(57)【要約】【課題】  カートリッジ本体内部の攪拌搬送部材の駆動トルクを低減させると共に、搬送部材のギヤの歯とびやトナーボタ落ちを防止することがトナーカートリッジ、及びそれを備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】  トナーカートリッジ２６を、その底部にトナーカートリッジ本体３６内部に気体を流入させるための気体流入口４２を設けた構成とする。そして、これを、トナーカートリッジ２６へ流入する気体を発生させる気体流入装置が設けられた電子写真方式の画像形成装置に装着する。【選択図】  図２
2006084983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーが充填されるトナーカートリッジ本体と、
前記トナーカートリッジ本体に設けられると共に、前記トナーを前記トナーカートリッジ本体内部から搬出させるトナー搬出口と、
前記トナーカートリッジ本体内部に配設され、回転して前記トナーを攪拌しながら前記トナー搬出口に向けて搬送する攪拌搬送部材と、
前記トナーカートリッジ本体の底部に設けられると共に、前記トナーカートリッジ本体内部に気体を流入させる気体流入口と、
を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
前記気体流入口は、複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
【請求項３】
前記気体流入口から前記トナーカートリッジ本体の内部へ前記気体が、前記攪拌搬送部材の回転方向の下流側に向かって流入することを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
【請求項４】
前記気体流入口には、前記気体のみを通過させるフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
【請求項５】
前記トナーカートリッジ本体には、内部に流入させた前記気体を排出する気体排出口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
【請求項６】
前記トナーカートリッジ本体に設けられた前記気体排出口には、前記気体のみを通過させるフィルターが設けられていることを特緒とする請求項５に記載のトナーカートリッジ。
【請求項７】
前記トナーの体積平均粒子径は、１．５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
【請求項８】
像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
像担持体上の現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する転写手段と、
前記現像手段に前記トナーを補給するためのトナーカートリッジと、
を有する画像形成装置であって、
前記トナーカートリッジは請求項１〜７のいずれか１項に記載のトナーカートリッジであり、
前記トナーカートリッジ本体内部に気体を流入させるための気体流入手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記現像手段には、前記トナーカートリッジ本体内部に流入した気体を排出する気体排出口が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像手段に設けられた前記気体排出口には、前記気体のみを通過させるフィルターが設けられていることを特緒とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記気体流入手段は、前記トナーカートリッジにおける前記攪拌搬送部材の駆動開始前或いは駆動開始と同時に、前記トナーカートリッジ本体に気体を流入することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に使用するトナーを収容したトナーカートリッジとこのトナーカートリッジを使用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、その取り扱いが簡便で周囲にトナーを飛散させることなく容易にトナーの補給を行なうことができるトナーカートリッジが用いられる。このトナーカートリッジは、画像形成装置に装着されるまではトナーの搬送用容器として機能するほか、画像形成装置に装着された後にはトナーの補給槽として機能する。
【０００３】
このようなトナーカートリッジにおいては、トナーの飛散や異物の混入、流動性などを改善するために、種々の改善がなされている（例えば、特許文献１〜５参照）
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４７４６４
【特許文献２】特開２００３−２９５０９
【特許文献３】特開２００３−１２２１００
【特許文献４】特開２００３−２０８００３
