(57)【要約】【課題】  ロック現象の発生を抑えることができるトナー排出装置、トナーカートリッジ、および画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナー排出装置３００として、受入口３１１および排出口３１２を有する排出容器３１０と、回転軸３２２および排出羽根３２１を有する排出部材３２０とを設け、該排出羽根３２１を減衰螺旋羽根とし、前記排出口３１２を、前記回転軸３２２の軸線方向に沿って該排出羽根３２１を取り囲む壁部の少なくとも一部分に設ける。【選択図】      図７
2011227155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを受け入れるための受入口、およびトナーを排出するための排出口が設けられる排出容器と、
前記排出容器内に設けられる排出部材であって、
回転軸と、
該回転軸を取り巻いて設けられ、該回転軸の回転に伴う回転運動によって、該回転軸の軸線方向のうち前記受入口から前記排出口に向かう方向である排出方向に、前記排出容器内のトナーを移動させる排出羽根と、を含む排出部材とを備え、
前記排出羽根は、その外周部のリード角が前記排出方向に向かうにつれて小さくなる減衰螺旋羽根であり、
前記排出口は、前記排出容器の壁部のうち、前記回転軸の軸線方向に沿って前記減衰螺旋羽根を取り囲む壁部の少なくとも一部分に設けられることを特徴とするトナー排出装置。
【請求項２】
前記減衰螺旋羽根は、その外径が一定で、かつ、その内径が前記排出方向に向かうにつれて連続的に大きくなる環状減衰螺旋羽根であり、
前記回転軸は、その外径が前記排出方向に向かうにつれて連続的に大きくなる錐台状回転軸であることを特徴とする請求項１に記載のトナー排出装置。
【請求項３】
前記錐台状回転軸は、少なくともその表面部分が弾性スポンジから形成されることを特徴とする請求項２に記載のトナー排出装置。
【請求項４】
前記排出容器は、円柱形状の内部空間を有し、該円柱形状の内部空間の軸線方向が前記錐台状回転軸の軸線方向に一致するように構成され、
前記錐台状回転軸は、その外径の最大値が、前記円柱形状の内部空間の直径の０．８倍以上０．９５倍以下になるように構成されることを特徴とする請求項２または３に記載のトナー排出装置。
【請求項５】
前記減衰螺旋羽根は、外周部のリードの最大値ＬＡと、外周部のリードの最小値ＬＢとの比ＬＢ／ＬＡが、０．１以上０．３以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナー排出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のトナー排出装置と、
トナーを貯蔵する貯蔵容器と、
前記排出容器にトナーを搬送するための搬送口が設けられる搬送容器と、
前記貯蔵容器内に設けられ、該貯蔵容器内のトナーを前記搬送容器内に汲み上げる汲上げ部材と、
前記搬送容器内に設けられる搬送部材であって、該搬送容器内のトナーを前記搬送口に向けて搬送する搬送部材とを備え、
前記排出容器と前記搬送容器とは、前記搬送容器内のトナーが前記搬送口および前記受入口を介して前記排出容器に移動できるように連なって設けられることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項７】
現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジとして、請求項６に記載のトナーカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー排出装置、トナーカートリッジ、および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は、現像装置に収容されるトナーによって現像を行うことで、画像を形成する。このような画像形成装置の分野において、従来から、現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジが知られている。トナーカートリッジは、現像装置内のトナーが画像形成により消費されて少なくなると、トナーカートリッジに収容されるトナーを現像装置内に補給するように構成されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、トナーを貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器に延設され、トナーを排出する排出口が設けられる排出容器と、貯蔵容器内のトナーを排出容器内へ搬送し、排出口から排出する排出部材とを備えるトナーカートリッジが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、トナーを排出する排出口が設けられる排出容器と、排出容器内のトナーを排出口から排出する排出部材とを備える排出装置が記載されている。特許文献２に記載の排出部材は、回転軸と、回転軸を取り巻く２つの螺旋羽根とからなり、２つの螺旋羽根は、互いにトナーの搬送方向が逆方向になるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３５２５５号公報
【特許文献２】特開２００８−３２７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、トナーカートリッジを長期間輸送したり、放置したりすると、トナーカートリッジ内のトナーは、その流動性が低下する。特許文献１に記載のトナーカートリッジにおいてトナーの流動性が低下している場合、トナーは、排出口から排出され難くなり、排出部材と排出容器の内壁面との間に挟まれて圧縮される。トナーが圧縮されると、排出部材を一定の回転速度で回転駆動するのに必要なトルク（以下、「駆動トルク」と称する）が増大し、排出部材に接続されるモータなどの駆動部が該排出部材に付与するトルクよりも大きくなる。その結果、排出部材の回転が停止するロック現象が生じてしまう。
【０００７】
特許文献２に記載の排出装置では、２つの螺旋羽根が、互いにトナーの搬送方向を逆方向とするように構成されているので、２つの螺旋羽根の間にトナーが挟まれて圧縮されることになる。したがって、特許文献１に記載のトナーカートリッジと同様に、駆動トルクが増大し、ロック現象が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、ロック現象の発生を抑えることができるトナー排出装置、トナーカートリッジ、および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】
【０００９】
本発明は、トナーを受け入れるための受入口、およびトナーを排出するための排出口が設けられる排出容器と、
前記排出容器内に設けられる排出部材であって、
回転軸と、
該回転軸を取り巻いて設けられ、該回転軸の回転に伴う回転運動によって、該回転軸の軸線方向のうち前記受入口から前記排出口に向かう方向である排出方向に、前記排出容器内のトナーを移動させる排出羽根と、を含む排出部材とを備え、
前記排出羽根は、その外周部のリード角が前記排出方向に向かうにつれて小さくなる減衰螺旋羽根であり、
前記排出口が、前記排出容器の壁部のうち、前記回転軸の軸線方向に沿って前記減衰螺旋羽根を取り囲む壁部の少なくとも一部分に設けられることを特徴とするトナー排出装置である。
【００１０】
また本発明は、前記減衰螺旋羽根が、その外径が一定で、かつ、その内径が前記排出方向に向かうにつれて連続的に大きくなる環状減衰螺旋羽根であり、
前記回転軸が、その外径が前記排出方向に向かうにつれて連続的に大きくなる錐台状回転軸であることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記錐台状回転軸が、少なくともその表面部分が弾性スポンジから形成されることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記排出容器が、円柱形状の内部空間を有し、該円柱形状の内部空間の軸線方向が前記錐台状回転軸の軸線方向に一致するように構成され、
前記錐台状回転軸が、その外径の最大値が、前記円柱形状の内部空間の直径の０．８倍以上０．９５倍以下になるように構成されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記減衰螺旋羽根が、外周部のリードの最大値ＬＡと、外周部のリードの最小値ＬＢとの比ＬＢ／ＬＡが、０．１以上０．３以下であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記トナー排出装置と、
トナーを貯蔵する貯蔵容器と、
前記排出容器にトナーを搬送するための搬送口が設けられる搬送容器と、
前記貯蔵容器内に設けられ、該貯蔵容器内のトナーを前記搬送容器内に汲み上げる汲上げ部材と、
前記搬送容器内に設けられる搬送部材であって、該搬送容器内のトナーを前記搬送口に向けて搬送する搬送部材とを備え、
前記排出容器と前記搬送容器とが、前記搬送容器内のトナーが前記搬送口および前記受入口を介して前記排出容器に移動できるように連なって設けられることを特徴とするトナーカートリッジである。
【００１５】
また本発明は、現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジとして、前記トナーカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、排出容器内のトナーを移動させる排出羽根は、減衰螺旋羽根である。減衰螺旋羽根は排出方向に向かうにつれて外周部のリード角が小さくなるので、排出方向に向かうにつれてトナーの搬送速度が遅くなり、その結果、トナーは、急激に圧縮され難くなり、排出口から排出され易くなる。したがって、ロック現象の発生を抑えることができる。
【００１７】
