆どない。
【００１０】
よって、特許文献１の構成では、排出初期においてトナー凝集が崩れてトナーが排出されるまでの間に、キャリアのみが現像剤補給容器から現像器内に補給されてしまい、その結果、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下する恐れがある。トナー濃度の低下、即ち、キャリア濃度の増加は、トナーの帯電量増加に結びつき、画像濃度の低下を引き起こす恐れがある。
【００１１】
また、特許文献２のように、現像剤補給容器を逆回転させることで、トナー凝集状態をより早く解消する方法も考えられる。
【００１２】
しかしながら、特許文献１の構成において、トナーの凝集を素早く崩すべく現像剤補給容器を逆回転している間も、やはりトナーはすぐには排出されずにキャリアのみが排出される事になり、問題の解決には到らない。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、容器内でトナーとキャリアを別々に収納する現像剤補給容器において、トナーとキャリアの両方を、安定した状態で排出することができる現像剤補給容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため発明は、画像形成装置本体に対し着脱可能に構成され、前記画像形成装置本体に装着された状態で前記画像形成装置から回転駆動を受けることで回転し、内部に収納されたトナーとキャリアを排出する現像剤補給容器において、トナーを収納するトナー収納部と、キャリアを収納するキャリア収納部と、前記画像形成装置から所定方向の回転駆動を受けた場合には前記キャリア収納部からのキャリアの排出を可能とし、前記所定方向とは逆方向の回転駆動を受けた場合には前記キャリア収納部からのキャリアの排出を不可能とするキャリア排出制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、容器内でトナーとキャリアを別々に収納する現像剤補給容器において、トナーとキャリアの両方を、安定した状態で排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る現像剤補給容器の例について説明する。なお、以下において、特段の記載がない限り、発明の思想の範囲内において現像剤補給容器の種々の構成を同様な機能を奏する公知の他の構成に置き換えることが可能である。すなわち、特段の記載がない限り、後述する実施形態に記載された現像剤補給容器の構成だけに限定する意図はない。
【００１７】
（実施例１）
まず画像形成装置の構成について説明し、次に現像剤補給容器の構成について説明する。
【００１８】
（画像形成装置）
現像剤補給容器（所謂、トナーカートリッジ）が、画像形成装置本体における現像剤受け入れ装置に対して着脱可能に構成された、電子写真方式を採用した複写機の構成について図１を用いて説明する。
【００１９】
同図において、１００は画像形成装置本体（以下「装置本体１００」という）である。また、１０１は原稿であり、原稿台ガラス１０２の上に置かれる。そして、画像情報に応じた光像が光学部１０３の複数のミラーＭとレンズＬｎにより、像担持体としての電子写真感光体１０４（以下、感光体ドラム）上に結像させることにより静電潜像を形成する。この静電像は現像装置２０１により現像剤を用いて可視化される。
【００２０】
なお本例では、トナー及びキャリアを含む現像剤を使用している。従って、後述する現像剤補給容器１には、補給用のトナー及びキャリアが共に収容されている。
【００２１】
１０５〜１０８は記録媒体（以下、「シート」という）Ｓを収容するカセットである。これらカセット１０５〜１０８に積載されたシートＳのうち、複写機の液晶操作部から操作者（ユーザー）が入力した情報もしくは原稿１０１のシートサイズを基に最適なカセットが選択される。ここで記録媒体としては用紙に限定されずに、例えばＯＨＰシート等適宜使用、選択できる。
【００２２】
そして、給送分離装置１０５Ａ〜１０８Ａにより搬送された１枚のシートＳを、搬送部１０９を経由してレジストローラ１１０まで搬送し、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を同期させて搬送する。
【００２３】
１１１，１１２は転写放電器、分離放電器である。ここで、転写放電器１１１によって、感光体ドラム１０４上に形成された現像剤による像をシートＳに転写する。そして、分離放電器１１２によって、現像剤像の転写されたシートＳを感光体ドラム１０４から分離する。
【００２４】
この後、搬送部１１３により搬送されたシートＳは、定着部１１４において熱と圧によりシート上の現像剤像を定着させた後、片面コピーの場合には、排出反転部１１５を通過し、排出ローラ１１６により排出トレイ１１７へ排出される。また、多重コピーの場合には、排出反転部１１５のフラッパ１１８の制御により、再給送搬送部１１９，１２０を経由してレジストローラ１１０まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ１１７へ排出される。
