(57)【要約】【課題】  充填後の現像剤収納容器内の補給用現像剤の補給開始時に、現像剤収納容器の現像剤排出口からトナーとキャリアとからなる現像剤またはトナーが、排出されるように補給用現像剤を現像剤収納容器に充填する現像剤充填方法を提供する。【解決手段】  現像剤収納容器であるトナーボトル１２０に補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとからなる補給用現像剤であるプレミックストナーＴｐを充填するとき、補給用キャリアＣａを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填する。【選択図】  図８
2008185804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収納する現像剤収納体と、
該補給用現像剤を該現像剤収納体内から外部に排出する現像剤排出口とを有し、
吸引力によって現像剤を搬送する現像剤補給装置に用いられる現像剤収納容器に該補給用現像剤を充填する現像剤充填方法において、
補給用現像剤を充填した後の現像剤収納容器の現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤がキャリアのみとならない状態で補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填することを特徴とする現像剤充填方法。
【請求項２】
請求項１の現像剤充填方法において、
上記現像剤収納体に収納される補給用現像剤の全体中のキャリアの割合に対して、
上記現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤のキャリアの割合が小さくなるように補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填することを特徴とする現像剤充填方法。
【請求項３】
請求項１の現像剤充填方法において、
上記現像剤収納容器内の上記現像剤排出口に対して最も遠い領域に存在する補給用現像剤のキャリアの割合に対して、
上記現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤のキャリアの割合が小さくなるように補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填することを特徴とする現像剤充填方法。
【請求項４】
請求項１、２または３の現像剤充填方法において、
上記現像剤排出口からキャリアを充填した後に、該現像剤排出口からトナーを充填することを特徴とする現像剤充填方法。
【請求項５】
請求項１、２または３の現像剤充填方法において、
キャリアを上記現像剤収納容器に充填するときには、トナーとキャリアとからなる現像剤であるプレミックスキャリアを充填し、
トナーとプレミックスキャリアとをそれぞれ該現像剤収納容器に充填することにより、補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填することを特徴とする現像剤充填方法。
【請求項６】
請求項５の現像剤充填方法において、
プレミックスキャリアは、キャリアに対するトナーの被覆率が２５［％］以上、１００［％］以下であることを特徴とする現像剤充填方法。
【請求項７】
請求項５または６の現像剤充填方法において、
上記現像剤排出口からプレミックスキャリアを充填した後に、現像剤排出口からトナーを充填することを特徴とする現像剤充填方法。
【請求項８】
内部にトナーとキャリアとからなる補給用現像剤を充填した現像剤収納体と、
該補給用現像剤を該現像剤収納体内から外部に排出する現像剤排出口とを有し、
吸引力によって現像剤を搬送する現像剤補給装置に用いられる充填済み現像剤収納容器において、
該現像剤収納体に収納する補給用現像剤を、請求項１、２、３、４、５、６または７の現像剤充填方法で充填したことを特徴とする充填済み現像剤収納容器。
【請求項９】
請求項８の充填済み現像剤収納容器において、
上記現像剤収納体は略密閉に、且つ、変形可能に構成され、補給用現像剤を外部に排出することにより該現像剤収納体の容積が減少することを特徴する充填済み現像剤収納容器。
【請求項１０】
請求項８または９の充填済み現像剤収納容器において、
現像剤補給装置に装着されるときには、上記現像剤排出口が最下部となるように装着される形状であることを特徴とする充填済み現像剤収納容器。
【請求項１１】
請求項８、９または１０の充填済み現像剤収納容器において、
上記現像剤収納体内のトナーがキャリアに静電的に付着していることを特徴とする充填済み現像剤収納容器。
【請求項１２】
トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収納する現像剤収納手段と、
補給用現像剤を搬送先に搬送する現像剤搬送手段とを有し、
該現像剤搬送手段は、その内部を補給用現像剤が通過する搬送路部材と、該現像剤収納手段の補給用現像剤に負圧を作用させ、該搬送路部材内を通して補給用現像剤の搬送先へ補給用現像剤を移動させる粉体ポンプとを備える現像剤補給装置において、
該現像剤収納手段として請求項８、９、１０または１１に記載の充填済み現像剤収納容器を用いることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項１３】
潜像担持体と、
現像剤収容部内の現像剤を用いて該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置と、
該現像剤収容部に現像剤を供給する現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、
該現像剤補給手段として、請求項１２の現像剤補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収納する現像剤収納体と、補給用現像剤を該現像剤収納体内から外部に排出する現像剤排出口とを有する現像剤収納容器から補給用現像剤を現像装置に補給する現像剤補給方法において、
補給用現像剤を充填した後の該現像剤収納容器の該現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤がキャリアのみとならない状態で補給用現像剤が充填された充填済み現像剤収納容器の、該現像剤排出口に対して粉体ポンプを用いて負圧を発生させることにより該充填済み現像剤収納容器内の補給用現像剤を該現像剤排出口から排出させ、該充填済み現像剤収納容器から該現像装置に補給用現像剤を搬送することを特徴とする現像剤補給方法。
【請求項１５】
トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収納する現像剤収納体と、
補給用現像剤を現像剤収納体内から外部に排出する現像剤排出口とを有し、
吸引力によって現像剤を搬送する現像剤補給装置に用いられる現像剤収納容器に補給用現像剤を充填して充填済み現像剤収納容器とする充填済み現像剤収納容器の製造方法において、
補給用現像剤を充填した後の現像剤収納容器の現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤がキャリアのみとならないように補給用現像剤を現像剤収納容器に充填することを特徴とする充填済み現像剤収納容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を現像剤収納容器に充填する現像剤充填方法、この現像剤充填方法によって現像剤が充填された現像剤収納容器に関するものである。また、本発明は、この現像剤収納容器を備える現像剤補給装置、及び画像形成装置に関するものである。さらに、本発明は、トナーとキャリアとからなる補給方現像剤が充填された現像剤充填済みの充填済み現像剤収納容器の製造方法、並びに充填済み現像剤収納容器から現像装置への現像剤補給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いる画像形成装置では、現像装置内のトナーが現像によって消費されるため、現像装置に補給する補給用トナーを収納する補給用トナー収納部を備えたものがある。
近年、画像形成装置で得られる画像は、フルカラー化が浸透するに従い、さらなる高画質化が要求され、この要求に対応するため、画像形成装置で用いられるトナーの小粒径化が進んでいる。このトナーの小粒径化によりトナーの表面積が増え、キャリアにトナー成分がスペントしやすくなっている。また、装置の小型化や高速化に伴い、少ない現像剤量で現像装置内が高速回転するために、現像剤にかかるストレスは増大し、キャリアコーティング膜の削れ、トナーのスペントなどによりキャリアの劣化が加速しやすい。このような劣化したキャリアを用いた現像剤では、小粒径トナーであっても高画質画像を得にくい。補給用トナーを現像装置に補給する構成では、現像装置内のトナーは現像によって消費されながら補給用トナーが補給されるため、現像装置内のトナーは入れ替わるが、現像装置内のキャリアは入れ替われない。よって、キャリアの劣化による画質の低下を抑制するためには、現像装置内の現像剤の交換を頻繁に行うことが求められる。しかし、現像装置内の現像剤を頻繁に交換することは、メンテナンス費用の増加につながり、プリント単価の上昇につながる。