また本発明によれば、回転軸は、排出方向に向かうにつれて外径が連続的に大きくなる錐台状回転軸である。したがって、排出羽根によって搬送されるトナーは、回転軸の軸線から離れる向きに付勢される。排出口は回転軸の軸線方向に沿って回転軸を取り囲む壁部に設けられており、トナーは、回転軸の軸線から離れる向き、すなわち排出口に近付く向きに移動する。よって、トナーを、排出口から排出し易くすることができる。さらに、排出羽根は、外径が一定で、かつ、排出方向に向かうにつれて内径が連続的に大きくなる環状減衰螺旋羽根である。したがって、排出羽根と回転軸との隙間を小さくすることができ、これによって、トナーに掛かる負荷を分散させることができる。
【００１８】
また本発明によれば、回転軸の表面部分は、弾性スポンジから形成される。これによって、トナーの流れが変化することによるトナーへの負荷を抑えることができる。
【００１９】
また本発明によれば、回転軸は、その外径の最大値が、排出容器の円柱形状の内部空間の直径の０．８倍以上０．９５倍以下である。回転軸の外径の最大値が、この範囲内であることで、回転軸と排出容器の内壁面との間の空間が適度な大きさとなるので、トナーの排出効率を高めることができる。
【００２０】
また本発明によれば、減衰螺旋羽根は、ＬＢ／ＬＡが０．１以上０．３以下である。これによって、ロック現象の発生を抑えながら、特性が良好なトナーを排出することができる。
【００２１】
また本発明によれば、トナーカートリッジは、上記トナー排出装置を備える。これによって、ロック現象の発生を抑えることができる。
【００２２】
また本発明によれば、画像形成装置は、上記トナーカートリッジを備えるので、トナーを長期間安定して、現像装置に補給できる。したがって、本発明に係る画像形成装置は、長期間安定して画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】画像形成装置１００の構成を示す模式図である。
【図２】トナーカートリッジユニット２６０を示す斜視図である。
【図３】トナーカートリッジ２００の内部の構成を示す模式図である。
【図４】図３のＡ−Ａを切断面線とするトナーカートリッジ２００の断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂを端面線とするトナーカートリッジ２００の端面図である。
【図６】１周期の一般螺旋羽根面について説明するための図である。
【図７】トナー排出装置３００の内部の構成を示す模式図である。
【図８】２周期の減衰螺旋羽根面について説明するための図である。
【図９】トナーカートリッジ４００の内部の構成を示す模式図である。
【図１０】トナーカートリッジ４００の端面図である。
【図１１】トナー排出装置５００の内部の構成を示す模式図である。
【図１２】排出羽根５２１と回転軸５２２とを、それぞれ独立して示した図である。
【図１３】錐台状回転軸の例を示す図である。
【図１４】２周期の環状減衰螺旋羽根面について説明するための図である。
【図１５】仮想円柱Ｋ５を展開したときに該仮想円柱Ｋ５の側面に対応する矩形ｔ５を示す図である。
【図１６】排出部材５２０Ｘを回転軸５２２の軸線を通る端面線で切断したときの端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
はじめに、本発明の第１実施形態であるトナーカートリッジ２００を備える画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す模式図である。画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１００は、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、およびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録媒体、メモリ装置を用いた外部機器などからの印刷ジョブの受信に応じて、図示しない制御ユニット部によって、印刷モードが選択される。
【００２５】
画像形成装置１００は、トナー像形成部２０と、転写部３０と、定着部４０と、記録媒体供給部５０と、排出部６０と、図示しない制御ユニット部とを含む。トナー像形成部２０は、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙと、帯電部２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、露光ユニット２３と、現像装置２４ｂ，２４ｃ，２４ｍ，２４ｙと、クリーニングユニット２５ｂ，２５ｃ，２５ｍ，２５ｙと、トナーカートリッジ２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙとを含む。トナーカートリッジ２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙは、トナーカートリッジユニット２６０として設けられる。トナーカートリッジユニット２６０については後述する。転写部３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、中間転写ローラ３４ｂ，３４ｃ，３４ｍ，３４ｙと、転写ベルトクリーニングユニット３５と、転写ローラ３６とを含む。
【００２６】
感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２４、クリーニングユニット２５、トナーカートリッジ２００、および中間転写ローラ３４は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材を区別する場合は、各部材を表す数字の末尾に各色を表すアルファベットを付して参照符号とし、各部材を総称する場合は、各部材を表す数字のみを参照符号とする。
【００２７】
感光体ドラム２１は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に支持され、図示しない導電性基体と、該導電性基体の表面に形成される光導電層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。光導電層は、光を照射されることで導電性を示す材料によって形成される。感光体ドラム２１としては、たとえば、アルミニウムで形成された円筒状部材（導電性基体）と、該円筒状部材の外周面上に形成される、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、または有機光半導体（ＯＰＣ）からなる薄膜（光導電層）とを含むものを用いることができる。
【００２８】
帯電部２２、現像装置２４、およびクリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１の回転方向周りに、この順序で配置される。帯電部２２は、現像装置２４およびクリーニングユニット２５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００２９】
帯電部２２は、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部２２は、感光体ドラム２１に臨む位置に、感光体ドラム２１の長手方向に沿って設置される。接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面に接するように設置される。非接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面から離隔するように設置される。
【００３０】
帯電部２２は、現像装置２４、クリーニングユニット２５などとともに、感光体ドラム２１の周囲に設置される。帯電部２２は、現像装置２４、クリーニングユニット２５などよりも、感光体ドラム２１に近い位置に設置されることが好ましい。これによって、感光体ドラム２１の帯電不良の発生を確実に防止することができる。
【００３１】
帯電部２２としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。
【００３２】
露光ユニット２３は、露光ユニット２３から出射される光が、帯電部２２と現像装置２４との間を通過して感光体ドラム２１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット２３は、帯電状態にある感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光をそれぞれ照射することによって、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット２３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用できる。露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。
【００３３】
現像装置２４は、現像槽とトナー供給パイプ２５０とを含む。現像槽は、その内部空間にトナーを収容する。現像槽内には、現像ローラ、第１搬送スクリュー、および第２搬送スクリューが、回転自在に支持される。現像槽の感光体ドラム２１に臨む側面には開口部が形成され、該開口部を介して感光体ドラム２１に対向する位置に現像ローラが設けられる。
【００３４】
現像ローラは、感光体ドラム２１との最近接部において感光体ドラム２１表面の静電潜像にトナーを供給する部材である。トナーの供給のときには、現像ローラ表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（現像バイアス）として印加される。これによって、現像ローラ表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。現像バイアスの値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御することができる。