【００２５】
また、両面コピーの場合には、シートＳは排出反転部１１５を通り、一度排出ローラ１１６により一部が装置外へ排出される。そして、この後、シートＳの終端がフラッパ１１８を通過し、排出ローラ１１６にまだ挟持されているタイミングでフラッパ１１８を制御すると共に排出ローラ１１６を逆回転させることにより、再度装置内へ搬送される。さらにこの後、再給送搬送部１１９，１２０を経由してレジストローラ１１０まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ１１７へ排出される。
【００２６】
上記構成の装置本体１００において、感光体ドラム１０４の回りには現像手段としての現像装置２０１、クリーニング手段としてのクリーナ部２０２、帯電手段としての一次帯電器２０３等の画像形成プロセス機器が設置されている。なおクリーナ部２０２は、感光体ドラム１０４に残留している現像剤を除去するためのものである。また一次帯電器２０３は、感光体ドラム１０４上に所望の静電像を形成するため感光体ドラム表面を一様に帯電するためのものである。
【００２７】
次に現像装置について説明する。現像装置２０１は原稿１０１の情報を光学部１０３により感光体ドラム１０４に形成された静電潜像に現像剤を付着させることにより現像するものである。そして、この現像装置２０１へ現像剤を補給するための現像剤補給容器１が装置本体１００に操作者によって着脱可能に設けられている。
【００２８】
ここで、現像剤補給容器１内部に収納されたトナーとキャリアを受け入れ、その後現像装置に向けてこれらを搬送する現像剤受け入れ装置（現像剤補給装置）１４０の構成について、図２を用いて説明する。現像剤受け入れ装置は、画像形成装置本体側に設けられている。現像像剤補給容器１は、画像形成装置本体に設けられた現像剤受け入れ装置に対して着脱可能となっている。現像像剤補給容器１が装着されると、容器１の開口に設けられた封止部材２が、本体側の係合部１３１と係合する。この係合を介して、封止部材２の開閉や、回転駆動力の伝達が行われる。本体側には駆動部であるところのモータ１３０が設けられ、このモータと駆動連結されている係合部１３１が回転する際、この係合部１３１と係合している封止部材２に回転駆動が伝達される。そして、封止部材２は開封位置にある際にもその一部が現像剤補給容器と係合しているため、モータの回転駆動が現像剤補給容器に伝達され、現像剤補給容器１が回転する。よってこの封止部材２が、現像剤補給容器を回転するための回転駆動力を装置本体から受け取るための、駆動受け部となっている。
【００２９】
現像剤補給容器１の回転により、排出開口１ｂから排出されたトナーとキャリアは、現像剤受け入れ装置１４０の開口に供給される。現像剤受け入れ装置１４０には、受入れた現像剤を攪拌するための攪拌部材１４１、及び、この攪拌された現像剤を現像器２０１ａに向けて搬送するための搬送部材１４２が設けられている。更に、現像剤受け入れ装置１４０の容器側面には、異なる高さに、第１トナーセンサ１４３と、第２トナーセンサ１４４が設けられ、その位置にトナーが存在しているか否かを検知する。
【００３０】
現像器２０１ａは、現像ローラ２０１ｂと、現像剤送り部材２０１ｃとを有している。現像剤補給容器１から補給された現像剤は、送り部材２０１ｃにより現像ローラ２０１ｂに送られて、この現像ローラ２０１ｂにより感光体ドラム１０４に供給される。そして、現像器２０１ａには、内部の現像剤におけるトナーとキャリアの比率を検知するためのトナー濃度検知手段２０１ｅが設けられている。このトナー濃度検知手段としては、例えばインダクタンス検知方式のセンサを用いれば良い。
【００３１】
なお、本実施例における現像装置２０１は、現像剤補給容器１から現像器２０１ａへトナーとともに未使用のキャリアを徐々に補給する。一方、この補給によって過剰となった現像器２０１ａ内の古いキャリアをキャリア回収口２０１ｄからオーバーフローさせることで現像器２０１ａ外へ排出させる方式を採用している。これにより、現像器２０１ａ内のキャリアは常に新しい状態を維持することができるため、その結果現像剤の帯電能はほぼ一定となり、安定した現像性を得ることが可能となる。
【００３２】
本実施例における現像剤補給方法につき、更に説明する。容器１を回転させるモータ１３０は、センサ１４３がトナーを検知しなくなった時に駆動し、センサ１４３の高さ程度にトナーが溜まるような補給制御を行う。そして、搬送部材１４２は、トナー濃度が不足しているとトナー濃度検知手段２０１ｅが検知した場合に、トナー補給動作を行なう。そして、トナー容器１内のトナーがなくなると、どれだけ容器１を回転しても、現像剤受け入れ装置１４０にはトナーが補給されなくなる。そこで、トナーセンサ１４４がトナー無を検知した時点で、トナー容器１が空になったと判断する。
【００３３】
（現像剤補給容器）