【０００３】
このようなメンテナンス費用の増加を抑制しつつ、現像装置内のキャリアの劣化による画質の低下を抑制できる構成の一例として、特許文献１に記載の画像形成装置がある。特許文献１に記載の画像形成装置では、補給用トナーとは別に補給用キャリアを定期的に自動補給される。そして、補給された補給用キャリアの量に相当する現像剤が現像装置から排出されることで、現像装置内のキャリアの入れ替えが行われる。これにより、現像装置内に存在するキャリアのうちの劣化したキャリアが占める割合を少なくすることができ、現像装置内のキャリアの劣化に起因する画質の低下を抑制できる。現像装置内に存在するキャリアのうちの劣化したキャリアが占める割合を少なくすることができるので、現像装置内の現像剤を交換する頻度を低減することができ、メンテナンス費用の増加を抑制することができる。
しかし、特許文献１に記載の補給用トナーを収納する補給用トナー収納部とは別に、補給用のキャリアを収納する収納部と、補給用トナーを補給する補給装置とは別に補給装置が必要となる。このため、画像形成装置の大型化やコストアップとなってしまう。
【０００４】
上述したメンテナンス費用の増加を抑制しつつ、現像装置内のキャリアの劣化による画質の低下を抑制できる構成の他の例として、特許文献２に記載の画像形成装置がある。特許文献１に記載の画像形成装置では、補給用トナーに補給用キャリアを混合して現像装置内の現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤としたプレミックトナーを収納する現像剤収納容器を備え、プレミックストナーを現像装置に補給する。そして、補給されたプレミックストナーの量に相当する現像剤が現像装置から排出されることで、現像装置内のキャリアの入れ替えが行われる。特許文献２に記載の画像形成装置では、プレミックストナー補給するため、収納容器と補給装置とを補給用トナーと補給用キャリアとのそれぞれについて設ける必要がない。このため、特許文献１の画像形成装置よりも装置の大型化やコストアップを抑制することができる。
【０００５】
一方、補給用トナーを現像装置に補給するトナー補給装置として、特許文献３には、粉体ポンプの負圧によって補給用トナー収納容器内の補給用トナーを吸引し、吸引した補給用トナーを現像装置に搬送するものが記載されている。特許文献３のトナー補給装置は、その内部を補給用トナーが通過する搬送路部材と粉体ポンプとを備え、粉体ポンプの吸引力による負圧によって補給用トナー収納容器のトナー排出口近傍の補給用トナーをトナー排出口から排出する。トナー排出口から排出された補給用トナーが、粉体ポンプの負圧によって搬送路部材内を通過し、現像装置まで搬送されることにより、現像装置に補給用トナーが補給される。また、負圧によってトナー排出口近傍の補給用トナーが現像装置に向かって排出されるとき、トナー排出口近傍にない補給用トナーはトナー排出口近傍の補給用トナーが外部に排出されることで、トナー排出口に向かって移動する。このようなトナー収納容器では、粉体ポンプの吸引によって補給用トナーの排出とトナー収納体内での補給用トナーの移動が行われるため、トナー収納体に補給用トナーを移動させるためのトナー搬送部材が不要となる。
【０００６】
【特許文献１】特公昭６０−１８０６５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３０６号公報
【特許文献３】特開２００４−３２３０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、特許文献３の画像形成装置では、トナー収納容器に補給用トナーを収納し、粉体ポンプを備えるトナー補給装置によって、補給用トナーを現像装置に補給するものである。本発明者らが鋭意研究を重ねたところ、特許文献３に記載の画像形成装置のトナー収納容器に、特許文献２に記載の現像剤収納容器のようにトナーとキャリアとからなる現像剤を収納し、粉体ポンプの負圧によって現像剤を現像装置に供給することができることを見出した。
そして、粉体ポンプの負圧によって現像剤を現像装置に供給する構成で、本発明者らが実験を重ねたところ、次のような不具合が生じることが分かった。すなわち、トナーとキャリアとからなる現像剤であれば粉体ポンプの負圧によって搬送することができるが、キャリアのみでは粉体ポンプによる搬送が停止するという不具合が生じる。粉体ポンプによるキャリアの搬送が停止した状態では、搬送路部材の途中でキャリアが詰まり、負圧がかかっても移動しない状態になっていた。
【０００８】
上述したように、特許文献３のトナー収納容器は、トナー収納体内に補給用トナーを移動させるためのトナー搬送部材が不要であるため、このトナー収納容器はトナー搬送部材を備えていない。そして、このトナー収納容器と同様の収納容器に現像剤を収納して現像剤収納容器とすると、現像剤収納体内に現像剤を搬送する現像剤搬送部材を備えない現像剤収納容器となる。このような現像剤収納容器を現像剤補給装置にセットすると、現像剤収納体内に現像剤搬送部材を備えないため、セットしてから現像剤の補給を開始するまでは現像剤収納体内の現像剤はほとんど移動しない。そのため、現像剤の充填方法によっては、現像剤収容器内でキャリアが偏在し、現像剤の補給開始時に現像剤収納容器の現像剤排出口からキャリアのみが排出される場合があった。
そして、現像剤排出口からキャリアのみが排出されると、粉体ポンプでキャリアのみを搬送することになり、粉体ポンプによる現像剤の搬送が停止する。一方、現像剤排出口からキャリアとトナーからなる現像剤、または、トナーのみが排出されると、停止することなく、粉体ポンプによる現像剤の搬送を行うことができる。
【０００９】
なお、現像剤収納体内に現像剤搬送部材を備えない現像剤収納容器であっても、現像剤が現像剤排出口から排出されることによる現像剤収納容器内で現像剤が移動する。そして、現像剤の充填によって現像剤収容器内でキャリアが偏在し、トナーと接触しない状態であったキャリアも、現像剤の排出に伴う現像剤収納容器内の現像剤の移動によって、徐々にトナーと接触する。そして、一度トナーと接触したキャリアは、再びトナーと接触しないキャリアのみの状態にはなりにくいため、現像剤排出口から排出されるときにはトナーと混ざり合った状態となる。よって、補給開始時にキャリアのみの排出とならなければ、現像収納容器内にキャリアのみが存在する領域があったとしても、あまり問題とならない。
しかし、補給開始までは現像剤の排出に伴う現像剤収納容器内の現像剤の移動は行われないため、補給開始時にキャリアのみが排出される充填状態であると、上述したように粉体ポンプによる現像剤の搬送が停止する。
【００１０】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、充填後の現像剤収納容器内の補給用現像剤の補給開始時に現像剤収納容器の現像剤排出口からトナーとキャリアとからなる現像剤またはトナーが排出されるように補給用現像剤を現像剤収納容器に充填する現像剤充填方法を提供することである。また、この現像剤充填方法によって補給用現像剤を充填された充填済み現像剤収納容器、この充填済み現像剤収納容器を用いる現像剤補給装置、及び、この現像剤補給装置を備えた画像形成装置を提供することもその目的とする。さらに、充填済み現像剤収納容器の補給開始時に現像剤収納容器の現像剤排出口から現像剤またはトナーが排出される現像剤補給方法を提供することもその目的とする。また、補給開始時に現像剤収納容器の現像剤排出口から現像剤またはトナーが排出される充填済み粉体収納容器の製造方法を提供することもその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収納する現像剤収納体と、該補給用現像剤を該現像剤収納体内から外部に排出する現像剤排出口とを有し、吸引力によって現像剤を搬送する現像剤補給装置に用いられる現像剤収納容器に該補給用現像剤を充填する現像剤充填方法において、補給用現像剤を充填した後の現像剤収納容器の現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤がキャリアのみとならない状態で補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像剤充填方法において、上記現像剤収納体に収納される補給用現像剤の全体中のキャリアの割合に対して、上記現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤のキャリアの割合が小さくなるように補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の現像剤充填方法において、上記現像剤収納容器内の上記現像剤排出口に対して最も遠い領域に存在する補給用現像剤のキャリアの割合に対して、上記現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤のキャリアの割合が小さくなるように補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の現像剤充填方法において、上記現像剤排出口からキャリアを充填した後に、該現像剤排出口からトナーを充填することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