【特許文献５】特開２００３−３２３０３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、トナーカートリッジにトナーを入れ、長期間放置すると下方に溜まってトナー群が硬くなり、アジテーターを駆動する際にギヤに歯とびを引き起こしたり、現像装置に供給されたトナーがほぐれにくく、塊となったトナーが現像装置に送られて、潜像に関係なく、画像上に直径数ｍｍ程度の大きさで一群のトナーが付着する、いわゆる「ボタ落ち」が発生するという問題点があった。特に、このボタ落ちは、小粒径トナーを使用した場合や、高温高湿下で顕著である。
【０００６】
従って、本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、カートリッジ本体内部の攪拌搬送部材の駆動トルクを低減させると共に、搬送部材のギヤの歯とびやトナーボタ落ちを防止することがトナーカートリッジ、及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明のトナーカートリッジは、
トナーが充填されるトナーカートリッジ本体と、
前記トナーカートリッジ本体に設けられると共に、前記トナーを前記トナーカートリッジ本体内部から搬出させるトナー搬出口と、
前記トナーカートリッジ本体内部に配設され、前記トナーを攪拌しながら前記トナー搬出口に向けて搬送する攪拌搬送部材と、
前記トナーカートリッジ本体の底部に設けられると共に、前記トナーカートリッジ本体内部に気体を流入させる気体流入口と、
を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明のトナーカートリッジでは、充填したトナーが溜まって硬くなりやすいトナーカートリッジ本体底部から気体を流入させて、溜まったトナーを効率よくほぐすことができる構成としたため、攪拌搬送部材の駆動トルクを低減させると共に、搬送部材のギヤの歯とびやトナーボタ落ちを防止することが可能となる。
【０００９】
本発明のトナーカートリッジにおいて、前記気体流入口は、複数設けられていることがよい。この構成により、効率良くトナーカートリッジ本体底部全域に渡って気体を流入させることが可能となる。
【００１０】
本発明のトナーカートリッジにおいて、前記気体流入口から前記トナーカートリッジ本体の内部へ前記気体は、前記攪拌搬送部材の回転方向の下流側に向かって流入させることがよい。この構成により、流入させた気体により、トナーを過剰に飛散させることなくほぐすことができると共に、トナーが気体流入口に詰まることを防止することができる。
【００１１】
本発明のトナーカートリッジにおいて、前記気体流入口には、前記気体のみを通過させるフィルターが設けられていることがよい。この構成により、トナーカートリッジ本体内部への異物の流入することを防止すると共に、トナーカートリッジ本体内部からのトナーの流出を防止することができる。
【００１２】
本発明のトナーカートリッジにおいて、前記トナーカートリッジ本体には、内部に流入させた前記気体を排出する気体排出口が設けられていることがよい。この構成により、流入した気体を効率良くトナーカートリッジ本体内部から排出し、トナーカートリッジ本体内部における流入気体の充満が防止される。
【００１３】
本発明のトナーカートリッジにおいて、前記トナーカートリッジ本体に設けられた前記気体排出口には、前記気体のみを通過させるフィルターが設けられていることがよい。この構成により、トナーカートリッジ本体内部への異物の流入することを防止すると共に、トナーカートリッジ本体内部からのトナーの流出を防止することができる。
【００１４】
本発明のトナーカートリッジにおいて、前記トナーの体積平均粒子径は、１．５μｍ以上５μｍ以下であることがよい。特に溜まって硬くなりやすい小粒径トナーを使用した場合でも、搬送部材の駆動トルクを低減させると共に、搬送部材のギヤの歯とびやトナーボタ落ちを防止することが可能となる。
【００１５】
一方、本発明の画像形成装置は、
像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
像担持体上の現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する転写手段と、
前記現像手段に前記トナーを補給するためのトナーカートリッジと、
を有し、
前記トナーカートリッジは上記本発明のトナーカートリッジであり、
前記トナーカートリッジ本体内部に気体を流入させるための気体流入手段を有することを特徴としている。
【００１６】
本発明の画像形成装置では、上述したように、攪拌搬送部材の駆動トルクを低減させると共に、搬送部材のギヤの歯とびやトナーボタ落ちを防止することが可能となる。
【００１７】
本発明の画像形成装置において、前記現像手段には、前記トナーカートリッジ本体内部に流入した気体を排出する気体排出口が設けられていることがよい。この構成により、流入した気体を効率良くトナーカートリッジ本体内部から、トナーカートリッジのトナー排出口を介して現像手段に設けられた気体排出口に排出し、トナーカートリッジ本体内部における流入気体の充満が防止される。