本実施例における現像剤補給容器１について、図３を用いて説明する。現像剤補給容器１は、図３に示されるように、略円筒形状のボトル状に形成されている。そしてその回転軸線方向一端の円形平面部の略中央に小径の円筒部１ａが突設され、更にその端部には、現像剤を容器の外部に排出する為の現像剤補給口（現像剤排出口）１ｂが設けられている。現像剤補給口（現像剤排出口）１ｂには、現像剤補給口１ｂを閉じる封止部材２が設けてあり、この封止部材２は、現像剤補給容器１の回転軸線方向にスライドすることにより、現像剤補給口１ｂを開閉可能とする構成になっている。装置本体１００内に配置された際、現像剤補給口１ｂは、画像形成装置の現像剤受け入れ装置１４０に接続される。そして現像剤補給時には、装置本体１００からの作用により封止部材２をスライドさせて現像剤補給口１ｂは開口される。そして更に封止部材２は、装置本体１００からの回転駆動を現像剤補給容器に伝達可能に構成されており、これにより、現像剤補給容器は回転することで装置本体１００へ現像剤を補給する構成になっている。なお、図３において、矢印Ａ方向が、トナー補給時の回転方向である。
【００３４】
現像剤補給容器１の内部構成について、図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。ここで、図４（ａ）は現像剤補給口１ｂ  封止時、図４（ｂ）は現像剤補給口１ｂ  開封時の様子を示している。また図４（ｃ）、（ｄ）は、後述するキャリア室４を示する図である。
【００３５】
現像剤補給容器１は、内部にトナーを収納するトナー室（トナー収納部）３、内部にキャリアを収納するキャリア室（キャリア収納部）４、とを備えている。そして更に、トナー収納部３及びキャリア収納部４から排出されたトナー及びキャリアを混合して現像剤補給口１ｂに向けて搬送する現像剤搬送経路（混合部）５と、から構成されている。
【００３６】
最初に、トナー室３の構成について説明する。トナー室３の現像剤補給口１ｂ側には、トナー室３内のトナーを排出するためのトナー排出口３ａが設けられている。また、トナー室３の内面には、内部のトナーをトナー排出口３ａに向けて搬送するための螺旋形状の搬送突起（第１搬送部材）３ｂが設けられている。更に、トナー排出口３ａ周辺には板状の仕切り壁３ｃが設けられている。仕切り壁３ｃの両面には、トナー室３の回転軸線方向に対して傾斜し、仕切り壁３ｃから垂直に突起した帯板状の傾斜突起３ｄ（第２搬送部材）が複数設けられている。傾斜突起３ｄの一端はトナー排出口３ａに達しており、最終的に傾斜突起３ｄからトナー排出口３ａへトナーが誘導される。なお、傾斜突起３ｄは、トナーの搬送を良好にするため、仕切り壁３ｃを挟んだ位置に、裏表の搬送突起が互いに交差するような位置関係に設けられる。よって、容器の所定方向の回転の際に、これら搬送部材３ｂ，３ｄによって、トナー収納部内のトナーは、トナー排出口３ａに向けて搬送される。
【００３７】
トナーの排出原理を以下に説明する。現像剤補給容器１が図３の所定方向（Ａ方向）に回転することにより、まず図４においてトナー室３内部のトナーは搬送突起３ｂによる作用で現像剤補給容器１の前方（矢印Ｃ方向）へ搬送される。そして搬送されてきたトナーは、仕切り壁３ｃで下から上へと掻き揚げられる。その後、重力によって仕切り壁３ｃ表面上を滑り落ち、やがて傾斜突起３ｄによってトナー排出口３ａへと搬送される。この動作を繰り返すことにより、トナー室３内部のトナーは順次、撹拌・搬送されて、最終的にトナー排出口３ａから現像剤搬送経路５内へと排出される。一方、現像剤補給容器１が所定方向（Ａ方向）の逆方向（Ｂ方向）に回転されると、搬送突起３ｂや傾斜突起３ｄによる作用により、トナー室３内部のトナーは現像剤補給容器１後方（矢印Ｄ方向）に搬送される。なお、本実施例におけるトナー室３の構成は、装置本体１００へ補給される現像剤内のトナー濃度を一定にするために、トナーがトナー室３から現像剤搬送経路５内へ一定量ずつ排出されるように設定されている。
【００３８】
続いて、キャリア室４の構成について、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を用いて説明する。キャリア室４は、現像剤補給容器１においてトナー室３よりも現像剤補給口１ｂ  側に設けてある。キャリア室４は、現像剤補給容器１の軸中心と同心形状の空洞部４ｄを有する環形状である。そして、内部には板状の仕切り壁４ａと、キャリア室４の回転軸線方向に対して傾斜した傾斜突起４ｂが設けられている。また、キャリア室４内のキャリアを排出するキャリア排出口４ｃを、空洞部４ｄに面した箇所に設けている。
【００３９】
キャリアの排出原理は、以下のようである。現像剤補給容器１の回転により、キャリア室４内のキャリアは、仕切り壁４ａで下から上へと掻き揚げられる。更に、重力によって仕切り壁４ａ表面上を滑り落ち、やがて傾斜突起４ｂによってキャリア排出口４ｃへ搬送される。そして現像剤補給容器１の回転に伴い、キャリア排出口４ｃが略１２時の回転位相位置（最も高い位置）を通過した時、キャリア室４内のキャリアはキャリア排出口４ｃから現像剤搬送経路５内へと排出される。なお、本実施例におけるキャリア室４の構成は、トナー室３と同様に、キャリアがキャリア室４から現像剤搬送経路５内へ一定量ずつ排出されるように構成されている。
【００４０】