２または３の現像剤充填方法において、キャリアを上記現像剤収納容器に充填するときには、トナーとキャリアとからなる現像剤であるプレミックスキャリアを充填し、トナーとプレミックスキャリアとをそれぞれ該現像剤収納容器に充填することにより、補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像剤充填方法において、プレミックスキャリアは、キャリアに対するトナーの被覆率が２５［％］以上、１００［％］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の現像剤充填方法において、上記現像剤排出口からプレミックスキャリアを充填した後に、現像剤排出口からトナーを充填することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、内部にトナーとキャリアとからなる補給用現像剤を充填した現像剤収納体と、該補給用現像剤を該現像剤収納体内から外部に排出する現像剤排出口とを有し、吸引力によって現像剤を搬送する現像剤補給装置に用いられる充填済み現像剤収納容器において、該現像剤収納体に収納する補給用現像剤を、請求項１、２、３、４、５、６または７の現像剤充填方法で充填したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の充填済み現像剤収納容器において、上記現像剤収納体は略密閉に、且つ、変形可能に構成され、補給用現像剤を外部に排出することにより該現像剤収納体の容積が減少することを特徴する充填済み現像剤収納容器。
また、請求項１０の発明は、請求項８または９の充填済み現像剤収納容器において、現像剤補給装置に装着されるときには、上記現像剤排出口が最下部となるように装着される形状であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項８、９または１０の充填済み現像剤収納容器において、上記現像剤収納体内のトナーがキャリアに静電的に付着していることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収納する現像剤収納手段と、補給用現像剤を搬送先に搬送する現像剤搬送手段とを有し、該現像剤搬送手段は、その内部を補給用現像剤が通過する搬送路部材と、該現像剤収納手段の補給用現像剤に負圧を作用させ、該搬送路部材内を通して補給用現像剤の搬送先へ補給用現像剤を移動させる粉体ポンプとを備える現像剤補給装置において、該現像剤収納手段として請求項８、９、１０または１１に記載の充填済み現像剤収納容器を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、潜像担持体と、現像剤収容部内の現像剤を用いて該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置と、該現像剤収容部に現像剤を供給する現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、該現像剤補給手段として、請求項１２の現像剤補給装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収納する現像剤収納体と、補給用現像剤を該現像剤収納体内から外部に排出する現像剤排出口とを有する現像剤収納容器から補給用現像剤を現像装置に補給する現像剤補給方法において、補給用現像剤を充填した後の該現像剤収納容器の該現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤がキャリアのみとならない状態で補給用現像剤が充填された充填済み現像剤収納容器の、該現像剤排出口に対して粉体ポンプを用いて負圧を発生させることにより該充填済み現像剤収納容器内の補給用現像剤を該現像剤排出口から排出させ、該充填済み現像剤収納容器から該現像装置に補給用現像剤を搬送することを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収納する現像剤収納体と、補給用現像剤を現像剤収納体内から外部に排出する現像剤排出口とを有し、吸引力によって現像剤を搬送する現像剤補給装置に用いられる現像剤収納容器に補給用現像剤を充填して充填済み現像剤収納容器とする充填済み現像剤収納容器の製造方法において、補給用現像剤を充填した後の現像剤収納容器の現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤がキャリアのみとならないように補給用現像剤を現像剤収納容器に充填することを特徴とするものである。
【００１２】
上記請求項１乃至１５の発明においては、補給用現像剤を充填した後の現像剤収納容器の現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤が該キャリアのみとならない状態で該補給用現像剤を該現像剤収納容器に充填するため、現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤はトナーとキャリアとからなる現像剤またはトナーとなる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１乃至１５の発明によれば、充填後の現像剤収納容器の現像剤排出口の近傍に存在する補給用現像剤はトナーとキャリアとからなる現像剤またはトナーとなるため、この現像剤収納容器を用いた補給用現像剤の補給開始時には、現像剤収納容器の現像剤排出口からトナーとキャリアとからなる現像剤またはトナーを排出できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機」という）の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置４００なども備えている。
【００１５】
プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００１６】
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ドラム状の感光体１、帯電器、現像装置４、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
【００１７】
以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体１Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，Ｃ，Ｋについても同様である。
【００１８】
次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。
中間転写ベルト１１０は、張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体１と一次転写バイアスローラ６２との間に一次転写電界が形成される。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。
【００１９】
次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方の張架ローラ２３は、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００２０】
複写機本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路４６に向けて送り出される。
【００２１】
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６は、複数の搬送ローラ対４７と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【００２２】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
【００２３】
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
【００２４】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。
【００２５】
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００２６】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００２７】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて反転給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。
【００２８】
本複写機は、２色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体１だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
【００２９】
本複写機は、複写機内の下記機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【００３０】
