(57)【要約】    【課題】  容積の減少を最小限に抑えつつトナー補給性能を安定させトナー残量も少なくすることのできるトナー収納容器を提供する。    【解決手段】  トナー収納容器２０は、ハードケース２２の中にソフトケース２１を有する二重構造となっている。ソフトケース２１は、その対向する２側面とトナー排出部２３との間を対向する１組の斜面２１ａ，ｂで連絡している。そして、１組の斜面２１ａ，ｂは、トナー排出部２３が装着されたケース底面とのなす角度が互いに異なるように設けられている。一例として、一方の斜面の角度は７０度、他方の角度は６０度に設けられる。傾斜の大きい斜面によりトナー補給性能を安定させるとともにトナー残量を少なくし、傾斜の緩い斜面により容量を確保する。    【選択図】      図１
2006201362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の対向する２側面とトナー排出部との間を対向する１組の斜面で連絡したトナー収納容器において、
前記１組の斜面の傾斜角度が互いに異なることを特徴とするトナー収納容器。
【請求項２】
前記容器が減容可能であることを特徴とする、請求項１に記載のトナー収納容器。
【請求項３】
前記容器が、減容可能なソフトケースと、展開可能に設けられ前記ソフトケースの外側を覆うハードケースとからなることを特徴とする、請求項１に記載のトナー収納容器。
【請求項４】
空気を透過しトナーを透過させないフィルタを備えることを特徴とする、請求項1〜３のいずれか１項に記載のトナー収納容器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー収納容器を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー収納容器内にエアを供給するエア供給手段を有し、前記トナー収納容器から所定量のトナーが排出された場合に前記エア供給手段により所定量の空気をトナー排出部付近から前記トナー収納容器内に送り込むことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
粉体ポンプを備え、該粉体ポンプを用いて前記トナー収納容器から現像装置へトナーを供給することを特徴とする、請求項６または７に記載の画像形成装置。
【請求項８】
容器の対向する２側面とトナー排出部との間を対向する１組の斜面で連絡したトナー収納容器であって、前記１組の斜面の傾斜角度が互いに異なり、減容可能なソフトケースと、展開可能に設けられ前記ソフトケースの外側を覆うハードケースとからなるトナー収納容器を備え、
前記トナー収納容器内にエアを供給するエア供給手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー収納容器に収容されるトナーが重合法により作成されたトナーであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のトナー収納容器または画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体のトナーが収納されるトナー収納容器および該トナー収納容器を用いる電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】２０００−１９４１８２号公報
【０００３】
複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、例えばトナー 及びキャリアを含む２成分現像剤を用いる２成分現像装置は周知である。２成分現像装置を用いて像担持体上の潜像を可視像化する場合、画像の形成に伴ってトナーを消費して行くため、消費された量のトナーを順次補給する必要がある。そこで、このような画像形成装置では、トナーを収納したトナーボトルやトナーカートリッジのトナー収納容器を設け、このトナー収納容器から現像装置へ消費分のトナーを補給するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トナー収納容器としては、ボトルタイプや箱タイプなど様々なものがあるが、一般的には、特許文献１の図１５に示されるような断面形状のものが多い。すなわち、トナー収納容器の対向する２側面Ｂ，Ｃ（またはＤ，Ｅ）と排出口Ｆとの間を傾斜面で連絡するものである。この傾斜面の角度（図示例では７０度）と、トナー収納容器におけるトナー補給安定性及びトナー残量との間には密接な関係があることが知られている。
【０００５】
あるトナーに対する補給性能及びトナー残量と上記傾斜面の角度との関係を図８，９に示す。すなわち、図８のグラフは、上記傾斜面の角度が異なる３種類のトナー収納容器（太線が傾斜角７５度、実線が傾斜角７０度、破線が傾斜角６５度）における補給速度（縦軸）とトナー残量（横軸）の関係を示している。一般にトナーは凝集しやすい性質を持っているため、傾斜角度を緩くすると、トナーの物性の変更や環境の変化によってトナー補給安定性が悪くなり、同時にトナー残量が多くなってしまうことが判る。
【０００６】