続いて、現像剤搬送経路（混合部）５の構成について説明する。現像剤搬送経路５は、現像剤補給容器１の円筒部１ａ内の空間とキャリア室４の空洞部４ｄで形成されている。また、現像剤搬送経路５内の現像剤搬送方向（矢印Ｃ方向）に対して、上流側はトナー排出口３ａと、下流側は現像剤補給口１ｂとそれぞれ連結している。また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、現像剤搬送経路５の内壁から回転軸中心に向かって突出した駆動伝達突起５ａ、５ｂが、それぞれ２本ずつ対向配置されている。
【００４１】
そして本発明の特徴部分として、現像剤搬送経路５内にキャリア排出を制御するキャリア排出制御手段６を設けている。キャリア排出制御手段６は、封止部材２から現像剤搬送経路５内に向かって突出した、対向配置された２本の突起（シャッタ部）６で構成されている。そして、突起６の少なくとも一方には、キャリア排出口４ｃ封止時にキャリア排出口４ｃからのキャリアの漏れを防止するためのシール部材６ａが設けてある。シール部材６ａは、適度に弾性を有した材料で構成され、シール性を高めるようになっている。キャリア排出制御手段６は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、封止部材２が現像剤補給口１ｂを封止している時も、封止部材２をスライドさせて現像剤補給口１ｂを開口させた時も、キャリア排出口４ｃを封止している。すなわち、キャリアの排出が不可能となっている。そして、後述するように、封止部材２が装置本体１００から回転駆動を受けて回転することで、シャッタ部６はキャリア排出口４ｃを開封自在に容器回転方向に回転移動するように構成されている。
【００４２】
キャリア排出制御手段６の機能について、図５、図６を用いて説明する。ここで図５（ａ）、（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、容器の各回転方向における、キャリア排出制御手段６とキャリア排出口４ｃとの円周方向の位置関係を示したものである。また、図６（ａ）〜（ｄ）は、現像剤補給容器１におけるトナー及びキャリアの排出及び搬送の様子を示したものである。
【００４３】
まず現像剤補給容器１を、図５（ａ）に示す状態（キャリア排出口４ｃがキャリア排出制御手段６で塞がれた状態）で装置本体１００にセットする。そして、現像剤補給口１ｂの開封後、封止部材２は、装置本体１００からトナー排出時の回転方向の逆方向（図５（ａ）のＢ方向）に回転駆動を受ける。この時、シャッタ部材６は、排出開口４ｃを閉じる位置で駆動伝達突起（第１規制部）５ａと当接して動きが規制され、この当接により現像剤補給容器１も上記Ｂ方向に回転する。
【００４４】
この時、現像剤搬送経路５内のトナーは、現像剤搬送路５内において特に動きを抑制するものがない為、容器回転開始直後に現像剤補給口１ｂから排出される（図６（ａ）→（ｂ））。しかし、トナー室３内のトナーは、トナー排出口３ａ近傍でトナー凝集による詰まりが生じていた場合、トナー排出口３ａから現像剤搬送経路５内に排出されない。そしてこの時、逆回転によりトナー排出口３ａ付近の詰ったトナーは崩れやすくなり、順次詰りが解消していく。しかし、逆回転の状態であるため、搬送部材３ｂ，３ｄによる搬送力は弱くなっており、崩れたトナーが正回転の時のようにトナー排出口３ａから積極的に出ていくことはない。一方、先述したように、この時、キャリア排出口４ｃはキャリア排出制御手段６で封止されているので、キャリア室４内のキャリアも現像剤搬送経路５内には排出されない。
【００４５】
ここで、Ｂ方向に回転（逆回転）することでトナーが崩れ易くなる理由について説明する。トナー室３に対してトナー排出口３ａは小さく構成されている。すなわち、容器回転軸に垂直な方向の断面積が、トナー室３の断面積よりも、トナー排出口３ａの断面積の方が小さく構成されている。よって、広いトナー室３内で凝集しているトナーが狭い排出口３ａに殺到すると、そこで詰りが生じ易くなる。このような状態で容器を補給動作時の所定方向の回転（正回転）を行っても、狭いトナー排出口に向かう力が凝集を一層促進させ、トナー詰りは解消しづらい。そこで、容器を逆転して、トナー排出口３ａに向かう力を緩和することで、狭い領域に殺到することで生じた詰りは緩和され、トナーの凝集領域の崩しがスムーズに行われる事になる。
【００４６】
現像剤補給容器１を一定時間Ｂ方向に回転させた後、今度は、封止部材２は装置本体１００からトナー排出時の回転方向（図５（ｂ）のＡ方向）に回転駆動を受ける。すると、図５（ｂ）に示すように、シャッタ部材６はＡ方向に回転してキャリア排出口４ｃは開封される。そして排出口が開く位置において、シャッタ部材６は回転駆動伝達突起（第２規制部）５ｂに当接し、移動が規制される。この当接によって、現像剤補給容器１もＡ方向に回転する。これにより、図６（ｃ）に示すように、トナー室３内のトナーはトナー排出口３ａから現像剤搬送経路５内へとスムーズに搬送される。更にキャリア排出口４ｃも開封されるため、キャリア室４内のキャリアはキャリア排出口４ｃから現像剤搬送経路５内に排出される。その後は、図６（ｄ）に示すように、トナーとキャリアはそれぞれトナー室３とキャリア室４から随時供給される。これにより、トナーとキャリアは現像剤搬送経路５内で合流して混合後、最終的に現像剤補給口１ｂから現像器に向けて供給される。