図２は、４つプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうちの１つが備える現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
図２に示すように感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体１の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像を形成する。
【００３１】
現像装置４は、図中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を有している。また、現像ローラ５に現像剤を供給しながら図２の奥方向に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ８を有している。供給スクリュ８は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュである。
現像ローラ５の供給スクリュ８との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ１２を備えている。
現像ローラ５の感光体１との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する回収搬送部材としての回収スクリュ６を備えている。供給スクリュ８を備えた供給搬送路９は現像ローラ５の横方向に、回収スクリュ６を備えた回収搬送路としての回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。
【００３２】
現像装置４は、供給搬送路９の下方で回収搬送路７に並列して、攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。
供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての第一仕切り壁１３３によって仕切られている。第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。
なお、供給搬送路９と回収搬送路７とも第一仕切り壁１３３によって仕切られているが、第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と回収搬送路７とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。
また、現像装置４では、現像剤を収容する現像剤収容部を供給搬送路９、回収搬送路７及び攪拌搬送路１０によって構成する。
【００３３】
現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収を行い、図２中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁１３３の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路１０における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁１３３の開口部の付近で攪拌搬送路１０の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路１０にトナーとキャリアとからなるプレミックストナーが補給される。
【００３４】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図３は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置４の模式図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
【００３５】
攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像ローラ５に現像剤を供給しながら、供給スクリュ８の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ５に供給され現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁１３３の余剰開口部９２より攪拌搬送路１０に供給される（図３中矢印Ｅ）。
現像ローラ５から回収搬送路７に送られ、回収スクリュ６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁１３４の回収開口部９３より攪拌搬送路１０に供給される（図３中矢印Ｆ）。
そして、攪拌搬送路１０は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ１１の搬送方向下流側であり、供給スクリュ８の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁１３３の供給開口部９１より供給搬送路９に供給される（図３中矢印Ｄ）。
攪拌搬送路１０では攪拌スクリュ１１によって、回収現像剤、余剰現像剤及びトナー補給口９５から必要に応じて補給されるプレミックストナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路９の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路１０の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により詳細は後述するトナー補給装置を作動し、トナー収納部からトナー補給を行う。また、現像装置４にトナー補給を行うときには、補給用トナーの中に補給用のキャリアを混入したプレミックストナーを補給する。
【００３６】
図３に示す現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。よって、供給搬送路９の搬送方向下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路９に供給されるため、供給搬送路９に供給されるの現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【００３７】
次に、現像装置４の供給搬送路９、攪拌搬送路１０及び回収搬送路７からなる現像剤搬送路へのプレミックストナーを補給する位置について説明する。図４は、現像装置４の外観斜視図である。
図４に示すように、プレミックストナーを補給するトナー補給口９５を攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に設けている。このトナー補給口９５は現像ローラ５の幅方向端部よりも外側に設けてある。
また、トナー補給口９５としては、攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路７の下流端部の上方に設けても良い。
さらに、回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部９３の真上にトナー補給口９５を設けるようにしても良い。受渡し部である回収開口部９３では現像剤が混ざりやすいため、この位置で補給を行うことによりより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
【００３８】
次に、現像装置４のトナー補給口９５から現像装置４内にプレミックストナーを補給する現像剤補給装置としてのトナー補給装置５００について説明する。
図５は、本複写機が有するトナー補給装置５００の斜視説明図であり、図６はトナー補給装置５００を示す断面説明図である。また、図７は、現像剤収納容器であるトナーボトル１２０の外観斜視図である。トナーボトル１２０は、補給用トナーと補給用キャリアとからなり、トナーの割合が現像装置４内の現像剤よりも多い補給用現像剤であるプレミックストナーＴｐを収納する現像剤収納容器である。なお、図５中の符号ＴｆはプレミックストナーＴｐの流れを示している。
タンデム方式の画像形成装置で本複写機は、図５のように各色のプレミックストナーＴｐを収納するトナーボトル１２０が並んで配置される構成をとる。各色のトナーボトル１２０はそれぞれ現像剤の搬送路部材であるトナー補給チューブ６５を介してサブホッパ６８、粉体ポンプであるトナーポンプ６０等を備えた補給ユニットと接続し、現像装置４は補給ユニットの下方に接続している。トナーポンプ６０としては、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータ６９とステータ６９内部で回転することにより軸方向にプレミックストナーＴｐを移動させるロータ６１を備えたスクリュポンプを用いている。トナーポンプ６０としては、特開２０００−９８７２１に記載のものを用いることができる。
トナーボトル１２０は図６及び図７に示すように、現像剤収納体であるトナー収納体１２１と、唯一の開口部としての現像剤排出口であるトナー排出口１２２に取り付けられる口金部材１３０とで構成されている。このトナーボトル１２０の具体的な構成については後に詳述する。
【００３９】