また、特許文献１の図１４（ｂ）に示されるような略三角形の断面形状のものは、一方側の側面を垂直面Ｄとすることにより、トナー補給性能を高めると同時にトナー残量を少なくしているが、このような形状のトナー収納容器は、その形状から必然的に排出口Ｆと垂直面Ｄ間の距離（水平方向の距離）を小さくしなければならず、横幅の割に容積が小さくなり、１本のトナー収納容器で作像できる枚数が少なくなってしまうという問題がある。逆にいえば、容積を確保しようとすると容器の横幅が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、従来のトナー収納容器における上述の問題を解決し、容積の減少を最小限に抑えつつトナー補給性能を安定させトナー残量も少なくすることのできるトナー収納容器および画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題は、本発明により、容器の対向する２側面とトナー排出部との間を対向する１組の斜面で連絡したトナー収納容器において、前記１組の斜面の傾斜角度が互いに異なることにより解決される。
【０００９】
また、前記容器が減容可能であると好ましい。
また、前記容器が、減容可能なソフトケースと、展開可能に設けられ前記ソフトケースの外側を覆うハードケースとからなると好ましい。
【００１０】
また、空気を透過しトナーを透過させないフィルタを備えると好ましい。
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー収納容器を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
【００１１】
また、前記トナー収納容器内にエアを供給するエア供給手段を有し、前記トナー収納容器から所定量のトナーが排出された場合に前記エア供給手段により所定量の空気をトナー排出部付近から前記トナー収納容器内に送り込むと好ましい。
【００１２】
また、粉体ポンプを備え、該粉体ポンプを用いて前記トナー収納容器から現像装置へトナーを供給すると好ましい。
また、前記の課題は、本発明により、容器の対向する２側面とトナー排出部との間を対向する１組の斜面で連絡したトナー収納容器であって、前記１組の斜面の傾斜角度が互いに異なり、減容可能なソフトケースと、展開可能に設けられ前記ソフトケースの外側を覆うハードケースとからなるトナー収納容器を備え、前記トナー収納容器内にエアを供給するエア供給手段を有することを特徴とする画像形成装置により解決される。
【００１３】
また、前記トナー収納容器に収容されるトナーが重合法により作成されたトナーであると好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のトナー収納容器によれば、容器の対向する２側面とトナー排出部との間を連絡する１組の斜面の傾斜角度が互いに異なるので、トナー補給性能を安定させるとともにトナー残量を低減させることができる。また、容積の減少も最小限に抑えることができ、トナー収納容器１本あたりの画像形成枚数を確保することができる。
【００１５】
請求項２の構成により、使用後に容器の体積を減少させることができるので、回収時の搬送コストを抑えることができる。
請求項３の構成により、ソフトケースの外側を覆うハードケースを有するので、画像形成装置へのセット性を高めることができる。また、二重構造とすることで、輸送時等に万一ソフトケースが破損した場合でもトナー流出による被害を最小限に防ぐことができる。
【００１６】
請求項４の構成により、空気を透過しトナーを透過させないフィルタを備えるので、トナーの排出に伴う容器・ソフトケースの潰れを防ぎ、補給性能の劣化を防止することができる。
【００１７】
請求項５の画像形成装置によれば、安定したトナー補給性能を得られるとともに、トナー収容容器内のトナー残量を低減させることができる。
請求項６の構成により、トナー補給量に応じて空気をトナー収容容器内に送り込むことで、トナー収容容器内の圧力を保ち、トナー補給の安定性を維持すると同時にトナー残量を抑えることができる。
【００１８】
請求項７の構成により、粉体ポンプを用いてトナー収納容器から現像装置へトナーを供給するので、装置レイアウト上の制約をなくして設計自由度を高めるとともに、画像形成装置全体の省スペース化を実現することができる。
【００１９】
請求項８の構成により、ソフトケース内へ空気を流入させることによってソフトケースが振動し、トナー塊の形成がし難くなる。また、ソフトケースが振動する際にハードケースの内壁に衝突（当接）することで、振動によるトナー塊形成防止効果が増大する。よって、トナーの補給性能を高めることができ、補給安定性とトナー残量減少効果を奏することができる。
【００２０】
請求項９の構成により、同条件で粉砕法により形成したトナーよりもトナー残量の多くなる重合法により形成したトナーを使用した場合でも、補給安定性を得られるとともにトナー残量をほとんどなくすことができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るトナー収納容器の一例を示す斜視図である。この図に示すトナー収納容器２０は、フィルム等で形成されたソフトケース２１を、プラスチック等で形成されたハードケース２２に納めたものである。ハードケース２２は一方側の側面を形成する面２２ａ，ｂが開放可能に設けられ、また、使用後には平面に展開できるように構成されている。このハードケース２２の底面には、ケース内に収めたソフトケース２１の後述するトナー排出部２３を露出させるための開口部２２ｃが設けられている。