【００３５】
第１搬送スクリューは、現像ローラに臨み、該現像ローラ周辺にトナーを供給する部材である。第２搬送スクリューは第１搬送スクリューに臨み、トナー供給パイプ２５０を介して現像槽内に新たに供給されるトナーを、該第１搬送スクリュー周辺に送給する部材である。
【００３６】
トナー供給パイプ２５０は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口と、現像槽の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口とが連なるように設けられる。トナー供給パイプ２５０は、トナーカートリッジ２００から供給されるトナーを現像槽に供給する。他の実施形態としては、トナー供給パイプ２５０を用いず、各色トナーカートリッジ２００からトナーが現像槽に直接供給されるように構成してもよい。
【００３７】
現像槽の底面には、トナー濃度検知センサが設けられる。トナー濃度検知センサは、現像槽中のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知センサとしては一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。
【００３８】
トナー濃度検知センサは、トナー濃度制御部に電気的に接続される。トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサによるトナー濃度値が所定の設定値よりも低いと判断すると、トナーカートリッジ２００中の後述する排出部材３２０を回転駆動し、トナーカートリッジ２００内のトナーを現像槽内に供給するように制御する。
【００３９】
クリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２１の表面を清浄化する部材である。クリーニングユニット２５としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。
【００４０】
トナー像形成部２０によれば、帯電部２２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム２１の表面に、露光ユニット２３から画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム２１上の静電潜像に現像装置２４からトナーが供給されることでトナー像が形成される。このトナー像は後述する中間転写ベルト３１に転写される。トナー像が中間転写ベルト３１に転写された後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。
【００４１】
中間転写ベルト３１は、感光体ドラム２１の鉛直方向上方に配置される無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって張架されてループ状の経路を形成し、矢符Ｂの方向に移動する。
【００４２】
駆動ローラ３２は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。駆動ローラ３２は、その回転によって、中間転写ベルト３１を矢符Ｂ方向へ移動させる。従動ローラ３３は、駆動ローラ３２の回転に従動して回転可能に設けられ、中間転写ベルト３１が弛まないように、中間転写ベルト３１に一定の張力を発生させる。
【００４３】
中間転写ローラ３４は、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。中間転写ローラ３４としては、たとえば、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（たとえば、ステンレス）ローラの表面に、導電性の弾性部材が形成されたものを用いることができる。中間転写ローラ３４は、転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する機能を有する。
【００４４】
転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ３２に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に設けられる。転写ローラ３６と駆動ローラ３２との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト３１に担持されて搬送されるトナー像は、後述する記録媒体供給部５０から送給される記録媒体に転写される。
【００４５】
転写ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３３に対向し、中間転写ベルト３１のトナー像担持面に接触するように設けられる。転写ベルトクリーニングユニット３５は、記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１表面のトナーを除去し回収するために設けられる。記録媒体へのトナー像の転写後に中間転写ベルト３１にトナーが付着したまま残っていると、中間転写ベルト３１の移動によって、残留トナーが転写ローラ３６に付着するおそれがある。転写ローラ３６にトナーが付着すると、そのトナーは、次に転写する記録媒体の裏面を汚染してしまう。
【００４６】
転写部３０によれば、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に接しながら移動するとき、中間転写ローラ３４に、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３１上へ転写される。感光体ドラム２１ｙ、感光体ドラム２１ｍ、感光体ドラム２１ｃ、感光体ドラム２１ｂでそれぞれ形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト３１上に、この順番で順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の移動によって転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部において、記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、後述する定着部４０に搬送される。
【００４７】
記録媒体供給部５０は、給紙ボックス５１と、ピックアップローラ５２ａ，５２ｂと、搬送ローラ５３ａ，５３ｂと、レジストローラ５４と、給紙トレイ５５とを含む。給紙ボックス５１は、画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、画像形成装置１００内部において記録媒体を貯留する容器状部材である。給紙トレイ５５は、画像形成装置１００外壁面に設けられ、画像形成装置１００外部において記録媒体を貯留するトレイ状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。
【００４８】
ピックアップローラ５２ａは、給紙ボックス５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ１に送給する部材である。搬送ローラ５３ａは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ１において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。ピックアップローラ５２ｂは、給紙トレイ５５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ２に送給する部材である。搬送ローラ５３ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ２において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。
【００４９】
レジストローラ５４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３ａ，５３ｂから送給される記録媒体を、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【００５０】
記録媒体供給部５０によれば、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、給紙ボックス５１または給紙トレイ５５から記録媒体が転写ニップ部に送給され、該記録媒体にトナー像が転写される。
【００５１】
定着部４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備える。加熱ローラ４１は、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１に圧接するローラである。加熱ローラ４１は、加圧ローラ４２とともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、後述する排出部６０に搬送される。
【００５２】
排出部６０は、搬送ローラ６１と、排出ローラ６２と、排出トレイ６３とを含む。搬送ローラ６１は、定着部４０よりも鉛直方向上方において、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。搬送ローラ６１は、画像が定着した記録媒体を排出ローラ６２に向けて搬送する。
【００５３】