【００１８】
本発明の画像形成装置において、前記現像手段に設けられた前記気体排出口には、前記気体のみを通過させるフィルターが設けられていることがよい。この構成により、現像手段内部への異物の流入することを防止すると共に、現像手段内部からのトナーの流出を防止することができる。
【００１９】
本発明の画像形成装置において、前記気体流入手段は、前記トナーカートリッジにおける前記攪拌搬送部材の駆動開始前或いは駆動開始と同時に、前記トナーカートリッジ本体に気体を流入することがよい。この構成により、気体の流入によりトナーカートリッジ本体底部に溜まったトナーをほぐした後に或いはほぐしながら、攪拌搬送部材を駆動させるため、効果的に、攪拌搬送部材の駆動トルクを低減させると共に、攪拌搬送部材のギヤの歯とびやトナーボタ落ちを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のトナーカートリッジ及び画像形成装置によれば、カートリッジ本体内部の攪拌搬送部材の駆動トルクを低減させると共に、搬送部材のギヤの歯とびやトナーボタ落ちを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与して説明し、場合によっては説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図２は、本発明の実施形態に係るトナーカートリッジを示す概略底面図である。図３は、本発明の実施形態に係るトナーカートリッジを示す概略正断面図である。図４は、本発明の実施形態に係るトナーカートリッジを示す概略側断面図である。
【００２３】
本実施形態に係る画像形成装置としてのレーザープリンター１０は、公知の電子写真プロセスにより、外部装置から入力した画像情報に基づいて画像（トナー像）を形成し、この画像を記録紙等に記録するものである。
【００２４】
電子写真プロセスとは、電子写真感光体に対する帯電、露光による静電潜像の形成、トナーによる静電潜像の現像を経て電子写真感光体上に形成されたトナー像を記録材に転写し、これを加熱定着することで記録材に画像を記録する一連のプロセスを言う。尚、本発明の本質とは直接関係しないものについては、詳細な説明を省略する。
【００２５】
レーザープリンター１０は、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、クロ（Ｋ）及びシアン（Ｃ）のトナーを用いてカラー画像の形成が可能とされたものである。尚、以下、各色に応じて特に区別して説明するときは、符号の後にＫ、Ｙ、Ｍ、又はＣを付して表示することとする。（例えば、現像装置１７Ｙ等）
【００２６】
レーザープリンター１０は、感光ドラムユニット１２として４つの感光ドラム１１（Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃ）と、感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電ロール（図示せず）と、帯電された各感光ドラム１１の表面にＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色に対応した各レーザビーム光Ｂｍが別々に照射して入力情報に応じた各色の静電潜像を各感光ドラム１１に形成する露光ユニット１４と、各感光ドラム１１上の静電潜像を現像して、Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色のトナー像を形成する現像ユニット１６としての各色の現像装置１７（Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃ）と、を有している。
【００２７】
また、レーザープリンター１０は、各感光ドラム１１上に形成された各色のトナー像を静電的に一次転写される２つの第１中間転写ドラム１８、１８と、第１中間転写ドラム１８、１９上にそれぞれ形成された各多重トナー像を静電的に二次転写される二次中間転写ドラム２０と、二次中間転写ドラム２０上の各多重トナー像を記録紙Ｐに転写する転写ロール２２と、多重トナー像が転写された記録紙Ｐ上に転写された各多重トナー像を定着する定着ユニット２４と、を有している。
【００２８】
各現像装置１７には、４色のトナーが収容された各トナーカートリッジ２６（Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃ）から各トナー搬送機構２８によりトナーが必要に応じて補給されるようになっている。また、各トナーカートリッジ２６は着脱可能となっており、トナーが無くなると、新しいトナーカートリッジ２６に交換することができる。
【００２９】
トナー搬送機構２８は、トナーカートリッジ２６が接続されるジョイント部２９に可撓性を有する軟質な合成樹脂等によって円筒状に形成されたパイプ部３０が取り付けられている。このパイプ部３０の内部には、搬送用スクリュー部材（図示省略）が配設されている。パイプ部３０は、このスクリュー部材によって、後述するトナーカートリッジ本体３６のトナー搬出口３８からジョイント部２９に搬出されたトナーを搬送し、現像装置１７に供給する。