【００２２】
本例のソフトケース２１はフィルムを貼り合わせて形成されており、図２に示すように折り畳み可能に設けられている。ケースの底部にはトナー排出部２３が装着されている。ソフトケース２１の一側面の上部付近に位置して、フィルタ２４が設けられている。このフィルタ２４は、空気を透過させるがトナーを透過させないものであり、トナー排出時にはフィルタ２４からソフトケース２１内に空気が流入し、トナーが排出されることによってソフトケースがしぼんでしまうことを防止するようになっている。
【００２３】
図１に示すように、ソフトケース２１の対向する２側面とトナー排出部２３との間には、斜面２１ａ，ｂが対向して形成されている。この２つの斜面２１ａ，ｂは、図３に示すように、それぞれの斜面２１ａ，ｂがトナー排出部２３が装着されたケース底面とのなす角度をθ１，θ２とするとき（図３では、フィルム接着辺を斜面２１ａ，ｂとして図示する）、θ１≠θ２に形成されている。本例ではθ１＞θ２となるように、例えば、θ１＝７０度、θ２＝６０度に設定されている。
【００２４】
このように、ソフトケース２１のトナー排出部２３につながる少なくとも１組の対向する斜面２１ａ，ｂの、ケース底面とのなす角度（傾斜角度）に差を設けることによって、トナーの補給性能を安定させると同時に、トナー残量を低減させることができる。なお、斜面２１ａ，ｂ以外のトナー排出部２３につながる面（図１における上面及び下面）の傾斜角度については、各斜面の角度が同一で構わない。
【００２５】
上記θ１≠θ２とした場合のトナー補給性能とトナー残量について図４，５を参照して説明する。
図４のグラフは、補給速度（縦軸）とトナー残量（横軸）の関係を示すもので、θ１＝θ２＝６０度の場合を破線で、θ１＝７０度，θ２＝６０度の場合を実線で、θ１＝θ２＝７０度の場合を太線で示したものである。このグラフから判るように、θ１＝７０度，θ２＝６０度と対向する斜面の角度を異ならせた（θ１≠θ２）場合は、ケース内のトナーを使い切った（ケースからトナーを供給できなくなった）ときのトナー残量が最も少なくなっている。また、トナー補給性能を表す補給速度の変動が少なく、安定したトナー補給性能を発揮している。
【００２６】
図５のグラフは、θ１とθ２の角度の組み合わせとトナー残量（縦軸）の関係を示すものである。このグラフにおいて、一方の斜面の角度を同じとした場合は他方の斜面の角度が大きくなるにつれてトナー残量が減っていることがわかる。例えば、θ２＝５５度の場合、θ１が５５度→６０度→６５度→７０度と、θ１の角度が大きくなるにつれてトナー残量が減少している。また、一方の斜面の角度が充分に大きい場合、例えば、θ２＝７０度の場合は、θ１の角度に関わらずほぼ同じトナー残量を示している。
【００２７】
したがって、図４，５のグラフより、トナー排出部につながる１組の対向する斜面のケース底面とのなす角度が異なる場合のトナー補給安定性とトナー残量は、角度が急な一方の斜面によってほぼ決定されることが判る。したがって、トナー補給安定性およびトナー残量を改善したいときには、対向する斜面の一方の傾斜角度を増加させることで充分な効果を得られることが分る。そしてこのときのトナー収納容器の容積の減少は、両側の傾斜角度を増加させた時の半分で済む。
【００２８】
これに従い、本例では、ソフトケース２１のトナー排出部２３につながる少なくとも１組の対向する斜面２１ａ，ｂの、ケース底面とのなす角度に差を設け、片方のみ傾斜角度を大きく（一例としてθ１＝７０度）して非対称の形状とすることにより、トナー補給性能を安定させトナー残量を低減させることができた。また、他方の斜面の傾斜角度を小さく（一例としてθ２＝６０度）とすることで、容積の減少も最小限に抑えることができる。
【００２９】
本例のソフトケース２１は、対向する斜面を有する台形断面となっているので、例えば、上記特許文献１の図１４に示されるような三角形断面の容器に比べて、横幅に対する容量が大きく、画像形成装置に搭載する場合に占めるスペースを小さくしてトナー収容量を確保することができ、１本のトナー収納容器で補給可能なトナー量を大きくすることができる。
【００３０】
なお、一方の斜面の傾斜角度を充分大きく、例えば７０度以上とした場合は、他方の斜面の傾斜角度は５５度以上としてやれば、トナー残量をほとんどなくすことができた。本願発明者の実施した実験によれば、同条件で粉砕法により形成したトナーよりもトナー残量の多くなる重合法により形成したトナーを使用した場合でも、上記の一方を７０度以上他方を５５度以上とする条件においてトナー残量をほとんどなくすことができた。
【００３１】