トナーボトル１２０は複写機本体にセットされた状態で、トナーボトル１２０内に、口金部材１３０に連結される装置本体側の連結部材としてのノズル８０の先端が挿入された状態となる。これにより、トナー排出口１２２とノズル８０のトナー受入口が連通する。ノズル８０にはチューブ接続用ジョイント形状部を有し、トナー補給チューブ６５はトナーポンプ６０に連通しており、さらに、トナーポンプ６０は、サブホッパ６８を介して現像装置４と連通している。このように、トナーボトル１２０は複写機本体にセットされることで、現像装置４と連通する。
【００４０】
トナーポンプ６０は、吸引型の一軸偏心スクリューポンプといわれているものであって、ロータ６１とステータ６９の２つの主要部品を備えている。ロータ６１は、硬質な断面円形の軸状部材が螺旋状にねじれた形状に形成されたものであって、駆動モータ６６とユニバーサルジョイント６４を介して連結されている。ステータ６９はゴム状の柔軟な材料から作られて長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有しており、また、ステータ６９の螺旋のピッチはロータ６１の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。このような２つの部品を嵌合し、ロータ６１を回転することでロータ６１とステータ６９の間にできるスペースに入ったプレミックストナーＴｐを移送することができる。
なお、図６の説明図では、駆動モータ６６とユニバーサルジョイント６４とを直接接続している。駆動力の伝達を図５の斜視図を用いて説明すると、駆動モータ６６からの駆動力は駆動シャフト６６ｂ及び駆動シャフトギヤ６６ａを介して、ユニバーサルジョイント６４に駆動力が伝達される。
【００４１】
このように構成されたトナーポンプ６０は、ロータ６１が回転駆動されると、トナーボトル１２０内のプレミックストナーＴｐがトナー吸引口６３からトナーポンプ６０に入る。そして、図６中の左から右に吸引搬送されてトナー吐出口６７からサブホッパ６８を介して下方に配置された現像装置４のトナー補給口９５から現像装置４内に供給される。
【００４２】
図７は、トナーボトル１２０を示す外観斜視図である。
図７において、トナーボトル１２０のプレミックストナーＴｐを収納するトナー収納体１２１は軟包材と呼ばれるシート状の樹脂を溶着して袋状に形成したものである。トナー収納体１２１を構成するシート状の樹脂は、材質の異なる複数の樹脂のフィルムを積層して１枚のフィルムとしたものを使用している。具体的には袋状に形成したときに内側になる層から、溶着しやすい材料からなる溶着層、気密性に優れた材料からなる気密層、及び剛性に優れた剛性層の３層で構成する。
溶着層としては比較的低温で溶解する材質であるポリエチレン等が用いられ、気密層や剛性層には内容物の種類（固体、液体、粉体等）や目的（食品、医薬品等）等に合わせて、ＰＥＴ、ナイロン、アルミ、紙等が用いられる。
なお、本複写機で用いるトナーボトル１２０では、トナー収納体１２１の内側から外側に向かってポリエチレン、ナイロン、ＰＥＴの３つの材質の複合材で構成されている。
【００４３】
ここで、トナー収納体１２１の各層についてより詳しく説明する。
トナー収納体１２１を袋状に形成したときに内側になる溶着層として比較的低温で溶解する材質を用いることにより、熱を加えたときに全体がむらなく溶けて、隙間なくシート状部材を貼り合わせることができる。
また、プレミックストナーＴｐを保管中に外気に触れるとプレミックストナーＴｐが劣化することがある。特に湿気が高い環境ではプレミックストナーＴｐが凝集してトナー補給不良の原因となることがある。これを防止するため、袋部材を構成するシート状部材に気密層を設けることでトナーボトル１２０の気密性を高めている。
さらに、トナーボトル１２０はユーザーが直接触れるため、持ちやすさを考慮する必要がある。袋部材を構成するシート状部材に、比較的剛性の高い材質を用いるとこの材質の厚みを変えることでトナーボトル１２０の剛性を調整できるため、トナーボトル１２０に望ましい剛性を持たせることができる。
なお、この３つの層以外の層をさらに備えても良い。
【００４４】
トナー収納体１２１は、溶着層どうしが向かい合うようにシート状部材を折りたたんで溶着する、という工程を繰り返して袋を形成する。溶着しないトナー収納体１２１の例としては、シート状部材を接着剤で貼り合わせたものがある。（例：紙袋状の袋部材）この場合は、容器を折って稜線を形成しているので、稜線の強度は他の部分と同じである。
それに対して、トナー収納体１２１では、その稜線には溶着代１２３があり、溶着代１２３では２枚のシートが溶着されて、シートの厚みが他の部分の倍の厚みになっている。このため、容器の稜線が「柱」のような役割りを果たすため、容器全体の剛性が高くなる。これによって、輸送時の振動や落下時の衝撃で容器が座屈したり、プレミックストナーＴｐ補給中にトナー排出口１２２の付近で面部分が変形してトナーボトル１２０が閉塞したり、ということを防止することができる。
【００４５】
上述のようにトナー収納体１２１はシートで形成されているため、内容物の形や量の多少等に応じて変形可能であり、内容物が少なくなると減容可能である。例えば使い終わったトナーボトル１２０は小さく丸めて回収することができる。このため、変形しない現像剤収納容器に比べて、使用済みの容器の一次保管スペースの省スペース化を図ることができ、さらに、回収時の運搬コストの低減を図ることができる。
また、トナーボトル１２０は、変形可能でトナー収納体１２１内にスクリュやコイルなどの攪拌部材を備えていない。このような、トナーボトル１２０でも、トナー補給装置５００のようにプレミックストナーＴｐを粉体ポンプであるトナーポンプ６０で吸引することにより、トナー収納体１２１内のプレミックストナーＴｐを良好に排出することができる。このトナーポンプ６０は、モーノポンプと呼ばれる吸引型一軸偏心スクリュポンプである。
そして、トナーポンプ６０が駆動し、トナー排出口１２２に負圧が働くことによって、プレミックストナーＴｐをトナー排出口１２２からトナーボトル１２０の外部に排出する。このとき、トナーポンプ６０の吸引力による負圧によってトナー収納体１２１が収縮し、トナーボトル１２０の容積が減少する。
【００４６】
変形可能なトナー収納体１２１をトナー補給装置５００と固定するのは難しいため、硬質樹脂等で構成された口金部材１３０にトナー収納体１２１を取り付けておき、口金部材１３０とトナー補給装置５００が勘合するように形成すると確実にトナーボトル１２０をトナー補給装置５００にセットできる。
口金部材１３０はトナー収納体１２１に比べて小さいもので剛性のある成形樹脂で構成されている。トナー収納体１２１の内側層と口金部材１３０の材質をポリエチレンで形成すると、溶着によって隙間なく取り付けることができる。詳しくは、口金部材１３０の一部をトナー収納体１２１の中に差し込んで加熱した溶着コテで荷重を加えると、口金部材１３０とトナー収納体１２１とを溶着できる。
【００４７】
このような柔軟なトナー収納体１２１と口金部材１３０からなるトナーボトル１２０では、口金部材１３０の本体側との係合部である取り付け部材１３６は、各色のトナーボトル１２０間で異なる形状をしている。これにより、誤った色のトナーボトル１２０をセットするのを防止することができる。さらに、情報記録部材であるＲＦタグ１２４を口金部材１３０の側面に設けている。ここで、ＲＦタグ１２４とは、電波（電磁波）を用いて、内蔵したメモリのデータを非接触で読み書きする情報媒体である。このＲＦタグ１２４には、例えば、そのトナーボトル１２０と容器内に収納されているプレミックストナーＴｐに適合する画像形成装置の機種、トナーの色、製造日、トナー残量等の情報が記録されている。
【００４８】
次に、現像装置４内の現像剤の入れ替えについて説明する。
上述したように、現像剤補給装置であるトナー補給装置５００は、現像剤収納容器であるトナーボトル１２０内の補給用現像剤であるプレミックストナーＴｐをトナー補給口９５から現像装置４に補給する。
また、現像装置４には、供給搬送路９内の現像剤が所定の嵩を越えた場合にその一部を現像装置４の外部に排出する現像剤排出手段である現像剤排出口９４と、現像剤排出口９４から排出された現像剤を現像装置４の外部に搬送する排出搬送路２とを有する。排出搬送路２は、供給搬送路９の搬送方向下流側で仕切り壁１３５を挟んで供給搬送路９と隣り合うように配置され、現像剤排出口９４は供給搬送路９と排出搬送路２とを連通するように仕切り壁１３５に設けられた開口である。
【００４９】
現像装置４では、供給搬送路９の現像剤の搬送量、現像ローラ５への現像剤の供給量、及び、余剰開口部９２を通る供給搬送路９から攪拌搬送路１０への現像剤の移動量のバランスにより、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍で現像剤が滞留する。現像装置４内の現像剤量が一定の間は、時間当りに供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達する現像剤量と、時間当りに余剰開口部９２を通って攪拌搬送路１０へと移動する現像剤量とが一致し、滞留する現像剤の嵩は一定となる。一方、現像装置４内の現像剤量が増加すると、時間当りに余剰開口部９２を通って攪拌搬送路１０へと移動する現像剤量よりも時間当りに供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達する現像剤量の方が多くなる。これにより、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍で滞留する現像剤の嵩が増加する。