排出ローラ６２は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。排出ローラ６２は、片面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出ローラ６２は、両面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を、用紙搬送路Ａ３を介してレジストローラ５４へ搬送し、両面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出トレイ６３は、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられ、画像が定着した記録媒体を貯留する。
【００５４】
画像形成装置１００は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１００の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置１００の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介した各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。
【００５５】
記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile
Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、
ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。
【００５６】
演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて画像形成装置１００に設けられる各装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。
【００５７】
制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマ
イクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、この処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１００に設けられる各装置にも電力を供給する。
【００５８】
次に、トナーカートリッジユニット２６０について説明する。図２は、トナーカートリッジユニット２６０を示す斜視図である。トナーカートリッジユニット２６０は、トナーカートリッジ２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙと、トナーカートリッジ載置台２６１とを含む。トナーカートリッジ載置台２６１は、角変位可能に構成されるロックレバー２６２と、ストッパプレート２６３とを備えている。各トナーカートリッジ２００は、トナーカートリッジ載置台２６１に載置された状態でロックレバー２６２がストッパプレート２６３側に角変位することで、該トナーカートリッジ載置台２６１に固定される。
【００５９】
図３は、トナーカートリッジ２００の内部の構成を示す模式図である。図４は、図３のＡ−Ａを切断面線とするトナーカートリッジ２００の断面図である。図５は、図４のＢ−Ｂを端面線とするトナーカートリッジ２００の端面図である。トナーカートリッジ２００は、トナー排出装置３００と、貯蔵容器２１０と、搬送容器２２０と、汲上げ部材２１１と、搬送部材２２１と、伝導部材２３０とを備え、トナーを現像装置２４に補給する。
【００６０】
貯蔵容器２１０は、略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間にトナーを収容するとともに、汲上げ部材２１１が設けられる。汲上げ部材２１１は、回転することによって、貯蔵容器２１０内のトナーを汲み上げて、搬送容器２２０内に供給する部材である。汲上げ部材２１１は、４つの汲上げ板２１１ａと、回転軸２１１ｂとを含む。回転軸２１１ｂは、円柱形状の部材である。汲上げ板２１１ａは、回転軸２１１ｂの側面上において、該回転軸２１１ｂの軸線方向に沿って設けられる。汲上げ部材２１１は、図示しない駆動部と接続され、該駆動部から付与されるトルクによって、回転軸２１１ｂがその軸線回りの回転方向Ｇ１に回転する。回転軸２１１ｂの回転に伴って、回転軸２１１ｂの軸線を中心として汲上げ板２１１ａが回転運動することによって、貯蔵容器２１０内のトナーが汲み上げられる。
【００６１】
搬送容器２２０は、略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、該内部空間が、貯蔵容器２１０の内部空間と連通するように設けられる。搬送容器２２０の壁部には、汲上げ板２１１ａによって供給されたトナーをトナー排出装置３００に搬送するための開口部である搬送口２２２が設けられる。また、搬送容器２２０内には、搬送部材２２１が設けられる。搬送部材２２１は、搬送羽根２２１ａと、搬送軸２２１ｂとを含む。搬送部材２２１は、搬送軸２２１ｂがその軸線回りの回転方向Ｇ２に回転することによって、搬送容器２２０内のトナーを、搬送口２２２へ向けて搬送する部材である。
【００６２】
搬送軸２２１ｂは、外径３ｍｍ〜１０ｍｍの円柱状部材である。搬送軸２２１ｂは、たとえば、ポリエチレンや、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの材料から形成される。
【００６３】
搬送羽根２２１ａは、搬送軸２２１ｂを取り巻いて設けられる。搬送羽根２２１ａは、たとえば、ポリエチレンや、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂などの材料から形成される。搬送羽根２２１ａは、搬送軸２２１ｂの回転に伴って回転することにより、搬送容器２２０内のトナーを搬送口２２２へ向けて搬送する。
【００６４】
本実施形態では、搬送羽根２２１ａは、一続きの一般螺旋羽根である。本発明において、「一般螺旋羽根」とは、概略的にはいわゆるオーガスクリューの羽根部分であり、より詳細には一般螺旋羽根面を主面とする所定の厚さの部材である。一般螺旋羽根は、その内周部において搬送軸２２１ｂを取り巻いて設けられる。ここで、一般螺旋羽根の内周部とは、上記一般螺旋羽根面のうち搬送軸２２１ｂの軸線に最も近接する部分であり、一般螺旋羽根の外周部とは、上記一般螺旋羽根面において搬送軸２２１ｂから最も離間した部分である。一般螺旋羽根面の形状は、その内周部および外周部が、互いに異なる仮想的な一般螺線となるような形状であり、詳細は後述する。
【００６５】
本発明において、「螺線」とは、仮想的な円柱の側面上の連続した空間曲線であって、該仮想的な円柱の周方向のうちの一方向に進みながら該仮想的な円柱の軸線方向のうちの一方向に進む空間曲線である。螺線のうち、螺線上のすべての点においてリード角が一定となる螺線を特に、「一般螺線」と称する。ここで、螺線上のある点における該螺線の接線と、該螺線が取り巻く仮想的な円柱の軸線方向に対して垂直な面へ該接線を射影してできる直線と、がなす角が、その点における「リード角」である。リード角は、０°より大きく９０°より小さい角度である。
【００６６】
上記仮想的な円柱の軸線方向における螺線の間隔を、「リード」と称する。１周期以上の一般螺旋では、リード角が一定なので、リードも一定である。以下では、一般螺旋羽根の主面である一般螺旋羽根面の外周部のリードを、該一般螺旋羽根の外周部のリードと称する。
【００６７】
本発明において、「一般螺旋羽根面」とは、仮想円柱Ｋ１（以下では、半径をｒ１とする）の側面上の１つの一般螺線Ｃ１（以下では、リード角をθ１で一定とする）に沿って、仮想円柱Ｋ１の外部にある１つの線分Ｌ１を、仮想円柱Ｋ１の径方向における該線分Ｌ１の長さｍ１、および取付角度αを保ったまま、仮想円柱Ｋ１の軸線に平行な一方向Ｄ１に移動させたときの、該線分Ｌ１の軌跡がなす面である。ここで、「取付角度α」とは、仮想円柱Ｋ１の軸線と線分Ｌ１とを含む面において、該線分Ｌ１と、該線分Ｌ１と仮想円柱Ｋ１との接点から一方向Ｄ１に延びる半直線と、のなす角度であって、０°より大きく１８０°より小さい角度である。
【００６８】
以下に、一般螺旋羽根面の一例として、一般螺線の１周期の部分に沿って線分を移動させたときの一般螺旋羽根面（「１周期の一般螺旋羽根面」と表す。他の周期についても同様）を示す。図６は、１周期の一般螺旋羽根面について説明するための図である。図６（ａ）は、仮想円柱Ｋ１の側面と、仮想円柱Ｋ１の側面上の一般螺線Ｃ１と、一般螺線Ｃ１上を一方向Ｄ１に移動する線分Ｌ１の開始位置および終了位置と、を示している。図６（ａ）の紙面において最も下側に示す線分Ｌ１は移動の際の開始位置を示し、最も上側に示す線分Ｌ１は終了位置を示している。図６（ａ）に示すように、仮想円柱Ｋ１の径方向における線分Ｌ１の長さｍ１と、取付角度α（図６ではα＝９０°）とを一定に保ちながら、一般螺線Ｃ１に沿って一方向Ｄ１に、線分Ｌ１を移動させるとき、該線分Ｌ１の軌跡は図６（ｂ）に示す一般螺旋羽根面ｎ１となる。図６（ｂ）において斜線部で示す面が、一般螺旋羽根面ｎ１である。
【００６９】
図６（ｂ）に示すように、一般螺旋羽根面ｎ１の外周部は、仮想円柱Ｋ１と軸線が一致する仮想円柱Ｋ２の側面上を一方向Ｄ１に進む一般螺線Ｃ２（リード角をθ２で一定とする）となる。仮想円柱Ｋ２の半径Ｒ１は、仮想円柱Ｋ１の半径ｒ１と、仮想円柱Ｋ１の径方向における線分Ｌ１の長さｍ１と、の和に等しい。
【００７０】
仮想円柱Ｋ１を展開したときに該仮想円柱Ｋ１の側面に対応する矩形ｔ１と、仮想円柱Ｋ２を展開したときに該仮想円柱Ｋ２の側面に対応する矩形ｔ２とを図６（ｃ）に示す。図６（ｃ）に示すように、一般螺線Ｃ１，Ｃ２に対応する線は、各矩形ｔ１，ｔ２中で斜めに延びる直線ｑ１，ｑ２になる。リード角θ１は、直線ｑ１の傾きの角度となり、リード角θ２は、直線ｑ２の傾きの角度となる。
【００７１】