ところで、本例のトナー収納容器２０は、トナーを収納するソフトケース２１をフィルムを貼り合せて作成し、折り畳み可能に設けたので、使用後に図２に示すように折り畳むことでその体積を減少させる（減容させる）ことができ、これによって回収時の搬送コストを低下させることが可能となった。
【００３２】
また、ソフトケース２１をプラスチック等で形成されたハードケース２２に納めることによって、ソフトケースのみの不安定な状態をなくし、使用開始時における画像形成装置へのセット性を高めるとともにソフトケースの姿勢を保持し、補給安定性を高める効果を発揮することができる。さらに使用後はハードケース２２とソフトケース２１を分離させ、ハードケースは展開し、ソフトケースは前述したようにつぶすことでその体積を大きく減らし、回収時の搬送コストを抑えることができる。
【００３３】
そしてソフトケース２１に、空気を透過させるがトナーを透過させないフィルタ２４を設けることによって、トナー排出時にフィルタ２４から空気が容器内に流入し、トナーがなくなることによってソフトケースがしぼんでしまうことを防止することができるため、補給性の低下を防ぐことができる。
【００３４】
次に、上記説明したトナー収納容器２０を用いる画像形成装置の一例について説明する。
図６に示すカラーレーザプリンタは、装置本体１の下部に給紙部２が配置され、その上方に作像部３を配置した構成となっている。作像部３には、給紙側を下で、排紙側を上となるように傾斜して配置された転写ベルト装置が設けられている。転写ベルト装置は、複数のベルト車１１、本例では４個のベルト車１１に巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト１２を有し、該転写ベルト１２の上部走行辺には、下から順にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋが並列配置されている。
【００３５】
各作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋは、像担持体としての感光体ドラム５が設けられ、該感光体ドラム５は図示していない駆動手段によって図中時計方向へ回転駆動される。感光体ドラム５の回りには、帯電手段としての帯電ロール６、光書込み装置８によってレーザ光による書込みが行われる光書込み部、現像手段として現像装置１０、クリーニング手段としてクリーニング装置９が設けられている。現像装置１０は、トナーとキャリアからなる２成分現像装置であって、消費されたトナー量に応じた後述するトナー補給装置によりトナーが補給される。
【００３６】
このカラープリンタのフルカラープリントを行う作像動作について説明する。
帯電ロール６によって帯電された感光体ドラム５には、図示していないＬＤ（レーザダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラー８ａに照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム５上に導く光書込み装置８により、マゼンタトナーで現像する光像の光書込みが行われる。この書込みにより感光体ドラム５上にはパソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいた静電潜像が形成され、該潜像は現像装置１０によってマゼンタトナーの可視像となる。
【００３７】
一方、給紙部２からは転写材として指定された用紙が給紙され、給紙された用紙は転写ベルト１２の搬送方向上流側に設けられたレジストローラ１３に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにして転写ベルト１２上に給送され、該ベルトの走行により感光体ドラム５に対向する転写位置に到る。この転写位置では、転写ベルト１２の裏面側に配置された転写ロール１４の作用によりマゼンタトナーの可視像が用紙に転写される。
【００３８】
上記マゼンタ色の場合と同様にして、他の作像ユニット４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光体ドラム５の表面に各色トナーによる可視像が形成され、これら可視像は転写ベルト１２によって搬送される用紙が各転写位置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本カラープリンタはフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で用紙に重ね転写される。転写後の用紙は、転写ベルト１２から分離されて、定着装置１５により定着される。定着を終えた用紙は、通常、そのまま機外に排紙されるか、このとき用紙は反転されて装置本体１の上面に設けられた排紙トレイ１６に裏面排紙される。
【００３９】
トナー収納容器２０は、光書込み装置８の側方に配置されるが、消費量の多い黒（Ｂｋ）用のトナー収納容器を図に２点鎖線で示すように大型のものとすることができる。トナー収納容器２０から現像装置１０へトナーを補給するためのトナー補給機構は、粉体ポンプ及びエアポンプを備えている。粉体ポンプ及びエアポンプとしては周知のものを使用可能である。
【００４０】