【００３０】
トナーカートリッジ２６は、気体流入管３２を介して気体流入装置３４（例えば、ポンプなど）と連結されている。
【００３１】
そして、トナーカートリッジ２６は、図２〜４に示すように、円筒状のトナーカートリッジ本体３６と、このトナーカートリッジ本体３６の両端に位置する側壁部３６ａ、３６ｂとから構成されている。
【００３２】
トナーカートリッジ本体３６の一端側の周面にはトナーを現像装置１７に向けて搬出するためのトナー搬出口３８が設けられている。
【００３３】
なお、図示しないが、トナーカートリッジ本体３６に対してスライド自在に帯部が取付けられており、この帯部には、トナー搬出口３８の外側にトナー搬出口３８を格納する格納部が設けられている。このため、トナーカートリッジ２６がレーザープリンター１０に装着されていない状態（或いは装着直後）は、トナー搬出口３８は格納部に格納され、トナー搬出口３８からトナーカートリッジ本体３６内のトナーが外に漏れ出ないようになっている。
【００３４】
トナーカートリッジ本体３６の内部には、トナーを攪拌しながらトナー搬出口３８に向けて搬送するアジテーター４０（攪拌搬送部材）が設けられている。このアジテーター４０は、例えば、断面円形の金属製の線状部材（例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４ＷＰ））を、トナーカートリッジ本体３６の略全域に亘って配設されれるように螺旋状に湾曲させて構成させている。アジテーター４０の一端はカップリング部と連結され、他端は拘束されていない自由端となっている。
【００３５】
カップリング部４４は、トナーカートリッジ２６をレーザープリンター１０に装着した際に、レーザープリンター１０本体側に配設された回転駆動力部材（図示せず）と連結する。そして、この回転駆動力部材によってカップリング部４４が回転し、トナーカートリッジ本体３６内のアジテーター４０へと回転力が伝達される。尚、カップリング部４４は合成樹脂、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）で構成することができる。
【００３６】
このため、アジテーター４０はカップリング部４４から回転力を付与されて回転し、トナーカートリッジ本体３６内のトナーを攪拌しながらトナー搬出口３８の方に搬送する。
【００３７】
トナーカートリッジ本体３６の底部には、トナー搬出口３８と共に、トナーカートリッジ本体３６内部に気体を流入させるための気体流入口４２が設けられている。そして、当該気体流入口４２の形成領域に気体流入管３２が連結され、気体流入装置３４により、トナーカートリッジ本体３６内部に気体が流入される。この気体流入機構４６は、図示しないが、上記トナー搬送機構２８と同様な形態でトナーカートリッジに連結させることができる。
【００３８】
ここで、トナーカートリッジ本体３６の底部とは、カートリッジの保存状態或いはカートリッジの装置装着状態において、当該カートリッジ中心軸から重力方向に直下した位置であり、トナーがたまる最低部を意味する。
【００３９】
気体流入口４２は、例えば、最大径１〜１０ｍｍ四方の正方形（開口形状）の開口がピッチ３〜６０ｍｍで複数設けられる。なお、気体流入口４２の開口形状は、正方形に限られず、長方形、円形、楕円形など任意の形状とすることができる。また、その大きさも適宜選択することができる。
【００４０】
なお、気体流入口４２の数やピッチ（間隔）は、適宜選択することができるが、ピッチが大きすぎると（例えば７０ｍｍを超えると）、隣合った気体流入口４２から流入される気体同士の相乗効果が現れ難くトナー群全体をほぐしにくくなることがあるため効果的ではない。特に、軸方向のピッチ（間隔）が大きすぎると顕著である。また、本実施形態では、気体流入口４２の配列を６列（カートリッジ軸方向と直交方向の並び）としているが、これに限定されず、例えば、３列でも、１列でもよい。
【００４１】
気体流入口４２（気体流入口４２形成領域）には、気体のみを通過させるフィルター４８が設けられている。このフィルターにより、トナーカートリッジ本体３６内部への異物の流入することを防止し、トナーカートリッジ本体３６内部からのトナーの流出（所謂トナークラウドの発生）を防止することができる。このような、トナーは通過させず、流入気体を通過させるフィルター４８としては、例えば、富士フィルム製ミクロフィルター  ＡｓｔｒｏＰｏｒｅ  ＰＳＸ２００などが適用される。
【００４２】
気体流入口４２は、単に開口を設けて形成することもできるが、開口縁部に気体流路壁４２ａを設けて、トナーカートリッジ本体３６内部に流入させる気体の流入方向を制御することがよい。本実施形態では、図５に示すように、気体流入口４２に、断面形状が屈曲した気体流路壁４２ａを設けて、アジテーター４０の回転方向の下流側に向かって気体が流入させている。このように、気体をアジテーター４０の回転方向の下流側に向かって流入させることで、トナーを過剰に飛散させることなくほぐすことができると共に、トナーが気体流入口４２に詰まることが防止される。また、同時にフィルター４８の根詰まりも防止される。図５中矢印は、アジテーター４０の回転方向を示し、点線はアジテーター４０の軌跡を示す。