【００４７】
ここで、現像剤補給容器１を逆回転（Ｂ方向）させる時間は、トナー排出時の回転方向に切り替えた時にトナーがスムーズに排出されるように、トナー室３内のトナー凝集領域を十分に崩せる時間に設定する必要がある。またトナー凝集領域の崩れ易さは、収納されるトナーの物性や嵩密度、トナー室３の内部形状等に大きく影響されるので、これらも考慮して設定するのが好ましい。なお、本実施例の構成では、逆回転時間は１分間に設定した。
【００４８】
次に、本発明に係る現像剤補給容器１から装置本体１００への現像剤補給を行う際の補給シーケンスについて、図１５を用いて説明する。また、図１６は、これらの制御に関わるブロック図を示している。
【００４９】
現像剤受け入れ装置１４０に設けたトナーセンサ１４４が、現像剤受け入れ装置１４０内のトナー量を検知する（Ｓｔｅｐ１）。トナーセンサ１４４がトナー有を検知した場合は、モータ１３０を正回転方向に駆動し、現像剤補給容器１からの補給動作を継続する（Ｓｔｅｐ２）。トナーセンサ１４４がトナー無を検知した場合は、モータ１３０が現像剤補給容器１を逆回転させ、キャリア排出制御手段６でキャリア排出口４ｃを封止させる（Ｓｔｅｐ３）。その後、容器交換の指示を操作パネル１５０（表示部）に表示させる（Ｓｔｅｐ４）。Ｓｔｅｐ３により、例えばユーザーが現像剤補給容器１を装置本体１００から取り出し、無造作に振ったりした場合でも、キャリアがキャリア排出口４ｃから現像剤搬送経路５内に排出されることを防止できる。
【００５０】
次に、装置本体１００内に設けた容器有無検知センサ１６０により、現像剤補給容器１の交換を検知後（Ｓｔｅｐ５）、現像剤補給容器１を１分間逆回転させる（Ｓｔｅｐ６）。その後、現像剤補給容器１をトナー排出時の回転方向に２分間回転後（Ｓｔｅｐ７）、現像器に設けたトナー濃度検知センサ２０１ｅにより、現像器内のトナー濃度が下限値より高いかを確認する（Ｓｔｅｐ８）。下限値以上の場合は、ちゃんとトナーが補給されていると認識し、それ以降、現像剤補給容器１からの補給動作を継続する（Ｓｔｅｐ９）。ここで言う補給動作とは、現像剤受け入れ装置１４０に設けたトナーセンサ１４３がトナーを検知するレベルまで、モータ１３０を駆動して現像剤補給容器１を回転させて、現像剤受け入れ装置１４０にトナー補給を行う行為である。
【００５１】
現像器内のトナー濃度が下限値未満の場合は、Ｓｔｅｐ６→Ｓｔｅｐ７→Ｓｔｅｐ８の流れを、トナー濃度が下限値以上になるまで繰り返し行う。Ｓｔｅｐ８により、１分間逆回転してもトナー凝集が十分に崩れずに、その後トナー排出時の回転方向によりキャリアのみが現像器に供給されることを防止できる。なお、Ｓｔｅｐ８→Ｓｔｅｐ６→Ｓｔｅｐ７→Ｓｔｅｐ８の流れを、連続して３回繰り返す状況になった場合、容器内にトナーが無いかまたは装置異常と判断して、エラーを表示し、装置を停止するようにしても良い。
【００５２】
図１６において、制御手段（ＣＰＵ）１７０には、第１トナーセンサ１４３、第２トナーセンサ１４４、トナー濃度検知手段２０１ｅ、容器有無検知センサ１６０の信号が入力される。そして制御手段１７０は、これらの信号をもとに、モータ１３０や表示部１５０の動作制御を行う。
【００５３】
それでは以下に、本発明の効果を検証するべく、比較例との比較実験を行った結果を示す。
【００５４】
（比較例）
比較例における現像剤補給容器１の構成について、図１３（ａ）、（ｂ）により説明する。本比較例では、現像剤補給口１ｂの開口時にキャリア排出口４ｃも開口される構成としている。封止部材２と一体に設けられたキャリア排出口封止部材２０が設けられている。図１３（ａ）は、現像剤補給口１ｂを封止した状態であり、キャリア排出口封止部材２０に設けたシール部２０ａにより、キャリア排出口４ｃも封止されている。一方、図１３（ｂ）は、現像剤補給口１ｂを開封した状態であり、封止部材２が移動することキャリア排出口封止部材２０も一緒に移動し、キャリア排出口４ｃを開封する。よって比較例の構成では、現像剤補給口１ｂを開封した状態であれば、現像剤補給容器１の回転方向よらず、常にキャリア排出口４ｃも開封されている事になる。なお、現像剤補給容器１のその他の構成は、前述した第１実施形態と同様とした。
【００５５】
続いて、実施例１及び比較例の各形態での効果確認実験を行った。
【００５６】
実験方法について説明する。まず実施例１及び比較例の形態の現像剤補給容器１に、トナーをトナー室３に６３０ｇ、キャリアをキャリア室４に７０ｇ各々充填した。トナーとキャリアはそれぞれ定量排出されるように設定されているので、トナー凝集がない状態ではトナーとキャリアはキャリア濃度｛＝キャリア／（トナー＋キャリア）｝が１０％の比率で排出されることになる。ここでトナーは、重量平均粒径（Ｄ４）が約６μｍ、トナー室３に充填直後の見かけ密度が０．５ｇ／ｃｃのものを、またキャリアは、個数平均粒径（Ｄ１）が約４０μｍ、見かけ密度が２ｇ／ｃｃのものを使用した。