また、現像剤排出口９４は、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の現像剤が滞留する位置に配置されており、滞留する現像剤の嵩が増したときに、現像剤排出口９４の高さに到達した現像剤を排出搬送路２へ排出する。
このような現像装置４では、トナー補給装置５００からのプレミックストナーＴｐの供給がない状態では、現像装置４内の現像剤量がほとんど変化せず、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍で滞留する現像剤の嵩も変動はほとんどない。一方、トナー補給装置５００によってプレミックストナーＴｐが現像装置４内に補給されると、現像装置４内の現像剤量が増加し、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍で滞留する現像剤の嵩が増加する。そして、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の現像剤の嵩が、現像剤排出口９４の高さまで上昇すると、現像剤排出口９４の高さに到達した現像剤が排出搬送路２へと排出され、排出搬送路２を通って現像装置４の外部に排出される。
現像剤排出口９４から排出搬送路２を通って現像装置４の外部に排出される現像剤にはトナーとキャリアとが含まれており、プレミックストナーＴｐには未使用のトナーとキャリアとが含まれている。このため、トナー補給装置５００のプレミックストナーＴｐの補給と現像剤排出口９４からの現像剤の排出とによって、現像装置４内の現像剤の入れ替えを行うことができる。
【００５０】
トナーとキャリアとからなる現像剤を使用する二成分現像装置を備えた従来の画像形成装置としては、現像によって使用されたトナーを補充するために、トナー補給装置によってトナーのみを現像装置に補給するものがある。このような画像形成装置では、使用していくにつれて現像装置内の現像剤が劣化して、画像劣化やトナー飛散などが発生する。このため、トナーのみを現像剤に補給するものであると、定期的にサービスマンが現像剤を交換するメンテナンス作業を行っていた。
一方、本実施形態の複写機のように、現像装置４にトナーとキャリアとからなるプレミックストナーＴｐを補給することにより、作像中に現像装置４内の現像剤を入れ替え、現像装置内に存在するキャリアのうちの劣化したキャリアが占める割合を少なくすることができる。これにより、メンテナンス間隔を広げてダウンタイムを低減することができる。
【００５１】
次に、本実施形態の現像剤収納容器であるトナーボトル１２０に補給用トナーと補給用キャリアとからなる補給用現像剤を充填する充填装置について説明する。
図８は、本実施形態のトナーボトル１２０に補給用現像剤であるプレミックストナーＴｐを充填する現像剤充填装置６００の説明図である。
図８に示すように、現像剤充填装置６００は、トナーボトル１２０に補給用トナーＴｏを充填するトナー充填装置６１０と、トナーボトル１２０に補給用キャリアＣａを充填するキャリア充填装置６２０とを有する。さらに、補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとを充填したあとのトナーボトル１２０から空気を抜く、脱気装置６３０を有する。また、トナーボトル１２０に補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとを充填するときには、図８に示すようにトナー排出口１２２を上方に向けてトナーボトル１２０を載置して、トナー排出口１２２から補給用トナーＴｏ及び補給用キャリアＣａを充填する。
【００５２】
トナー充填装置６１０は、トナー供給口６１２から供給されたトナーＴｏを貯留するトナー貯留部６１５を有する。トナー貯留部６１５には、不図示の粉体ポンプの吸引力によってトナー貯留部６１５内の補給用トナーＴｏを搬送するトナー充填ノズル６１４が接続されている。トナー充填ノズル６１４のトナー貯留部６１５に接続されていない側の端部を現像剤収納容器であるトナーボトル１２０の現像剤排出口であるトナー排出口１２２に挿入して不図示の粉体ポンプを駆動させることにより、トナーボトル１２０への補給用トナーＴｏの充填を行うことができる。補給用トナーＴｏの充填量は不図示の粉体ポンプの駆動時間によって調節する。
【００５３】
一方、キャリア充填装置６２０は、キャリア供給口６２１から供給された補給用キャリアＣａを貯留するキャリア貯留部６２２を有する。キャリア貯留部６２２の最下部にはキャリア充填ノズル６２３が接続されており、キャリア貯留部６２２のキャリア充填ノズル６２３の接続部には不図示の開閉弁が設けられている。キャリア充填ノズル６２３のキャリア貯留部６２２に接続されていない側の端部をトナーボトル１２０のトナー排出口１２２に挿入して不図示の開閉弁を開放することにより、トナーボトル１２０への補給用キャリアＣａの充填を行うことができる。キャリア貯留部６２２からトナーボトル１２０への補給用キャリアＣａの移動は重力によって行われ、補給用キャリアＣａの充填量は不図示の開閉弁の開放時間によって調節する。
また、脱気装置６３０には脱気ノズル６３１の一端が接続されており、他端をトナーボトル１２０のトナー排出口１２２に挿入して脱気装置６３０を駆動することにより、トナーボトル１２０内の空気を抜くことができる。
このように、補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとをトナーボトル１２０に充填することにより、トナーボトル１２０内には補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとからなるプレミックストナーＴｐが充填された状態となる。これにより、トナーボトル１２０が充填済み現像剤収納容器となる。
【００５４】
本実施形態のトナー補給装置５００では、充填済み現像剤収納容器であるトナーボトル１２０を装着し、トナーポンプ６０を駆動することでの負圧によりトナー収納体１２１内のプレミックストナーＴｐを吸引する。トナーポンプ６０の負圧により吸引されたプレミックストナーＴｐは、トナー排出口１２２から排出され、トナー補給チューブ６５内を搬送されて現像装置４に供給される。本発明者らが、トナーポンプ６０を用いてプレミックストナーＴｐを搬送する実験を行ったところ、トナーポンプ６０による搬送が不能になる場合があった。トナーのみが搬送される場合や、トナーとキャリアとが混合されたものが搬送される場合は、トナーポンプ６０による搬送は問題なく行うことができたが、キャリアのみが搬送されている場合は、トナーポンプ６０のロータ６１とステータ６９との間等にキャリアが詰まり、負圧がかかっても移動しなくなり、トナーポンプ６０による搬送ができなくなることが分かった。
そのため、キャリアはわずかでもトナーが被覆された状態でトナーボトル１２０から排出される必要がある。キャリアに付着したトナーは、「コロ」のような働きをし、トナーポンプ６０のロータ６１とステータ６９との間等でキャリアが詰まることを抑制する。
一方、トナーボトル１２０からキャリアのみが排出され、キャリアがトナーポンプ６０のロータ６１とステータ６９との間等に詰まって、トナーポンプ６０による搬送が不能になると、部品の交換やサービスマンによるメンテナンス等の修復作業が必要となる。そして、この修復作業が終わるまでは画像形成装置を使用することができず、ダウンタイムとなる。
【００５５】
上述したようにトナーボトル１２０は、トナー収納体１２１内に攪拌部材を備えていないため、充填済みのトナーボトル１２０のトナー収納体１２１内に収納されるプレミックストナーＴｐを攪拌することができない。そのため、現像剤充填装置６００による補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとの入れ方によっては、充填済みのトナーボトル１２０をトナー補給装置５００にセットした後、プレミックストナーＴｐの補給開始時にトナー排出口１２２から補給用キャリアＣａのみが排出される場合があった。このような補給開始時の補給用キャリアＣａのみの排出は、充填済みのトナーボトル１２０のトナー収納体１２１内のトナー排出口１２２近傍が補給用キャリアＣａのみが存在する領域となることによって発生する。
そして、トナー排出口１２２から補給用キャリアＣａのみが排出されると、上述したようにトナーポンプ６０による搬送が不能になる。
【００５６】
トナー収納体１２１内のトナー排出口１２２近傍が補給用キャリアＣａのみが存在する領域となる現象は、トナーボトル１２０にプレミックストナーＴｐを充填するときに発生する。現像剤充填装置６００では、トナー充填装置６１０とキャリア充填装置６２０とから、それぞれ所定量の補給用トナーＴｏと所定量の補給用キャリアとをトナーボトル１２０に充填する。このように所定量の補給用トナーＴｏと所定量の補給用キャリアＣａとをそれぞれトナーボトル１２０に充填するため、充填済みのトナーボトル１２０内のプレミックストナーＴｐに含まれるトナーとキャリアとを所定の割合とすることができる。しかし、補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとをそれぞれ充填するため、その充填方法によっては充填済みのトナーボトル１２０内のトナー排出口１２２の近傍がキャリアのみが存在する領域となることがある。