【００４３】
なお、気体流入口４２は、上記実施形態に限られないが、例えば、アジテーター４０の回転方向の上流側に向かって気体が流入させるように、断面形状が屈曲した気体流路壁４２ａを設けた形態（図６（Ａ）参照）ではトナーが開口部から流入して馬頭まりを起こしやすいため好ましくない。アジテーター４０の回転方向の下流側またはトナー排出側にに向かって気体を流入させるように、単に断面形状が直線状の気体流路壁４２ａを傾斜させて設けた形態（図６（Ｂ））でもよい。また、気体流入口４２は、気体流路壁４２ａを設けず、単に開口させた形態（図６（Ｃ））でもよい。図６中矢印は、アジテーター４０の回転方向を示す。
【００４４】
また、トナーカートリッジ本体３６には、流入させた気体を排出するための気体排出口５０が設けられている。この気体排出口５０は、トナーカートリッジ本体３６におけるトナー搬出口３８が設けられた一端とは反対の他端の上方に設けられている。この気体排出口５０を設けることで、流入した気体を効率良くトナーカートリッジ本体内部から排出し、トナーカートリッジ本体３６内部における流入気体の充満が防止される。
【００４５】
また、気体排出口５０には、気体流入口４２に設けたフィルター４８と同様なものが設けられている。これにより、トナーカートリッジ本体３６内部への異物の流入することを防止すると共に、トナーカートリッジ本体内部からのトナーの流出を防止することができる。
【００４６】
なお、気体排出口５０及びこれに設けるフィルター４８は、図示しないが現像装置１７に設けることもできる。これにより、流入した気体は、トナー搬出口３８を経て現像装置１７内部に流入した後、排出されることとなる。
【００４７】
このようなレーザープリンター１０によるフルカラー画像のプリントは、概略、次のように行われる。
【００４８】
まず、感光ドラムユニット１２において４つの感光ドラム１１が帯電ロール（図示せず）により一様に帯電された後、その帯電された各感光ドラム１１の表面に露光ユニット１４からＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色に対応した各レーザビーム光Ｂｍが別々に照射され、現像ユニット１６の隙間を通して各感光ドラム１１上に走査露光され、入力情報に応じた各色の静電潜像が各感光ドラム１１に形成される。
【００４９】
次いで、その各感光ドラム１１上の静電潜像は、現像ユニット１６の各色の現像装置１７によってそれぞれ現像され、Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色のトナー像となる。
【００５０】
ここで、現像装置１７には、４色のトナーが収容された各トナーカートリッジ２６（Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃ）から各トナー搬送機構２８によりトナーが必要に応じて補給される。このトナーを供給する際、気体流入装置３４により気体流入口４２からトナーカートリッジ本体３６内部へ気体を流入させた後或いは流入させるのと同時に、アジテーター４０を回転駆動して、トナーカートリッジ本体３６内部のトナーをトナー搬出口３８へと攪拌・搬送する。トナーカートリッジ本体３６への気体の流入量は、例えば、一つの気体流入口４２あたり、０．５〜１０ｃｍ3とする。
【００５１】
続いて、各感光ドラム１１上に形成された各色のトナー像は、第１中間転写ドラム１８、１９上に静電的に一次転写される。すなわち、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍに形成されたイエロー及びマゼンタのトナー像はマゼンタ、イエローの順で第１中間転写ドラム１８上に、感光ドラム１１Ｋ、１１Ｃに形成されたブラック及びシアンのトナー像はシアン、ブラックの順で第１中間転写ドラム１９上にそれぞれ重ね合わせられるように順次転写される。これにより、第１中間転写ドラム１８上にはマゼンタのトナー像とイエローのトナー像とからなる多重トナー像が形成され、一方、第１中間転写ドラム１９上にはシアンのトナー像とブラックのトナー像とからなる多重トナー像が形成される。
【００５２】
続いて、第１中間転写ドラム１８、１９上にそれぞれ形成された各多重トナー像は、二次中間転写ドラム２０上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム２０上には、第１中間転写ドラム１８上のトナー像（下層側からＭ、Ｙ）と第１中間転写ドラム１８上のトナー像（下層側からＣ、Ｋ）とが、この順にそれぞれ転写されて下層側からＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの順で重ね合わせられた多重トナー像が形成される。
【００５３】