このような一般螺旋羽根面を主面とする部材が、一般螺旋羽根である。本実施形態のように搬送羽根２２１ａとして用いる場合、上記一般螺旋羽根は、仮想円柱Ｋ１の直径２ｒ１が搬送軸２２１ｂの外径に等しくなるように構成される。そして、一般螺旋羽根は、一般螺旋羽根面ｎ１が搬送軸２２１ｂの軸線方向において搬送口２２２側になるように設けられ、該一般螺旋羽根面ｎ１によってトナーを搬送口２２２に向けて搬送するように設けられる。
【００７２】
このとき、一般螺旋羽根の内周部と搬送軸２２１ｂの軸線との間の距離の２倍の値、すなわち一般螺旋羽根の内径は２ｒ１となり、一般螺旋羽根の外周部と搬送軸２２１ｂの軸線との間の距離の２倍の値、すなわち一般螺旋羽根の外径は２ｒ１＋２ｍ１となる。長さｍ１は、たとえば２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内で適宜設定できる。また、たとえば、取付角度αは９０°でなくともよく、３０°〜１５０°の範囲内で適宜設定できる。リード角θ１は、たとえば２０°〜７０°の範囲内で適宜設定でき、リード角θ２は、たとえば０°〜６０°の範囲内で適宜設定できる。また、一般螺旋羽根の外周部のリードｍ２は、たとえば１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内で適宜設定できる。
【００７３】
また本実施形態において、搬送羽根２２１ａは、１４周期の一般螺旋羽根面を有する一般螺旋羽根であり、該一般螺旋羽根の厚さは１．５ｍｍで一様である。一般螺旋羽根の周期や厚さなども、トナーの搬送速度やトナーカートリッジ２００の大きさなどに応じて適宜設定できる。たとえば、搬送羽根２２１ａとして用いられる一般螺旋羽根の厚さは、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内で適宜設定できる。
【００７４】
なお、本実施形態では、搬送羽根２２１ａは、一続きの一般螺旋羽根であるけれども、他の実施形態としては、搬送羽根２２１ａは、所定の間隔で離間した複数の一般螺旋羽根であってもよい。
【００７５】
図７は、トナー排出装置３００の内部の構成を示す模式図である。トナー排出装置３００は、排出容器３１０と排出部材３２０とシャッタ部材３３０とを含む。排出容器３１０は、円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、トナーを受け入れるための開口部である受入口３１１が設けられる。排出容器３１０と搬送容器２２０とは、搬送容器２２０内のトナーが搬送口２２２および受入口３１１を介して排出容器３１０内に移動できるように連なって設けられる。すなわち、搬送容器２２０の内部空間と排出容器３１０の内部空間とは連通する。排出容器３１０と搬送容器２２０とは、一体として構成されてもよく、着脱自在に構成されてもよい。
【００７６】
また、排出容器３１０には、該排出容器３１０の壁部のうち、排出部材３２０の軸線方向に沿って該排出部材３２０（排出羽根３２１および回転軸３２２）を取り囲む壁部の少なくとも一部分に、トナーを排出するための開口部である排出口３１２が設けられる。本実施形態では、排出口３１２は、排出容器３１０の鉛直方向下方の壁部に設けられる。本実施形態では、排出口３１２の開口は、略矩形状である。シャッタ部材３３０は、排出口３１２の鉛直方向下方において、スライド自在に設けられる。シャッタ部材３３０は、トナーカートリッジ２００がトナーカートリッジ載置台２６１に装着される過程において、トナー供給パイプ２５０に当接することによって略水平方向にスライドし、これによって排出口３１２が開放される。
【００７７】
排出部材３２０は、排出容器３１０内に設けられ、受入口３１１から排出容器３１０内に入ったトナーを、排出口３１２から排出する部材である。排出口３１２から排出されたトナーは、トナー供給パイプ２５０を介して現像装置２４に補給される。
【００７８】
排出部材３２０は、回転軸３２２と排出羽根３２１とを含む。回転軸３２２は、外径３ｍｍ〜１０ｍｍの円柱状部材であり、その軸線が、排出容器３１０の軸線と一致するように設けられる。回転軸３２２は、その一端部が搬送軸２２１ｂに連なり、その他端部が伝導部材２３０に連なる。回転軸３２２、搬送軸２２１ｂ、および伝導部材２３０は、一体として構成されてもよく、着脱自在に構成されてもよい。本実施形態では、回転軸３２２の外径と搬送軸２２１ｂの外径とは同一であり、互いの軸線は一致する。なお、回転軸３２２上の排出羽根３２１と、搬送軸２２１ｂ上の搬送羽根２２１ａとは、滑らかに連なっていてもよいし、離間していてもよい。
【００７９】
排出羽根３２１は、回転軸３２２がその軸線回りの回転方向Ｇ３に回転するのに伴って、回転軸３２２の軸線を中心として回転運動することで、排出容器３１０内のトナーを移動させる部材である。排出羽根３２１については後に詳述する。
【００８０】
伝導部材２３０は、歯車２３１と伝導軸２３２とを含む。伝導軸２３２は、円柱状部材であり、その一端部が歯車２３１に連なり、その他端部が回転軸３２２に連なる。歯車２３１は、図示しないモータなどの駆動部から付与されるトルクを、伝導軸２３２に伝えるための部材である。伝導部材２３０は、図示しない駆動部から付与されるトルクによって、伝導軸２３２の軸線回りの回転方向に、３０ｒｐｍ〜６０ｒｐｍで回転する。
【００８１】
このようなトナーカートリッジ２００によれば、汲上げ部材２１１によって、貯蔵容器２１０内のトナーが搬送容器２２０内へ汲み上げられる。そして、図示しない駆動部から付与されるトルクによって、伝導軸２３２、回転軸３２２、および搬送軸２２１ｂが一体的に回転する。搬送軸２２１ｂの回転によって搬送容器２２０内のトナーは、搬送口２２２および受入口３１１を介して、排出容器３１０内に搬送される。回転軸３２２の回転によって、排出容器３１０内のトナーは、排出口３１２から排出され、現像装置２４の現像槽内に補給される。
【００８２】
次に、排出羽根３２１について説明する。図７に示すように、排出羽根３２１は、回転軸３２２を取り巻いて設けられる。排出羽根３２１は、回転軸３２２の回転方向Ｇ３への回転に伴って、回転軸３２２の軸線を中心として回転運動する。排出羽根３２１は、その回転運動によって、回転軸３２２の軸線方向のうち受入口３１１から排出口３１２へ向かう方向である排出方向Ｈ１に向けて、排出容器３１０内のトナーを搬送する。
【００８３】
排出羽根３２１は、たとえば、ポリエチレンや、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂などの材料から形成される。本実施形態では、排出羽根３２１は、一続きの減衰螺旋羽根である。減衰螺旋羽根は、その内周部において回転軸３２２を取り巻いて設けられる。
【００８４】
本発明において、「減衰螺旋羽根」とは、概略的には一般螺旋羽根の外周部のリードを変化させた部材であり、より詳細には減衰螺旋羽根面を主面とする所定の厚さの部材である。ここで、減衰螺旋羽根の内周部とは、上記減衰螺旋羽根面のうち回転軸３２２の軸線に最も近接する部分であり、減衰螺旋羽根の外周部とは、上記減衰螺旋羽根面において回転軸３２２から最も離間した部分である。減衰螺旋羽根面の形状は、その内周部および外周部が、互いに異なる仮想的な減衰螺線となるような形状であり、詳細は後述する。
【００８５】
本発明において、「減衰螺線」とは、特殊な螺線であって、該螺線の取り巻く仮想的な円柱の軸線方向（本発明では排出方向Ｈ１）に向かうにつれてリード角が小さくなる螺線である。減衰螺旋は、排出方向Ｈ１に向かうにつれて、リードも小さくなる。以下では、減衰螺旋羽根の主面である減衰螺旋羽根面の外周部のリードを、該減衰螺旋羽根の外周部のリードと称する。
【００８６】
本発明において、「減衰螺旋羽根面」とは、仮想円柱Ｋ３（以下では、半径をｒ２とする）の側面上の１つの減衰螺線Ｃ３（以下では、リード角はθ３からθ４へ連続的に小さくなるとする）に沿って、仮想円柱Ｋ３の外部にある１つの線分Ｌ２を、仮想円柱Ｋ３の径方向における該線分Ｌ２の長さｍ３、および取付角度βを保ったまま、仮想円柱Ｋ３の軸線に平行な一方向Ｄ２に移動させたときの、該線分Ｌ２の軌跡がなす面である。ここで、「取付角度β」とは、仮想円柱Ｋ３の軸線と線分Ｌ２とを含む面において、該線分Ｌ２と、該線分Ｌ２と仮想円柱Ｋ３との接点から一方向Ｄ２に延びる半直線と、のなす角度であって、０°より大きく１８０°より小さい角度である。
【００８７】
以下に、減衰螺旋羽根面の一例として、減衰螺線の２周期の部分に沿って線分を移動させたときの減衰螺旋羽根面（「２周期の減衰螺旋羽根面」と表す。他の周期についても同様）を示す。図８は、２周期の減衰螺旋羽根面について説明するための図である。図８（ａ）は、仮想円柱Ｋ３の側面と、仮想円柱Ｋ３の側面上の減衰螺線Ｃ３と、減衰螺線Ｃ３上を一方向Ｄ２に移動する線分Ｌ２の開始位置および終了位置と、を示している。図８（ａ）の紙面において最も下側に示す線分Ｌ２は移動の際の開始位置を示し、最も上側に示す線分Ｌ２は終了位置を示している。図８（ａ）に示すように、仮想円柱Ｋ３の径方向における線分Ｌ２の長さｍ３と、取付角度β（図８ではβ＝９０°）とを一定に保ちながら、減衰螺線Ｃ３に沿って一方向Ｄ２に、線分Ｌ２を移動させるとき、該線分Ｌ２の軌跡は図８（ｂ）に示す減衰螺旋羽根面ｎ２となる。図８（ｂ）において斜線部で示す面が、減衰螺旋羽根面ｎ２である。
【００８８】
図８（ｂ）に示すように、減衰螺旋羽根面ｎ２の外周部は、仮想円柱Ｋ３と軸線が一致する仮想円柱Ｋ４の側面上を一方向Ｄ２に進む減衰螺線Ｃ４（リード角はθ５からθ６へ連続的に小さくなるとする）となる。仮想円柱Ｋ４の半径Ｒ２は、仮想円柱Ｋ３の半径ｒ２と、仮想円柱Ｋ３の径方向における線分Ｌ２の長さｍ３と、の和に等しい。
【００８９】