【００５７】
そして、トナー排出口３ａ周辺に発生するトナー凝集領域を擬似的に発生させることを目的として、現像剤補給容器１を、現像剤補給口１ｂを真下に向けた姿勢に固定して、タッピングを行った。なおタッピングは、現像剤補給容器１をタッピング台に固定し、高さ２０ｍｍからの自由落下を、１秒間に２回のペースで合計１０００回行う方法で実施した。
【００５８】
その後、現像剤補給容器１を装置本体１００に装着する際の姿勢に戻して、現像剤の排出実験を行った。実験条件として、容器回転数を４０ｒｐｍに設定し、最初にトナー排出時の回転方向の逆方向に１分間回転させ、その後はトナー排出時の回転方向に実験終了まで回転させた。そして、排出時間が３０ｓｅｃ．経過する毎に、現像剤補給容器１から排出された現像剤（＝トナー＋キャリア）を約２ｇサンプリングし、現像剤内のキャリア濃度を測定した。ここで、キャリア濃度は以下のような方法で算出する。排出された現像剤の重量と、その現像剤と合成洗剤を撹拌混合して洗剤に含まれる界面活性剤の作用によりトナーとキャリアを分離してトナーと洗剤を除去することで残留するキャリアの重量と、を測定することで、キャリア濃度を算出した。
【００５９】
図１４に、排出された現像剤中のキャリア濃度の推移を示す。図１４において、横軸は容器を回転した際の経過時間を、縦軸は排出された現像剤中のキャリア濃度を表している。なお、本発明の形態の現像剤補給容器１から現像剤を補給される現像装置においては、画質に影響しない現像器内のキャリア濃度の上限は３０％である。よって、現像剤補給容器１から排出された現像剤内のキャリア濃度も常時３０％以下を維持することを目標にした。
【００６０】
まず比較例の構成では、容器回転開始後１分経過するまで、即ち逆回転時に排出された現像剤のキャリア濃度が目標の３０％以下に対し、非常に高い値となっており、画像濃度低下に結びつく可能性が高いことが判明した。これは、比較例の構成では逆回転時にキャリア排出口４ｃが開封しているので、排出開始直後は現像剤搬送経路５内のトナーが排出されるものの、その後はキャリアのみが暫くの間供給されたことが原因と推測される。なお、トナー排出時の回転方向に切り替え後は、キャリア濃度は１０％近傍で安定して推移していた。これは１分間の逆回転でトナー凝集が十分に崩れたことが推測される。
【００６１】
それに対して、実施例１の構成では、逆回転時には現像剤搬送経路５内のトナーが排出されるのみでキャリアは排出されず、トナー排出時の回転方向に切り替え後は、比較例の構成と同様に、キャリア濃度が１０％近傍で安定して推移していた。なお、逆回転時においてトナーのみが排出される事になるが、現像剤搬送経路５内のトナー量は少量であり、比較例のようにキャリアのみが補給された時ほどの濃度変動は招かない。
【００６２】
以上の結果から、現像剤補給容器１内でトナー凝集が発生しても、現像剤補給容器１から現像器へ供給される現像剤のキャリア濃度は一定に維持できることが確認された。
【００６３】
以上のように、本実施例の構成によれば、トナー室内でトナー凝集が発生している現像剤補給容器１を使用しても、現像剤補給動作の前に逆回転制御を加えることで、トナー凝集を崩すことが可能になる。また、その際キャリア排出口は封止されているので、キャリアのみ過剰に供給されて現像器内のトナー濃度が著しく低下してしまうことにはならない。更に、その後トナー排出時の回転に切り替えれば、トナーもキャリアも現像剤補給容器１から現像器内に安定供給されるので、現像器内のキャリア濃度を常時安定した状態で維持することが可能になる。更に、本実施例の構成によれば、トナー排出口とキャリア排出口を別々に封止する機講が不要であり、現像剤補給容器１の回転駆動を利用して開口動作を行うので、簡単な構成で本発明の効果を確実に達成できる。
【００６４】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施形態における現像剤補給容器１の構成について、図７、図８により説明する。本実施例では、キャリア排出制御手段の別の形態を示す。
【００６５】
本実施例では、図７（ｂ）のように、封止部材２に、装置本体１００からの回転駆動を現像剤補給容器１に伝達するための駆動爪（係合部）２ａと、キャリア室４と係合してキャリア室４と連れ回りするための係合突起（被係合部）２ｂとを設けている。また、キャリア室４は、現像剤補給容器１に対して相対回転可能に構成され、図７（ｃ）のように、封止部材２の係合突起２ｂを挟み込んで係合する係合部４ｄを設けている。更に、現像剤搬送経路５は、実施例１が現像剤補給容器１の円筒部１ａ内の空間とキャリア室４の空洞部で構成されていたのに対し、本実施例では現像剤補給容器１の円筒部１ａ内の空間のみで構成されている。そして現像剤搬送経路５には、キャリア排出口４ｃから排出されたキャリアを現像剤搬送経路５内へ受け入れるキャリア受入口５ｃも設けられている。なお、現像剤補給容器１のその他の構成は、前述した第１実施形態と同様とした。
【００６６】