【００５７】
このように、プレミックストナーＴｐをトナーボトル１２０に充填するときに、トナー排出口１２２の近傍が補給用キャリアのみが存在する領域となっても、トナーボトル１２０を振ってからトナー補給装置５００にセットすることでキャリアのみが存在する領域を解消することができる。トナーボトル１２０を振ることでトナーとキャリアとが攪拌され混ざった状態となり、充填後のトナーボトル１２０内にキャリアが偏在していても分散化する。また、トナーに被覆されないキャリアもなくなる。なお、トナーとキャリアとの比重差によっては、混ぜるときの振る動作でトナーとキャリアとの粒子間に空気が含まれ、この空気が抜ける間に、比重が大きいキャリア粒子は比重が小さいトナー粒子によりも下方に移動し易くなる場合がある。この場合、トナーボトル１２０を振った後、トナーボトル１２０を静止させたときに下方となった側にキャリアが片寄って存在し、トナーボトル１２０を静止させたときに上方となった側にトナーが片寄って存在することになる。トナーボトル１２０内でトナーとキャリアとがそれぞれ片寄って存在する状態であっても、トナーボトル１２０を振ったときにキャリア粒子とトナー粒子とが接触したため、キャリア粒子が片寄って存在する領域でもキャリア粒子の周りをトナー粒子が被覆した状態となる。よって、キャリアが片寄って存在する領域でもトナーが存在し、キャリアのみが存在する領域を解消することができる。キャリアのみが存在する領域を解消することができれば、トナーボトル１２０内のプレミックストナーＴｐをトナーポンプ６０で吸引したときに、キャリアのみを吸引することで生じる搬送不能となることを防止することができる。
このため、使用者がトナーボトル１２０を交換するときに、トナーボトル１２０を振ってからトナー補給装置５００に設置することで、トナーポンプ６０が搬送不能になることを防止することができる。
【００５８】
しかし、使用者がトナーボトル１２０を振ることを失念してトナー補給装置５００に設置することは起こり得ることである。また、トナーボトル１２０のようにトナー収納体１２１内に攪拌部材がない現像剤収納容器では、トナー補給装置５００に設置された後は、補給開始までトナー収納体１２１内のプレミックストナーＴｐは移動しない。このため、トナー収納体１２１のトナー排出口１２２近傍が、キャリアのみが存在する領域となった充填済みのトナーボトル１２０を、振らずにトナー補給装置５００に設置すると、補給開始時にキャリアのみが排出され、トナーポンプ６０による搬送が不能となるおそれがある。
【００５９】
このような問題に対して、所定の割合の補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとを予め混合してトナー中にキャリアを分散させたプレミックストナーＴｐの状態でトナーボトル１２０に充填する充填方法が考えられる。充填済みのトナーボトル１２０の製造工程において、一つのトナーボトル１２０の収納量単位で補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとを混合するならば問題ない。しかし、製造効率を考慮すると大容量で複数のトナーボトル１２０の収納量をまとめて混合するのが一般的である。このような場合、トナーとキャリアの比重差のために、プレミックストナーＴｐ内にキャリアが偏在し、一つ一つのトナーボトル１２０毎に充填されたプレミックストナーＴｐに含まれるキャリア量にばらつきが生じてしまう。場合によっては、まったくキャリアのないものができ、このトナーボトル１２０が使われている間は、キャリアが現像装置４内に供給されないために、現像装置４内で劣化した現像剤の割合が増えることを抑制できなくなる。
【００６０】
よって、充填済みのトナーボトル１２０を振らずにトナー補給装置５００にセットしても、補給開始時にトナーポンプ６０による搬送不良が起こらないように、補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとをそれぞれトナーボトル１２０に充填する充填方法が望まれる。
そこで、本実施形態では、充填後のトナーボトル１２０のトナー排出口１２２の近傍に存在するプレミックストナーＴｐがキャリアのみとならない状態で補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとをトナーボトル１２０に充填する。
【００６１】
ここで、図７を用いて、充填済みのトナーボトル１２０内のプレミックストナーＴｐの詳細について説明する。
本実施形態では充填済みのトナーボトル１２０は、トナー排出口１２２に対して最も遠い位置の容器底部１２６の近傍にあるプレミックストナーＴｐのキャリア濃度が、トナー排出口１２２の近傍にあるプレミックストナーＴｐのキャリア濃度よりも高くなるようにプレミックストナーＴｐが充填される。
【００６２】
このような充填済みトナーボトル１２０の例として、次の（１）〜（３）のような状態を挙げることができる。
（１）トナー排出口１２２近傍がトナーのみで、ほとんどのキャリアが容器底部１２６近傍に集中している。
（２）トナー排出口１２２から容器底部１２６にかけて、徐々にプレミックストナーＴｐのキャリア濃度が高くなっている。
（３）トナー収納体１２１内のプレミックストナーＴｐのキャリア濃度はほぼ均一だが、トナー排出口１２２近傍のキャリア濃度だけが他の部分より低い。あるいは、トナー排出口１２２近傍はトナーのみ。
【００６３】
上記（１）〜（３）の状態の充填済みトナーボトル１２０は、それぞれ、次の（１）〜（３）の現像剤充填方法によって実現できる。
（１）所定量の補給用キャリアＣａを充填した後に、所定量の補給用トナーＴｏを充填する。
（２）補給用キャリアＣａの充填を開始した後で、且つ、補給用キャリアＣａの充填が終了する前に、補給用トナーＴｏの充填を開始し、補給用キャリアＣａの充填が終了した後に、補給用トナーＴｏの充填を終了する。このとき、補給用キャリアＣａの充填開始から充填終了までに単位時間あたりの補給用キャリアＣａの充填量を徐々に少なくしていく。
（３）補給用キャリアＣａと補給用トナーＴｏとを同時に充填を開始する。このとき、補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとの単位時間あたりの充填量は一定として、充填量が所定量に達するまでの時間が補給用トナーＴｏの方が長くなるように、設定する。
【００６４】
また、上記（２）または（３）の充填方法で、補給用キャリアＣａと補給用トナーＴｏとを同じタイミングで充填できない場合は、補給用キャリアＣａと補給用トナーＴｏとを交互に充填し、交互に充填する最後の充填は補給用トナーＴｏを充填するように設定する。
上記（２）の充填方法で補給用キャリアＣａと補給用トナーＴｏとを交互に充填する場合、先に補給用キャリアＣａを充填し始めて、補給用キャリアＣａと補給用トナーＴｏとを交互に充填する。このとき、交互に充填するときの補給用キャリアＣａの一回の充填量が最初の充填が一番多くなるように充填し、２回目、３回目・・・と順に充填量を少なくしていく。一方、交互に充填するときの補給用トナーＴｏの一回の充填量は一定にして、交互に充填する最後の充填は補給用トナーＴｏを充填する。なお、交互に充填するときの補給用トナーＴｏの一回の充填量は、最初の充填が一番少なくなるように充填し、２回目、３回目・・・、と順に充填量を増加させても良い。
上記（３）の充填方法で補給用キャリアＣａと補給用トナーＴｏとを交互に充填する場合は、補給用キャリアＣａ及び補給用トナーＴｏの一回の充填量をそれぞれ一定にして交互に充填し、交互に充填する最後の充填は補給用トナーＴｏを充填する。なお、交互に充填を行う最初の充填は補給用キャリアＣａと補給用トナーＴｏとのどちらでもよい。しかし、最初に補給用キャリアＣａを充填すると次に充填する補給用トナーＴｏが、先に充填された補給用キャリアＣａの層の上に載った状態となりやすく、混合されにくい。一方、最初に補給用トナーＴｏを充填することで、次に充填する補給用キャリアＣａと混合されやすいため、より好ましい。
【００６５】
このような現像剤では排出の最初にキャリアだけが搬送されることがない。また、排出に伴う内部の動きにより、トナーに被覆されないキャリアが存在していても、徐々にトナーと接触して、排出されるまでにはトナーが被覆したキャリアとなる。
したがって、キャリアによってモーノポンプが詰まることなく、キャリアは現像器まで搬送される。
さらに本実施形態のトナーボトル１２０は、トナー排出口１２２がトナーボトル１２０の最下部となるようにトナー補給装置５００に設置される。この場合、プレミックストナーＴｐの排出に伴うトナーボトル１２０内部のプレミックストナーＴｐに動きが生じやすくなる。この、トナーボトル１２０内部のプレミックストナーＴｐに動きによって、トナーより比重の大きいキャリアが下方のトナー排出口１２２側に移動しやすくなる。その結果、トナー補給装置５００にトナーボトル１２０を設置したときに、上方となる容器底部１２６の近傍に偏在しているキャリアは徐々に分散化するため、トナーと共に排出されて、トナーボトル１２０にキャリアが残りにくくなる。