仮想円柱Ｋ３を展開したときに該仮想円柱Ｋ３の側面に対応する矩形ｔ３と、仮想円柱Ｋ４を展開したときに該仮想円柱Ｋ４の側面に対応する矩形ｔ４とを図８（ｃ）に示す。図８（ｃ）に示すように、減衰螺線Ｃ３，Ｃ４に対応する線は、各矩形ｔ３，ｔ４中で斜めに延びる滑らかな曲線ｑ３，ｑ４になる。リード角θ３は、曲線ｑ３の最初の傾きの角度となり、リード角θ４は、曲線ｑ３の最後の傾きの角度となる。また、リード角θ５は、曲線ｑ４の最初の傾きの角度となり、リード角θ６は、曲線ｑ４の最後の傾きの角度となる。また、減衰螺線Ｃ４のリードの最大値ＬＡは、一方向Ｄ２における曲線ｑ４の最初の間隔となり、減衰螺線Ｃ４のリードの最小値ＬＢは、一方向Ｄ２における曲線ｑ４の最後の間隔となる。
【００９０】
このような減衰螺旋羽根面を主面とする部材が、減衰螺旋羽根である。本実施形態のように排出羽根３２１として用いる場合、上記減衰螺旋羽根は、仮想円柱Ｋ３の直径２ｒ２が回転軸３２２の外径に等しくなるように構成される。そして、減衰螺旋羽根は、減衰螺旋羽根面ｎ２が回転軸３２２の軸線方向において排出口３１２側になるように設けられ、該減衰螺旋羽根面ｎ２によってトナーを排出方向Ｈ１に搬送するように設けられる。
【００９１】
このとき、減衰螺旋羽根の内径、すなわち、減衰螺旋羽根の内周部と回転軸３２２の軸線との間の距離の２倍の値は２ｒ２となり、減衰螺旋羽根の外径、すなわち、減衰螺旋羽根の外周部と回転軸３２２の軸線との間の距離の２倍の値は２ｒ２＋２ｍ３となる。長さｍ３は、たとえば２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内で適宜設定できる。また、回転軸３２２の軸線方向における排出羽根３２１（減衰螺旋羽根）全体の長さｍ４は、たとえば、１５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で適宜設定できる。
【００９２】
また、たとえば、取付角度βは９０°でなくともよく、３０°〜１５０°の範囲内で適宜設定できる。減衰螺旋羽根の内周部の最初のリード角θ３は、たとえば２０°〜７０°の範囲内で適宜設定でき、該内周部の最後のリード角θ４は、たとえば０°〜６０°の範囲内で適宜設定できる。また、減衰螺旋羽根の外周部の最初のリード角θ５は、たとえば０°〜６０°の範囲内で適宜設定でき、該外周部の最後のリード角θ６は、たとえば０°〜５０°の範囲内で適宜設定できる。本実施形態では、減衰螺旋羽根の外周部の最初のリード角θ５は、搬送羽根２２１ａの外周部のリード角θ２と同一である。なお、リード角θ５を、リード角θ２よりも小さく設定してもよい。
【００９３】
また本実施形態において、排出羽根３２１は、３周期の減衰螺旋羽根面を有する減衰螺旋羽根であり、該減衰螺旋羽根の厚さは２ｍｍで一様である。減衰螺旋羽根の周期や厚さなども、トナーの搬送速度やトナーカートリッジ２００の大きさなどに応じて適宜設定できる。たとえば、排出羽根３２１として用いられる減衰螺旋羽根の厚さは、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内で適宜設定できる。
【００９４】
なお、本実施形態では、回転軸３２２の側面上には、排出羽根３２１として一続きの減衰螺旋羽根のみが設けられるけれども、他の実施形態としては、回転軸３２２の側面上において、排出羽根３２１よりも排出方向Ｈ１上流側に、一般螺旋羽根が設けられてもよい。
【００９５】
本実施形態では、排出羽根３２１は、上記のような減衰螺旋羽根である。ここで、一般的に、トナーカートリッジを長期間輸送したり、放置したりすると、トナーカートリッジ内のトナーは、その流動性が低下する。従来のトナーカートリッジでは、トナーの流動性が低下した場合、トナーが速やかに排出されなくなることで排出部材の回転が停止するというロック現象が生じる。これに対して、本発明に係るトナー排出装置３００は、排出羽根３２１として減衰螺旋羽根を備えており、該減衰螺旋羽根は排出方向Ｈ１に向かうにつれて外周部のリード角が小さくなるので、排出方向Ｈ１に向かうにつれてトナーの搬送速度が遅くなり、その結果、トナーは、急激に圧縮され難くなり、排出口３１２から排出され易くなる。したがって、トナー排出装置３００によれば、ロック現象の発生を抑えることができる。
【００９６】
減衰螺旋羽根は、外周部のリードの最大値ＬＡと、外周部のリードの最小値ＬＢとの比ＬＢ／ＬＡが、０．１以上０．３以下であることが好ましい。この場合において、さらに、減衰螺旋羽根は、２周期以上５周期以下の周期の減衰螺旋羽根であることが好ましい。ＬＢ／ＬＡが０．１未満の場合、減衰螺旋羽根が囲む空間においてトナーが圧縮され易く、その結果、トナーにストレスが生じ、トナーの特性が比較的悪化してしまう。また、ＬＢ／ＬＡが０．３を超える場合、トナーの搬送速度を充分に遅くできず、その結果、排出方向Ｈ１下流において、減衰螺旋羽根と排出容器３１０の壁部との間でトナーが圧縮され易くなり、トナーの特性が比較的悪化してしまう。これに対して、上記のような減衰螺旋羽根を用いることによって、ロック現象の発生を抑えながら、特性が良好なトナーを排出させることができる。
【００９７】
次に、本発明の第２実施形態であるトナーカートリッジ４００について説明する。図９は、トナーカートリッジ４００の内部の構成を示す模式図である。図１０は、トナーカートリッジ４００の端面図である。トナーカートリッジ４００は、トナー排出装置５００と、貯蔵容器２１０と、搬送容器２２０と、汲上げ部材２１１と、搬送部材２２１と、伝導部材２３０とを備える。貯蔵容器２１０、搬送容器２２０、汲上げ部材２１１、搬送部材２２１、および伝導部材２３０については、第１実施形態と共通するので説明は省略する。
【００９８】
図１１は、トナー排出装置５００の内部の構成を示す模式図である。トナー排出装置５００は、排出容器５１０と排出部材５２０とシャッタ部材５３０とを含む。排出容器５１０は、円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、トナーを受け入れるための開口部である受入口５１１が設けられる。排出容器５１０と搬送容器２２０とは、搬送容器２２０内のトナーが搬送口２２２および受入口５１１を介して排出容器５１０内に移動できるように連なって設けられる。すなわち、搬送容器２２０の内部空間と排出容器５１０の内部空間とは連通する。排出容器５１０と搬送容器２２０とは、一体として構成されてもよく、着脱自在に構成されてもよい。
【００９９】
また、排出容器５１０には、該排出容器５１０の壁部のうち、排出部材５２０の軸線方向に沿って該排出部材５２０（排出羽根５２１および回転軸５２２）を取り囲む壁部の少なくとも一部分に、トナーを排出するための開口部である排出口５１２が設けられる。本実施形態では、排出口５１２は、排出容器５１０の鉛直方向下方の壁部に設けられる。本実施形態では、排出口５１２の開口は、略矩形状である。シャッタ部材５３０は、排出口５１２の鉛直方向下方において、スライド自在に設けられる。シャッタ部材５３０は、トナーカートリッジ４００がトナーカートリッジ載置台２６１に装着される過程において、トナー供給パイプ２５０に当接することによって略水平方向にスライドし、これによって排出口５１２が開放される。
【０１００】
排出部材５２０は、排出容器５１０内に設けられ、受入口５１１から排出容器５１０内に入ったトナーを、排出口５１２から排出する部材である。排出口５１２から排出されたトナーは、トナー供給パイプ２５０を介して現像装置２４に補給される。
【０１０１】
排出部材５２０は、回転軸５２２と排出羽根５２１とを含む。回転軸５２２は、その軸線が、排出容器５１０の軸線と一致するように設けられる。回転軸５２２は、その一端部が搬送軸２２１ｂに連なり、その他端部が伝導部材２３０に連なる。回転軸５２２、搬送軸２２１ｂ、および伝導部材２３０は、一体として構成されてもよく、着脱自在に構成されてもよい。
【０１０２】
排出羽根５２１は、回転軸５２２がその軸線回りの回転方向Ｇ３に回転するのに伴って、回転軸５２２の軸線を中心として回転運動することで、排出容器５１０内のトナーを移動させる部材である。回転軸５２２上の排出羽根５２１と、搬送軸２２１ｂ上の搬送羽根２２１ａとは、滑らかに連なっていてもよいし、離間していてもよい。排出部材５２０については後に詳述する。
【０１０３】
このようなトナーカートリッジ４００によれば、汲上げ部材２１１によって、貯蔵容器２１０内のトナーが搬送容器２２０内へ汲み上げられる。そして、図示しない駆動部から付与されるトルクによって、伝導軸２３２、回転軸５２２、および搬送軸２２１ｂが一体的に回転する。搬送軸２２１ｂの回転によって搬送容器２２０内のトナーは、搬送口２２２および受入口５１１を介して、排出容器５１０内に搬送される。回転軸５２２の回転によって、排出容器５１０内のトナーは、排出口５１２から排出され、現像装置２４の現像槽内に補給される。
【０１０４】
次に、排出羽根５２１および回転軸５２２について説明する。図１２は、排出羽根５２１と回転軸５２２とを、それぞれ独立して示した図である。図１２（ａ）では、排出羽根５２１を実線で示し、回転軸５２２を２点鎖線で示している。図１２（ｂ）では、回転軸５２２のみを実線で示している。
【０１０５】
図１２（ａ）に示すように、排出羽根５２１は、回転軸５２２を取り巻いて設けられる。排出羽根５２１は、回転軸５２２の回転方向Ｇ３への回転に伴って、回転軸５２２の軸線を中心として回転運動する。排出羽根５２１は、その回転運動によって、回転軸５２２の軸線方向のうち受入口５１１から排出口５１２へ向かう方向である排出方向Ｈ１に向けて、排出容器５１０内のトナーを搬送する。
【０１０６】
図１２（ｂ）に示すように、回転軸５２２は、排出方向Ｈ１に向かうにつれて外径が連続的に大きくなる錐台状回転軸である。本発明において、「錐台」とは、面積の異なる２つの底面（面積が比較的小さい方の底面を「小底面」と称し、面積が比較的大きい方の底面を「大底面」と称する）を有し、軸線が該２つの底面（小底面および大底面）を通り、かつ、軸線方向のうち小底面から大底面に向かう方向に進むにつれて外径が連続的に大きくなる立体である。そして、本発明において、「錐台状回転軸」とは、外観形状が錐台状であり、前記軸線回りに回転する回転軸を指す。