キャリア排出口４ｃの開閉機講について、図８（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。ここで、図８（ａ）、（ｃ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、封止部材２の駆動爪２ａと係合突起２ｂ、キャリア室４の係合部４ｄ、及び現像剤搬送経路５の駆動伝達突起５ａ、５ｂの円周方向の位置関係を示したものである。また図８（ｂ）、（ｄ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、キャリア室４のキャリア排出口４ｃと現像剤搬送経路５のキャリア受入口５ｃとの円周方向の位置関係を示したものである。
【００６７】
まず現像剤補給容器１を、図８（ａ）に示す状態で装置本体１００にセットし、封止部材２が退避することで、現像剤補給口１ｂが開口される。その後、封止部材２が装置本体１００からトナー排出時の回転方向の逆方向（図８のＢ方向）に回転駆動を受けると、封止部材２の駆動爪２ａが駆動伝達突起（第２規制部）５ａと当接する。そして更に、係止突起２ｂがキャリア室４の係合部４ｄと回転方向に係止している。従って、封止部材２、キャリア室４及び現像剤補給容器１は、一緒に回転する。この際、図８（ｂ）に示すように、キャリア排出口４ｃとキャリア受入口５ｃとの回転方向の位置が、互いに対向しない位置に設定されているので、キャリア室４から現像剤搬送経路５へキャリアは排出されない。
【００６８】
一方、封止部材２が装置本体１００からトナー排出時の回転方向（図８のＡ方向）の回転駆動を伝達されると、図８（ｃ）のように、封止部材２は駆動爪２ａが駆動伝達突起（第１規制部）５ｂと当接するまで回転移動する。その際、封止部材２はキャリア室４とともに、現像剤補給容器１に対してＡ方向に相対回転する。そのため、図８（ｄ）に示すように、キャリア排出口４ｃがキャリア受け入れ口５ｃとの回転方向の位置が一致、すなわち互いが対向する位置となることで、キャリア室４内のキャリアは現像剤搬送経路５内に排出される。駆動爪２ａと駆動伝達突起５ｂの当接後は、現像剤補給容器１も一緒に回転する。よってその後は、実施例１と同様に、トナーとキャリアはそれぞれトナー室３とキャリア室４から随時供給され、現像剤搬送経路５内で合流して混合後、最終的に現像剤補給口１ｂから現像器に向かって供給される。
【００６９】
以上のように、本実施例の構成であっても、実施例１と同様の効果が得られる。
【００７０】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施形態における現像剤補給容器１の構成について、図９、図１０により説明する。本実施例では、キャリア排出制御手段の更に別の形態を示す。
【００７１】
本実施例では、磁石で構成されたキャリア排出制御手段６が、現像剤補給容器１に一体で設けられた磁石収納部６ｂ内に、収納されている。キャリア排出制御手段（磁石部材）６は、現像剤搬送容器１の回転に伴い磁石収納部６ｂ内を円周方向に移動可能に収納されている。そして、キャリア排出制御手段６が磁石収納部６ｂの円周方向の一端部に位置した時（図９（ｂ）の位置）、図９（ａ）に示すように、キャリア排出口４ｃに近接するように構成されている。また、キャリア室４とトナー室３とは、実施例１のように常に一緒に回転する構成となっている。そして、封止部材２の駆動爪２ａが、容器側の現像剤搬送経路５に設けられた駆動伝達突起５ａ，５ｂに当接することで、封止部材２から容器に回転駆動が伝達される。なお、先の実施例と同じ構成については、同符号で示してある。
【００７２】
キャリア排出口４ｃの開閉機講について、図１０〜図１２を用いて説明する。ここで図１０、図１１は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面図であって、現像剤補給容器１から装置本体１００に現像剤を補給する際の、キャリア排出制御手段６とキャリア排出口４ｃとの円周方向の位置関係を示したものである。また図１２は、現像剤補給容器１におけるトナー及びキャリアの排出及び搬送の様子を示したものである。
【００７３】
現像剤補給容器１を装置本体１００にセットする状態では、図９（ａ）や図１２（ａ）に示すように、キャリア排出制御手段６を予めキャリア排出口４ｃに近接した位置に配置しておく。これにより、キャリア排出口近傍に存在するキャリアは磁石部材６に磁気力で拘束されるため、キャリア排出口４ｃから落下しない。この状態で現像剤補給容器１が装置本体１００にセットされた後、現像剤補給口１ｂが開口される。その後、封止部材２が装置本体１００からトナー排出時の回転方向の逆方向（図１０のＢ方向）に回転駆動を受ける。すると、キャリア排出制御手段６は回転力と重力により磁石収納部６ｂ内をすべり落ちて、キャリア排出口４ｃに近接した位置から離れる（図１０（ａ）→（ｂ））。しかし、更に回転が進むと、キャリア排出制御手段６は磁石収納部６ｂ内を移動して、再びキャリア排出口４ｃに近接した位置に戻る（図１０（ｂ）→（ｃ））。そして、その後の回転ではキャリア排出制御手段６の位置は変わらない（図１０（ｃ）→（ｄ）→（ａ））。これにより、キャリア排出口４ｃが、キャリア排出が想定される最も高い位置を通過する時でも、磁石部材６がキャリア排出口４ｃに近接した位置（キャリアが排出できない位置）に存在するため、キャリアが現像剤搬送経路５内へ排出されない。