一方、このようなトナー像の形成に合わせて給紙ユニット５２から記録紙Ｐが記録紙搬送機構５４によって所定のタイミングで転写ロール２２に向けて送られる。転写ロール２２に送られた記録紙Ｐは、転写ロール２２と二次中間転写ドラム２０に把持され、二次中間転写ドラム２０の多重トナー像が静電的に転写される。
【００５４】
次いで、多重トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着ユニット２４に送られ、その定着ユニット２４の加熱ロール２４ａと加圧ロール２４ｂの間の定着ニップ部を通過することにより、加熱及び加圧されて定着処理された後、レーザープリンター１０の上部の排紙部５６に排出される。
【００５５】
以上のような一連の画像形成プロセスが実行されることにより、１枚の記録紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００５６】
以上説明した本実施形態では、トナーカートリッジを、充填したトナーが溜まって硬くなりやすいトナーカートリッジ本体底部から気体を流入させて、溜まったトナーを効率よくほぐす構成としている。
【００５７】
ここで、トナーのボタ落ちが高温高湿では発生しやすいのは、水分が多く存在することと圧力によるトナーの変形が生じやすいことによる付着力の増大に起因すると考えられる。推定であるが、カートリッジ本体の壁面に付着しているトナーが何らかの形でより大きな圧力を受けたときに生じやすいものと考えられ、トナーがゆるい塊として底部に残りやすく、撹拌搬送部材の通過時に、撹拌搬送部材の外力によりほぐれるよりも、より壁面に押し付けられる状況が生じたときに壁面へのゆるいトナー固着が発生し、それがきっかけで次第に成長する。撹拌搬送部材の回転触れや撹拌搬送部材の回転トルクなどによるトナーカートリッジのゆがみなどによって成長したトナー塊が割れたり、一部欠けたりしたものが崩れずに現像部分に運ばれたとき、感光体上に周囲に飛び散りを発生しながらほぼ塊として付着し、これが転写、定着されてボタ落ちとして画像に表れるものと考えられる。
【００５８】
このため、溜まったトナーを効率よくほぐすように構成したトナーカートリッジを適用した本実施形態では、攪拌搬送部材としてのアジテーター４０の駆動トルクを低減させると共に、アジテーター４０のギヤの歯とびやトナーボタ落ちを防止することが可能となる。
【００５９】
また、本実施形態では、トナーを供給する際、トナーカートリッジ本体３６内部へ気体を流入させた後或いは流入させるのと同時に、アジテーター４０を回転駆動して、トナーカートリッジ本体３６内部のトナーをトナー搬出口３８へと攪拌・搬送している。これにより、トナーカートリッジ本体３６底部にたまっていたトナー群を気体によりほぐした状態或いはほぐしながら、アジテーター４０が回転駆動されるため、効果的に、アジテーター４０の駆動トルクを低減させると共に、アジテーター４０のギヤの歯とびやトナーボタ落ちが防止される。
【００６０】
本実施形態では、溜まって硬くなりやすくなる小粒径トナーや、高温高湿（例えば、３０℃７５％ＲＨ）の環境下でも、効果的に、アジテーター４０の駆動トルクを低減させると共に、アジテーター４０のギヤの歯とびやトナーボタ落ちが防止される。
【００６１】
ここで、小粒径トナーの体積平均粒子径は、１．５μｍ以上５μｍ以下であることがよい。このトナーの体積平均粒径は、コールターカウンターＴＡＩＩ（ベックマン−コールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（ベックマンーコールター社製）を使用して測定される。
【００６２】
トナーの体積平均粒径の測定法としては、まず、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加え、これを前記電解液１００〜１５０ｍｌ中に添加する。そして、この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約１分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャー径が３０μｍのアパーチャーを用いて、粒径が０．６〜１８μｍの範囲の粒子の粒度分布を測定する。
【００６３】
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積、数それぞれについて小径側から累積分布を描き、累積１６％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ１６ｖ及び数平均粒子径Ｄ１６ｐと定義し、累積５０％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ５０ｖ（既述のトナーの体積平均粒径はこれを指す）及び数平均粒子径Ｄ５０ｐと定義する。
【００６４】
本実施形態において、使用するトナーは、公知の構成とすることができる。以下、トナーの作製方法の一例を示す。
【００６５】
―トナーの作製方法―
（非結晶性樹脂微粒子分散液（１）の調製）
・スチレン：４８０重量部