【０１０７】
図１３に、錐台状回転軸の例を示す。図１３（ａ）は、錐台状回転軸の１つである直円錐台状回転軸Ｊ１の側面を示している。本発明において、「直円錐台」とは、直円錐を底面に平行な平面で二分して得たれる立体のうち、円錐ではない方の立体である。そして、本発明において、「直円錐台状回転軸」とは、外観形状が直円錐台状である回転軸を指す。図１３（ｂ）は、錐台状回転軸の１つである圧縮直円錐台状回転軸Ｊ２の側面を示している。本発明において、「圧縮直円錐台」とは、直円錐台の側面を、軸線に近付く向きに湾曲させた形状の立体である。そして、本発明において、「圧縮直円錐台状回転軸」とは、外観形状が圧縮直円錐台状である回転軸を指す。図１３（ｃ）は、錐台状回転軸の１つである膨張直円錐台状回転軸Ｊ３の側面を示している。本発明において、「膨張直円錐台」とは、直円錐台の側面を、軸線から離れる向きに湾曲させた形状の立体である。そして、本発明において、「膨張直円錐台状回転軸」とは、外観形状が膨張直円錐台状である回転軸を指す。
【０１０８】
このように、本実施形態では、回転軸５２２は、外観形状が錐台状の回転軸である。錐台状の回転軸５２２は、排出方向Ｈ１に向かうにつれて外径が大きくなるように設けられている。したがって、排出羽根５２１によって搬送されるトナーは、回転軸５２２の軸線から離れる向きに付勢される。これによって、トナーの流れは回転軸５２２から離れる向きへ変化する。排出口５１２は回転軸５２２の軸線方向に沿って回転軸５２２および排出羽根５２１を取り囲む壁部に設けられており、トナーは、回転軸５２２の軸線から離れる向き、すなわち、排出口５１２に近付く向きに移動する。よって、回転軸５２２を備えるトナー排出装置５００によれば、トナーを排出口５１２からより排出し易くすることができる。
【０１０９】
回転軸５２２としては、圧縮直円錐台状回転軸Ｊ２がより好ましい。圧縮直円錐台状回転軸Ｊ２は、直円錐台状回転軸Ｊ１および膨張直円錐台状回転軸Ｊ３と比較して、搬送部材２２１によって搬送されてきたトナーの流れを、回転軸５２２から離れる向きへ、より緩やかに変化させることができるので、駆動トルクの急激な上昇を抑えることができる。
【０１１０】
錐台状の回転軸５２２は、その外径の最大値、すなわち、大底面における外径ｍ５が、排出容器５１０の円柱形状の内部空間の直径の０．８倍以上０．９５倍以下であることが好ましい。回転軸５２２の大底面における外径ｍ５を、この範囲内にすることで、回転軸５２２と排出容器５１０の内壁面との間の空間が適度な大きさとなるので、トナーの排出効率を高めることができる。
【０１１１】
また、錐台状の回転軸５２２は、大底面における外径ｍ５と小底面における外径ｍ６との差を、大底面から小底面までの距離ｍ７で除した値である（ｍ５−ｍ６）／ｍ７が、２以上８以下であることが好ましい。（ｍ５−ｍ６）／ｍ７が２未満である場合、排出部材５２０とそれを取り囲む壁部との間に形成される隙間の容積変化が小さく、トナーを押し出す効果が得られ難くなる。（ｍ５−ｍ６）／ｍ７が８を超える場合、排出部材５２０とそれを取り囲む壁部との間に形成される隙間の容積変化が過度に大きくなり、トナーの圧力が急激に上昇するので、トナーに掛かる負荷が大きくなってしまう。上記の範囲内になるように回転軸５２２を構成することで、トナーに負荷を掛けずにトナーを排出でき、かつ、トナー排出装置５００を小型化できる。なお、本実施形態では、回転軸５２２の小底面における外径ｍ６と搬送軸２２１ｂの外径とは同一であり、互いの軸線は一致する。
【０１１２】
排出羽根５２１は、たとえば、ポリエチレンや、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂などの材料から形成される。本実施形態では、排出羽根５２１は、一続きの環状減衰螺旋羽根である。環状減衰螺旋羽根は、その内周部において回転軸５２２を取り巻いて設けられる。
【０１１３】
本発明において、「環状減衰螺旋羽根」とは、特殊な減衰螺旋羽根であり、概略的には、一般螺旋羽根を、外径を一定に保ちながら、内径を連続的に変化させ、かつ、該一般螺旋羽根の外周部のリードを変化させた形状の部材である。より詳細には、環状減衰螺旋羽根面を主面とする所定の厚さの部材である。ここで、環状減衰螺旋羽根の内周部とは、上記環状減衰螺旋羽根面のうち回転軸５２２の軸線に最も近接する部分であり、環状減衰螺旋羽根の外周部とは、上記環状減衰螺旋羽根面において回転軸５２２から最も離間した部分である。環状減衰螺旋羽根面の形状は、その内周部および外周部が、互いに異なる仮想的な減衰螺線となるような形状であり、詳細は後述する。なお、以下では、環状減衰螺旋羽根の主面である環状減衰螺旋羽根面の外周部のリードを、該環状減衰螺旋羽根の外周部のリードと称する。
【０１１４】
本発明において、「環状減衰螺旋羽根面」とは、仮想円柱Ｋ５（以下では、半径をｒ３とする）の側面上の１つの減衰螺線Ｃ５（以下では、リード角はθ７からθ８へ連続的に小さくなるとする）に沿って、仮想円柱Ｋ５の内部にある１つの線分Ｌ３を、取付角度δを保ったまま、仮想円柱Ｋ５の径方向における該線分Ｌ３の長さｍ８を連続的に小さくなるように変化させながら、仮想円柱Ｋ５の軸線に平行な一方向Ｄ３に移動させたときの、該線分Ｌ３の軌跡がなす面である。「取付角度δ」とは、仮想円柱Ｋ５の軸線と線分Ｌ３とを含む面において、該線分Ｌ３と、該線分Ｌ３と仮想円柱Ｋ５との接点から一方向Ｄ３に延びる半直線と、のなす角度であって、０°より大きく１８０°より小さい角度である。
【０１１５】
以下に、環状減衰螺旋羽根面の一例として、減衰螺線の２周期の部分に沿って線分を移動させたときの環状減衰螺旋羽根面（「２周期の環状減衰螺旋羽根面」と表す。他の周期についても同様）を示す。図１４は、２周期の環状減衰螺旋羽根面について説明するための図である。図１４（ａ）は、仮想円柱Ｋ５の側面と、仮想円柱Ｋ５の側面上の減衰螺線Ｃ５と、減衰螺線Ｃ５上を一方向Ｄ３に移動する線分Ｌ３の開始位置および終了位置と、を示している。図１４（ａ）の紙面において最も下側に示す線分Ｌ３は移動の際の開始位置を示し、最も上側に示す線分Ｌ３は終了位置を示している。図１４（ａ）に示すように、取付角度δ（図１４ではδ＝９０°）を一定に保ちつつ、仮想円柱Ｋ５の径方向における線分Ｌ３の長さｍ８を連続的に小さくなるように変化させながら、減衰螺線Ｃ５に沿って一方向Ｄ３に線分Ｌ３を移動させるとき、該線分Ｌ３の軌跡が環状減衰螺旋羽根面となる。
【０１１６】
図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）に示すように、環状減衰螺旋羽根面の内周部は、仮想円柱Ｋ５と軸線が一致する仮想錐台の側面上を一方向Ｄ３に進む減衰螺線となる。線分Ｌ３の長さｍ８の変化のさせ方によって、環状減衰螺旋羽根面が外接する仮想錐台の形状は異なる。
【０１１７】
図１４（ｂ）は、仮想直円錐台Ｋ６に外接する環状減衰螺旋羽根面ｎ３を示している。減衰螺線Ｃ５に沿った単位移動距離当たりの線分Ｌ３の長さｍ８の変化率が一定のとき、線分Ｌ３の軌跡は、図１４（ｂ）において斜線部で示す環状減衰螺旋羽根面ｎ３となり、その内周部は、仮想直円錐台Ｋ６の側面に外接する。
【０１１８】
図１４（ｃ）は、仮想圧縮直円錐台Ｋ７に外接する環状減衰螺旋羽根面ｎ４を示している。一方向Ｄ３に進むにつれて減衰螺線Ｃ５に沿った単位移動距離当たりの線分Ｌ３の長さｍ８の変化率が次第に大きくなるとき、線分Ｌ３の軌跡は、図１４（ｃ）において斜線部で示す環状減衰螺旋羽根面ｎ４となり、その内周部は、仮想圧縮直円錐台Ｋ７の側面に外接する。
【０１１９】
図１４（ｄ）は、仮想膨張直円錐台Ｋ８に外接する環状減衰螺旋羽根面ｎ５を示している。一方向Ｄ３に進むにつれて減衰螺線Ｃ５に沿った単位移動距離当たりの線分Ｌ３の長さｍ８の変化率が次第に小さくなるとき、線分Ｌ３の軌跡は、図１４（ｄ）において斜線部で示す環状減衰螺旋羽根面ｎ５となり、その内周部は、仮想膨張直円錐台Ｋ８の側面に外接する。
【０１２０】
仮想円柱Ｋ５を展開したときに該仮想円柱Ｋ５の側面に対応する矩形ｔ５を図１５に示す。図１５に示すように、減衰螺線Ｃ５に対応する線は、矩形ｔ５中で斜めに延びる滑らかな曲線ｑ５になる。リード角θ７は、曲線ｑ５の最初の傾きの角度となり、リード角θ８は、曲線ｑ５の最後の傾きの角度となる。また、減衰螺線Ｃ５のリードの最大値ＬＣは、一方向Ｄ３における曲線ｑ５の最初の間隔となり、減衰螺線Ｃ５のリードの最小値ＬＤは、一方向Ｄ３における曲線ｑ５の最後の間隔となる。
【０１２１】
このような環状減衰螺旋羽根面を主面とする部材が、環状減衰螺旋羽根である。本実施形態のように排出羽根５２１として用いる場合、環状減衰螺旋羽根は、環状減衰螺旋羽根面ｎ３，ｎ４，ｎ５が回転軸５２２の軸線方向において排出口５１２側になるように設けられ、該環状減衰螺旋羽根面ｎ３，ｎ４，ｎ５によってトナーを排出方向Ｈ１に搬送するように設けられる。また、環状減衰螺旋羽根は、その内周部において外接する仮想錐台の側面よりも内側に、回転軸５２２が存在するように設けられる。このとき、回転軸５２２と排出羽根５２１とを、一または複数の近接部分において、樹脂や金属などによって接続してもよい。
【０１２２】
排出羽根５２１を環状減衰螺旋羽根とするとき、排出羽根５２１の外径、すなわち、排出羽根５２１の外周部と回転軸５２２の軸線との間の距離の２倍の値は２ｒ３で一様となり、排出羽根５２１の内径、すなわち、排出羽根５２１の内周部と回転軸５２２の軸線との間の距離の２倍の値は、排出方向Ｈ１に向かうにつれて、２ｍ８の最小値＋２ｒ３から、２ｍ８の最大値＋２ｒ３まで、連続的に変化する。長さｍ８の最小値は、たとえば０ｍｍ〜２ｍｍの範囲内で適宜設定できる。長さｍ８の最大値は、たとえば４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で適宜設定できる。なお、本実施形態では、排出羽根５２１の外径の最大値は、搬送部材２２１の搬送羽根２２１ａの外径に等しく、排出羽根５２１と搬送羽根２２１ａとが滑らかに連なる。また、回転軸５２２の軸線方向における排出羽根５２１（環状減衰螺旋羽根）全体の長さｍ９は、たとえば、１５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で適宜設定できる。