各色ごとに設けられるトナー収納容器２０は、図７に示すように、画像形成装置本体に設けられたセット部にセットされる。セット部には、ソフトケース２１内に挿入されるノズル５５が立設され、トナー収納容器２０はそのトナー排出部２３にノズル５５が挿入されるように上方から画像形成装置本体のセット部へセットされる。セット部に設けられたノズル５５は、トナー供給路５６とエア供給路５７とが設けられ、その内部が２重管構造になっている。トナー供給路５６はその下端においてトナー移送チューブ５８を介して粉体ポンプ４０に接続され、また、エア供給路５７は図の右方へ曲げられ、エアチューブ５９を介して図示しないエアポンプに接続されている。本例では、粉体ポンプ４０は現像装置１０の近傍に設けられた吸い込み型の一軸偏芯スクリューポンプを用いている。
【００４１】
トナー収納容器２０のトナーはエアポンプが作動すると、該ポンプからエアチューブ５９およびエア供給路５７を介してトナー収納容器２０内にエアが噴出される。ソフトケース２１内に噴出されたエアは、トナー層を通過することによりトナーを拡散しながら流動化させる。流動化したトナーは、粉体ポンプ４０の作用によりトナー供給路５６からトナー移送チューブ５８を通って現像装置１０へと供給される。一定量のトナーがソフトケース２１から排出されると、一定量の空気をソフトケース２１内に送り込むようになっている。
【００４２】
本例においては、ソフトケース２１内に流入する空気によってソフトケースの体積減少を防止し、（フィルタ２４を設けたことと併せて）内圧を一定に保つことによって、トナー補給の安定性を保つとともにトナー残量を少なくすることができる。さらに、空気の流入によってソフトケース２１が振動することで、トナー塊の形成がし難くなる。また、ソフトケース２１が振動する際にハードケース２２の内壁に衝突（当接）することで、振動によるトナー塊形成防止効果が増大する。なお、本例のカラープリンタでは、トナーとして重合トナーを用いた場合でも、トナー補給の安定性及びトナー残量ともに何ら問題なかった。
【００４３】
また、本例のカラープリンタでは、トナー収納容器２０から現像装置１０へのトナー搬送を粉体ポンプ４０を用いてシリコーンチューブ等のトナー移送チューブ５８を介して行なうことにより、トナー収納容器２０と現像装置１０の位置関係の自由度を高めることが可能となり、トナー収納容器２０を現像装置１０から離れた位置に設置することができる。その結果、画像形成装置全体の省スペース化を図ることが容易になる。
【００４４】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、トナー収納容器の斜面の角度は例示したものに限らず、適宜設定可能である。また、トナー収納容器の材料も適宜なものを使用可能であるし、形状も本発明の範囲内で変更しえるものである。
【００４５】
また、画像形成装置の構成も任意であり、モノクロ装置や複数色の装置にも本発明を適用可能である。エア供給手段（エアポンプ）や粉体ポンプ（モーノポンプ）の構成も任意であり、また、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るトナー収納容器の一例を示す斜視図である。
【図２】そのトナー収納容器のソフトケースを示す斜視図である。
【図３】トナー排出部両側の斜面の傾斜角度を説明するための斜視図である。
【図４】斜面の角度によるトナー補給速度とトナー残量の関係を示すグラフである。
【図５】斜面の角度の組み合わせとトナー残量の関係を示すグラフである。
【図６】本発明によるトナー収納容器を用いる画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【図７】その画像形成装置におけるトナー補給機構を示す断面図である。
【図８】従来のトナー収納容器における補給速度とトナー残量の関係を示すグラフである。
【図９】従来のトナー収納容器における斜面の角度とトナー残量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１０            現像装置
２０            トナー収納容器
２１            ソフトケース
２１ａ，ｂ      斜面
２２            ハードケース
２３            トナー排出部
２４            フィルタ
４０            粉体ポンプ
５５            ノズル
５６            トナー供給路
５７            エア供給路
５８            トナー移送チューブ
５９            エアチューブ
【図１】
2006201362.tif 000003
【図２】
2006201362.tif 000004
【図３】
2006201362.tif 000005
【図４】
2006201362.tif 000006
【図５】
2006201362.tif 000007
【図６】
2006201362.tif 000008
【図７】
2006201362.tif 000009
【図８】
2006201362.tif 000010
【図９】
2006201362.tif 000011