・ｎブチルアクリレート：１２０重量部
・カルボキシエチルアクリル酸：１８重量部
・ドデカンチオール：１２重量部
上記成分を混合溶解して溶液を調製する。他方、アニオン性界面活性剤（ダウケミカル社製、ダウファックス）１２重量部をイオン交換水２５０重量部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化した溶液（単量体乳化液Ａ）を調整した。
【００６６】
さらに、同じくアニオン性界面活性剤（ダウケミカル社製、ダウファックス）１重量部を５５５重量部のイオン交換水に溶解し、重合用フラスコに仕込む。
重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入しながら、ゆっくりと攪拌しながら、７５℃まで重合用フラスコをウオーターバスで加熱し、保持する。過硫酸アンモニウム９重量部をイオン交換水４３重量部に溶解し、重合用フラスコ中に定量ポンプを介して、２０分かけて滴下した後、単量体乳化液Ａをやはり定量ポンプを介して２００分かけて滴下する。その後、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを７５℃に、３時間保持して重合を終了する。
これにより微粒子の中心径が２５０ｎｍ、ガラス転移点が５５℃、重量平均分子量が２７０００、固形分量が４２％の非結晶性樹脂微粒子分散液（１）を得た。
【００６７】
（着色剤粒子分散液（１）の調製）
・黄色顔料（クラリアントジャパン社製、ＰＹ７４）：５０重量部
・アニオン性界面活性剤（第一工業製薬製、ネオゲンＲ）：５重量部
・イオン交換水：２００重量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー（ＩＫＡ  社製、ウルトラタラックス）により１０分間分散し、中心径２００ｎｍ、固形分量２１．５％のＹｅｌｌｏｗ着色剤粒子分散液（１）を得た。
【００６８】
（離型剤粒子分散液の調製）
・ＰｏｌｙＷａｘ７２５（東洋ペトロライト製、融点１００℃）：５０重量部
・アニオン性界面活性剤（ダウケミカル社製、ダウファクス）：５重量部
・イオン交換水：２００重量部
上記成分を１１０℃に加熱して、ホモジナイザー（ＩＫＡ  社製、ウルトラタラックスＴ５０）で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー（ゴーリンホモジナイザー、ゴーリン社製）で分散処理し、中心径１２０ｎｍ、固形分量２１．０％の離型剤粒子分散液を得た。
【００６９】
（トナー及び現像剤の作製）
・非結晶樹脂微粒子分散液（１）：１３０．８重量部（樹脂５４．９４重量部）
・着色剤粒子分散液（１）：３９．５重量部（顔料８．５重量部）
・離型剤粒子分散液：３８．１重量部（離型剤８重量部）
・ポリ塩化アルミニウム：０．１４重量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー（ＩＫＡ  社製、ウルトラタラックス  Ｔ５０）で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら５０℃まで加熱し、５０℃で６０分間保持した後、非結晶樹脂微粒子分散液（１）を６８重量部（樹脂２８．５６重量部）追加して緩やかに攪拌した。その後、５１℃に昇温し、そのままの温度で１８０分間維持、粒度分布がより狭くなっていくことをコールターカウンターで確認した。
【００７０】
その後、０．５モル／リットルの水酸化ナトリウム水溶液で系内のｐＨを６．５に調整した後、攪拌を継続しながら９５℃まで加熱した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、４０℃のイオン交換水３リットル中に再分散し、１５分、３００ｒｐｍで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を５回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、最終乾燥温度が４０℃となるように設定し凍結乾燥を１０時間行いトナー粒子を得た。
【００７１】
このトナー粒子の粒径をコールターカウンターで測定したところ、体積平均粒径Ｄ５０が５．１μｍ、小径側粒度分布指標ＧＳＤｐｓが１．２３、表面性指標が１．５であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めたトナー粒子の形状係数ＳＦ１は１２０の球形状であった。
【００７２】
上記のトナー粒子５０重量部に対し、疎水性シリカ（キャボット社製、ＴＳ７２０）２重量部を添加し、サンプルミルで混合して外添トナーを得た。
そして、ポリメチルメタアクリレート（綜研化学社製）を１％被覆した平均粒径５０μｍのフェライトキャリアを用い、トナー濃度が５％になるように前記の外添トナーを秤量し、両者をボールミルで５分間攪拌・混合して現像剤を調製した。
【００７３】