【０１２３】
また、たとえば、取付角度δは９０°でなくともよく、３０°〜１５０°の範囲内で適宜設定できる。環状減衰螺旋羽根の外周部の最初のリード角θ７は、たとえば２０°〜７０°の範囲内で適宜設定でき、該外周部の最後のリード角θ８は、たとえば０°〜６０°の範囲内で適宜設定できる。本実施形態では、環状減衰螺旋羽根の外周部の最初のリード角θ７は、搬送羽根２２１ａの外周部のリード角θ２と同一である。なお、リード角θ７を、リード角θ２よりも小さく設定してもよい。
【０１２４】
また本実施形態において、排出羽根５２１は、３周期の環状減衰螺旋羽根面を有する環状減衰螺旋羽根であり、該環状減衰螺旋羽根の厚さは２ｍｍで一様である。環状減衰螺旋羽根の周期や厚さなども、トナーの搬送速度やトナーカートリッジ４００の大きさなどに応じて適宜設定できる。たとえば、排出羽根５２１として用いられる環状減衰螺旋羽根の厚さは、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内で適宜設定できる。
【０１２５】
なお、本実施形態では、回転軸５２２の側面上には、排出羽根５２１として一続きの環状減衰螺旋羽根のみが設けられるけれども、他の実施形態としては、回転軸５２２の側面上において、排出羽根５２１よりも排出方向Ｈ１上流側に、一般螺旋羽根が設けられてもよい。
【０１２６】
本実施形態では、排出羽根５２１は、上記のような環状減衰螺旋羽根である。環状減衰螺旋羽根は排出方向Ｈ１に向かうにつれて外周部のリード角が小さくなるので、排出方向Ｈ１に向かうにつれてトナーの搬送速度が遅くなり、その結果、トナーは、急激に圧縮され難くなり、排出口５１２から排出され易くなる。したがって、排出羽根５２１を備えるトナー排出装置５００によれば、ロック現象の発生を抑えることができる。
【０１２７】
また、環状減衰螺旋羽根である排出羽根５２１は、その外径が一定であり、排出方向Ｈ１に進むにつれて内径が大きくなる。したがって、排出羽根５２１と回転軸５２２との隙間を小さくすることができ、これによって、トナーに掛かる負荷を分散させることができる。
【０１２８】
なお、排出羽根５２１として環状減衰螺旋羽根を用いる場合、該環状減衰螺旋羽根が外接する仮想錐台と、錐台状の回転軸５２２の外観形状とが、一致するように構成されることが好ましい。排出羽根５２１が外接する仮想錐台を回転軸５２２よりも大きくしたり、排出羽根５２１を環状減衰螺旋羽根以外の減衰螺旋羽根にしたりしてもよいけれども、環状減衰螺旋羽根の外接する仮想錐台と回転軸５２２とが一致するように構成されることで、回転軸５２２の軸線方向に離れた位置から排出部材５２０を見たときに、回転軸５２２と排出羽根５２１との間に隙間が無くなるので、トナーに掛かる負荷をより分散させることができる。
【０１２９】
環状減衰螺旋羽根は、外周部のリードの最大値ＬＣと、外周部のリードの最小値ＬＤとの比ＬＤ／ＬＣが、０．１以上０．３以下であることが好ましい。この場合において、さらに、環状減衰螺旋羽根は、２周期以上５周期以下の周期の環状減衰螺旋羽根であることが好ましい。ＬＤ／ＬＣが０．１未満の場合、環状減衰螺旋羽根が囲む空間においてトナーが圧縮され易く、その結果、トナーにストレスが生じ、トナーの特性が比較的悪化してしまう。また、ＬＤ／ＬＣが０．３を超える場合、トナーの搬送速度を充分に遅くできず、その結果、排出方向Ｈ１下流において、環状減衰螺旋羽根と排出容器５１０の壁部との間でトナーが圧縮され易くなり、トナーの特性が比較的悪化してしまう。これに対して、上記のような環状減衰螺旋羽根を用いることによって、ロック現象の発生を抑えながら、特性が良好なトナーを排出させることができる。
【０１３０】
回転軸５２２は、排出羽根５２１と同一の材料から形成されてもよいけれども、少なくともその表面部分は、弾性スポンジから形成されることが好ましい。本発明において、「弾性スポンジ」とは、圧縮変形率が５０％以上８０％以下の材質である。ここで、圧縮変形率は、１辺１ｃｍの立方体の試料に対して厚さ方向に毎秒０．１Ｎ／ｃｍ２の荷重を加えたときの該試料の厚さの最小値をＦ［ｃｍ］とするとき、下記式（１）で与えられる値である。
圧縮変形率［％］＝（１−Ｆ）×１００［％］                      …（１）
【０１３１】
回転軸５２２を、このような弾性スポンジから形成することで、トナーの流れが変化することによるトナーへの負荷を抑えることができる。これによって、画像形成装置１００は、画質の良好な画像を、長期間安定して形成することができる。
【０１３２】
以下に、表面部分が弾性スポンジで形成された回転軸５２２を含む排出部材５２０Ｘの例を示す。図１６は、排出部材５２０Ｘを回転軸５２２の軸線を通る端面線で切断したときの端面図である。図１６に示す排出部材５２０Ｘは、環状減衰螺旋羽根である排出羽根５２１と、錐台状回転軸である回転軸５２２とを含む。回転軸５２２は、回転軸５２２の軸線を含む円柱状部分である軸中央部５２２ａと、該軸中央部５２２ａと排出羽根５２１とを接続する接続部５２２ｂと、錐台状の回転軸５２２において軸中央部５２２ａおよび接続部５２２ｂを除いた部分である外周部５２２ｃとを含む。
【０１３３】
図１６に示す排出部材５２０Ｘでは、外周部５２２ｃのみが弾性スポンジから形成され、排出羽根５２１と軸中央部５２２ａと接続部５２２ｂとが、弾性スポンジよりも比較的剛性の高い材料から、一体成形されている。より詳細には、排出羽根５２１と接続部５２２ｂとは、一体として、軸中央部５２２ａを取り巻き内径が一定の減衰螺旋羽根を形成しており、接続部５２２ｂおよび軸中央部５２２ａが外周部５２２ｃによって覆われることで、環状減衰螺旋羽根である排出羽根５２１のみが露出するように構成されている。
【０１３４】
このように、排出羽根５２１と軸中央部５２２ａと接続部５２２ｂとを一体成形することで、排出部材５２０Ｘの強度が向上し、また、容易に排出部材５２０Ｘを製造することが可能になる。さらに、上記のように、外周部５２２ｃのみが他の部材よりも比較的剛性の低い材料である弾性スポンジから形成されているので、トナーに掛かる負荷を軽減した上で、より確実に、トナーを排出口５１２へ案内することができる。
【０１３５】
上記弾性スポンジの各開口部は、開口にトナーが入り込まない程度の大きさであることが好ましい。具体的には、開口面積で表わせば、たとえば、１μｍ２以上１０μｍ２以下である。また、開口径で表わせば、たとえば、１μｍ以上３μｍ以下である。このような大きさの開口部が設けられることにより、トナーが開口に入り込むことを抑えながら、トナーと弾性スポンジとの摩擦を大きくすることができる。これによって、トナーは、排出羽根５２１とともに移動し易くなる。したがって、トナーの流動性が低下していても、トナーを移動させることができ、駆動トルクの増大を抑えることができる。
【０１３６】
上記弾性スポンジとしては、ウレタンスポンジ、ゴムスポンジ、ポリエチレンスポンジなどを使用でき、この中でも耐摩耗性に優れるウレタンスポンジが好ましい。弾性スポンジとしてウレタンスポンジを用いることによって、トナーカートリッジ４００を長期間使用することができる。また、上記弾性スポンジとしては、連続気泡を有する連泡性スポンジが好ましい。連泡性スポンジは、単泡性スポンジと比較して圧縮または変形し易いので、トナーの過度な圧縮を抑えることができる。連泡性スポンジは、たとえば、炭酸カルシウムの微粉末を練り込んだ材料を射出成形後、成形品を塩酸水中に浸漬して、粉末炭酸カルシウムを分解溶出する方法や、水溶性の塩を練り込み成形した後、水中で塩を溶出して連泡体にする方法、または樹脂に予め発泡剤を添加しておき、発泡成形後に物理的に気泡の壁を破る方法などにより得られる。
【０１３７】
さらに、上記弾性スポンジとしては、カーボンブラックなどの導電剤を含む導電性スポンジが好ましい。導電性スポンジは、トナーや排出容器５１０の内壁面と摩擦が生じても帯電し難いので、トナーを静電吸着することを抑えることができる。
【符号の説明】
【０１３８】
２０  トナー像形成部
２４，２４ｂ，２４ｃ，２４ｍ，２４ｙ  現像装置
３０  転写部
４０  定着部
５０  記録媒体供給部
６０  排出部
１００  画像形成装置
２００，４００  トナーカートリッジ
２１０  貯蔵容器
２２０  搬送容器
２１１  汲上げ部材
２２１  搬送部材
２３０  伝導部材
３００，５００  トナー排出装置
３１０，５１０  排出容器
３１１，５１１  受入口
３１２，５１２  排出口
３２０，５２０，５２０Ｘ  排出部材
３２１，５２１  排出羽根
３２２，５２２  回転軸
５２２ａ  軸中央部
５２２ｂ  接続部
５２２ｃ  外周部
【図１】
2011227155.tif 000003
【図２】
2011227155.tif 000004
【図３】
2011227155.tif 000005
【図４】
2011227155.tif 000006
【図５】
2011227155.tif 000007
【図６】
2011227155.tif 000008
【図７】
2011227155.tif 000009
【図８】
2011227155.tif 000010
【図９】
2011227155.tif 000011
【図１０】
2011227155.tif 000012
【図１１】
2011227155.tif 000013
【図１２】
2011227155.tif 000014
【図１３】
2011227155.tif 000015
【図１４】
2011227155.tif 000016
【図１５】
2011227155.tif 000017
【図１６】
2011227155.tif 000018