【００７４】
一方、封止部材２が装置本体１００からトナー排出時の回転方向（図１１のＡ方向）に回転駆動を受けると、図１１（ａ）に示すように、封止部材２は駆動爪２ａが駆動伝達突起５ｂと当接するまで現像剤補給容器１に対して相対回転する。そして当接後は、封止部材２と現像剤補給容器１とは、一緒に回転する。その後しばらくは、磁石部材６がキャリア排出口４ｃに近接した状態で現像剤補給容器１は回転するが（図１１（ｂ）→（ｃ））。しかし更に回転が進むと、磁石部材６は磁石収納部６ｂ内をすべり落ちて、キャリア排出口４ｃに近接した位置から離れる。すなわち、排出開口に存在するキャリアへの磁気力による拘束が働かないキャリアを排出できる位置に移動する。  その後、その状態でキャリア排出口４ｃが最も高い位置を通過するため（図１１（ｄ）→（ｅ））、キャリア室４内のキャリアは、図１２（ｂ）に示すように、現像剤搬送経路５内に排出される。その後は、実施例１と同様に、トナーとキャリアはそれぞれトナー室３とキャリア室４から随時供給されるので、現像剤搬送経路５内で合流して混合後、最終的に現像剤補給口１ｂから現像器内に供給される。
【００７５】
以上のように、本実施例の構成であっても、先の実施例と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】現像剤補給容器と現像剤受け入れ装置と現像装置との構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る現像剤補給容器を示す斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視断面図で、（ｃ）、（ｄ）はキャリア室の構成を示す斜視図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１に係る現像剤補給容器でのキャリア制御手段とキャリア排出口との円周方向の位置関係を示す側面断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例１に係る現像剤補給容器内のトナー及びキャリアの排出及び搬送状態を示す側面断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施例２に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視断面図で、（ｂ）は封止部材の構成を示す斜視図で、（ｃ）はキャリア室の構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例２に係る現像剤補給容器での補給動作時のキャリア排出口とキャリア受け入れ口との円周方向の位置関係を示す側面断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例３に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例３に係る現像剤補給容器での逆回転動作時の磁石部材とキャリア排出口との円周方向の位置関係を示す側面断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例３に係る現像剤補給容器での補給動作回転時の磁石部材とキャリア排出口との円周方向の位置関係を示す側面断面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例３に係る現像剤補給容器内のトナー及びキャリアの排出及び搬送状態を示す側面断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、比較例に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視断面図である。
【図１４】本発明の実施例１及び比較例での比較実験結果を表したグラフである。
【図１５】本発明の実施例１に係る現像剤補給容器から装置本体１００への現像剤補給を行う際の補給シーケンスを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施例１に係る補給制御系におけるブロック図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  現像剤補給容器
１ｂ  現像剤排出口
２  封止部材
３  トナー収納部
３ｂ，３ｄ  搬送部材
４  キャリア収納部
４ａ  キャリア排出口
５  混合部
６  キャリア排出制御手段
【図１】
2010072442.tif 000003
【図２】
2010072442.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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