なお、体積平均粒径の異なるトナーは、前記トナーの作製における昇温した温度を調製することにより、作製することができる。例えば、前記トナーの作製において５１℃の昇温に対し２５℃、３０℃、５５℃、５８℃、６０℃にすることにより、それぞれ体積平均粒径の異なるトナーを作製すると、その体積平均粒径を、それぞれ１．５μｍ、３．２μｍ、５．８μｍ、６．５μｍ、７．５μｍとすることができる。
【００７４】
（試験例）
本実施形態に係る画像形成装置（レーザープリンター１０）を用い、表１及び表２に従ってトナーカートリッジ２６に、上記作製方法に基づき作製した各体積平均粒径のトナーを充填して、常温常湿（２０℃、４０％ＲＨ）の環境下で１週間放置後、上記電子写真プロセスに従ってプリントを実施した。このときのアジテーター４０を駆動するギア歯のとび発生状況を調べた。また、高温高湿（３０℃７５％ＲＨ）の環境下で１週間放置後、画像密度５％の５００枚プリント中におけるトナーぼた落ちの発生状況についても調べた。比較のために、トナーカートリッジ２６に気体を流入させない従来の構成においても同様に調べた。結果を表１及び表２に示す。
【００７５】
ここで、ギア歯のとび発生状況は次のように調べた。ギアの歯とびが発生したときには異音が発生するので、プリント中に異音が発生する回数を数えた。評価基準は○が異音発生０回であり、×が異音発生１回以上とした。
【００７６】
また、トナーのぼた落ちの発生状況は次のように調べた。ボタ落ち発生時にはプリント中に基の画像にないトナーの塊を落としたような扶養画像が発生するため、画像密度５％のプリント５００枚中にこのボタ落ちが何個発生するかを調べた。評価基準は○が未発生で、×が発生とした。
【００７７】
【表１】
2006084983.tif 000003
【００７８】
【表２】
2006084983.tif 000004
【００７９】
表１の結果より、本実施形態では、アジテーター４０を駆動するギア歯のとび発生が、いずれの体積平均粒径のトナーを使用した場合でも発生することはなかった。これにより、本実施形態では、アジテーター４０の駆動トルクが低減されていることがわかる。
【００８０】
また、表２の結果より、本実施形態では、高温高湿の環境下においてトナーぼた落ちが、いずれの体積平均粒径のトナーを使用した場合でも発生することはなかった。これにより、本実施形態では、トナーカートリッジ２６のトナーが固化することなく、よくほぐれてトナーが現像装置１７に供給されていることがわかる。
【００８１】
なお、上記試験例の比較として、図７に示すように、トナーカートリッジ２６に設けられる気体流入口４２を、トナーカートリッジ本体３６底部ではなく、４５°ずれた位置（カートリッジ本体中心軸を通る重力方向に対して、当該中心軸と気体流入口４２位置とを結ぶ線が４５°となる位置）に設けた場合についても、同様に調べたところ同様の結果が得られた。これにより、気体流入口４２は、トナーカートリッジ本体３６の底部に設けることで、効果的に溜まったトナーをほぐせることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るトナーカートリッジを示す概略底面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るトナーカートリッジを示す概略正断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るトナーカートリッジを示す概略側断面図である。
【図５】図４に示すトナーカートリッジの部分側断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るトナーカートリッジの気体流入方向制御形態の一例を示す部分断面図である。
【図７】気体流入口が底部以外に設けられたトナーカートリッジを示す概略側断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０   レーザープリンター
１１   感光ドラム
１２   感光ドラムユニット
１４   露光ユニット
１６   現像ユニット
１７   現像装置
１８   一次中間転写ドラム
１９   一次中間転写ドラム
２０   二次中間転写ドラム
２２   転写ロール
２４   定着ユニット
２６   トナーカートリッジ
２８   トナー搬送機構
２８   上記トナー搬送機構
３２   気体流入管
３４   気体流入装置
３６   トナーカートリッジ本体
３８   トナー搬出口
４０   アジテーター
４２   気体流入口
４８   フィルター
５０   気体排出口
５２   給紙ユニット
５４   記録紙搬送機構
５６   排紙部
【図１】
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【図２】
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【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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