したがって、トナーボトル１２０の１本分のプレミックストナーＴｐが補給される毎に、スペントや膜削れのないキャリアがほぼ一定量補給されるようになり、現像装置４内に劣化した現像剤の割合が増加することの抑制に効果を発揮する。
【００６６】
一方、トナーボトル１２０の１本内でも、補給ごとに排出されるキャリア量に大きなばらつきがないほうが好ましい。
トナーボトル１２０から排出されるプレミックストナーＴｐ中のキャリア量にばらつきがあるということは、現像装置４へのキャリア補給量にもばらつきがある。キャリア補給量が少ない場合には現像装置４内のキャリア劣化が進みやすく、多いときには劣化していないキャリアが多く排出されやすい。そのため、トナーボトル１２０の１本分のキャリア補給量がほぼ同じでも、キャリア補給量のばらつきが大きい場合は、少なく補給された場合よりもキャリア劣化が進みやすくなる。
本実施形態では、トナーボトル１２０内のキャリアが、プレミックストナーＴｐの排出に伴い徐々に分散化するため、補給ごとに現像装置へ供給されるキャリア量のばらつきも低減しやすい。
【００６７】
本実施形態のトナーボトル１２０では、トナー収納体１２１内のトナーとキャリアが帯電して、静電的に付着していることが好ましい。このような状態で存在すれば、キャリア表面からトナーが遊離しにくく、帯電により周囲のトナーもキャリアに付着しやすくなり、キャリア同士が凝集することを防止する。
トナーとキャリアの摩擦帯電は、これらの充填時にわずかに生じるが、トナーボトル１２０の使用開始前にトナーボトル１２０を振ることによっても生じる。
【００６８】
本実施形態のトナーボトル１２０はトナーとキャリアからなる補給用現像剤としてのプレミックストナーＴｐが収納されたものである。プレミックストナーＴｐとしては、トナーの一部とキャリアとを混合した現像剤であるプレミックスキャリアとトナーとを充填したものであることが、より好ましい。プレミックスキャリアは、補給用現像剤であるプレミックストナーＴｐよりもキャリア濃度が高い、言い換えると、プレミックストナーＴｐよりもトナーを含有する割合が小さい現像剤である。あらかじめキャリアをトナーの一部と混合することにより、これらは帯電し、トナーボトル１２０の使用開始前から、トナーが被覆しないキャリアが存在しにくくなる。したがって、トナーボトル１２０のトナー排出口１２２からキャリアだけが排出することがほとんどない。なお、プレミックスキャリアは、混合機によってトナーの一部とキャリアとを混合することにより作成する。
【００６９】
プレミックスキャリアを用いる利点を生かすためには、キャリアへのトナー被覆率が１０［％］以上であることが好ましい。被覆率が１０［％］より低い場合には、キャリア表面へのトナー付着量が少なく、キャリア同士が凝集してトナーボトル１２０内に存在する場合がある。逆に、被覆率が高すぎると、キャリアに付着できないトナーが多くなり、混合機の中でキャリアが偏在することになる。このような場合には、プレミックストナーＴｐのキャリア濃度で混合したものを充填した場合と同様に、トナーボトル１２０の１本毎のキャリア量にばらつきを生じやすくなるため、被覆率は２００［％］を超えないほうが好ましい。より好ましくは、２５〜１００［％］である。
なお本実施形態におけるトナーのキャリアへの被覆率は、測定値ではなく計算により求めたものであり、以下の式（１）で求めた値である。
【００７０】
【数１】
2008185804.tif 000003
Ｃ：プレミックストナーのトナー濃度［重量％］
Ｒ：キャリア半径［μｍ］
ｒ：トナー半径［μｍ］
ρｃ：キャリア真比重
ρｔ：トナー真比重
【００７１】
本実施形態のトナーボトル１２０は、補給用キャリアＣａを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填する現像剤充填方法によって、プレミックストナーＴｐの充填が成される。この現像剤充填方法で充填されることにより、トナー排出口１２２の近傍のプレミックストナーＴｐのキャリア濃度よりも、容器底部１２６のプレミックストナーＴｐのキャリア濃度のほうを高い状態としやすい。また、キャリアにトナーが付着した状態で存在させるためには、補給用トナーの一部と補給用キャリアを混合した現像剤であるプレミックスキャリアを充填し、次いで補給用トナーを充填することが、より好ましい。
【００７２】
次に、本実施形態で用いるトナーの詳細について説明する。
補給用トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、必要に応じて離型剤や帯電制御剤、その他の成分が含有される。さらに外添剤として流動性向上剤やその他の成分が添加されても良い。これら材料に関しては、公知のものがすべて可能である。なお、補給前の現像装置４内の現像剤に含まれるトナーとしても同様のものを用いることができる。
【００７３】
結着樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）タクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、（メタ）アクリロニトリル酸、（メタ）アクリアミド、（メタ）アクリル酸、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルメチルケトン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピリジン、ブタジエン等の単量体の重合体、又は、これらの単量体の２種類以上からなる共重合体、或いはそれらの混合物が挙げられる。その他、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ロジン、変性ロジン、テルベン樹脂、フェノール樹脂、水添石油樹脂、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂などが単独あるいは混合して使用できる。
【００７４】
着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレトＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。使用量は一般にバインダー樹脂１００［重量部］に対し０．１〜５０［重量部］である。
【００７５】
帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。
帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着樹脂１００［重量部］に対して、０．１〜１０［重量部］の範囲で用いられる。好ましくは、２〜５［重量部］の範囲がよい。０．１［重量部］未満では、トナーの負帯電が不足し実用的でない。１０［重量部］を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００７６】
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックスやフィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックスや密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス、等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックスが挙げられる。
これらは１種または２種以上を併用して用いることが出来るが、融点が７０〜１２５［℃］の範囲のものを使用するのが好ましい。融点が７０［℃］以上とすることにより転写性、耐久性が優れたトナーとすることができ、融点を１２５［℃］以下とすることにより定着時に速やかに溶融し、確実な離型効果を発揮できる。これらの離型剤の使用量は、トナーに対して１〜１５［重量％］が好適である。１［重量％］より少ない場合にはオフセット防止効果が不十分であり、１５［重量％］以上では転写性、耐久性が低下する。
【００７７】
流動性改良剤としては、疎水性シリカ、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等、従来公知のいかなる流動性改良剤をも単独あるいは混合して使用できるが、特に疎水性シリカ又は酸化チタンが流動性向上，帯電安定化及び画質安定化の点で優れている。より好ましくは疎水性シリカと酸化チタンを組み合わせて用いる場合で、流動性と帯電性の安定した良好なトナーを得ることができる。これらの流動性改良剤の使用量は、トナー重量に対し、０．１〜５［重量部］、好ましくは０．５〜２［重量部］である。
【００７８】
本実施形態で用いるトナーの製造方法としては、トナー構成材料を溶融混練後、粉砕分級して得る方法が従来の方法として一般的であるが、この方法に限らず、重合法なども含めてさまざまな方法が可能である。
重合法としては懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法などが可能であり、重合法とは異なるが溶解懸濁法、ポリマー懸濁法などの他、伸長反応法などが使用可能である。
使用するトナーの外添剤の添加方法は特に制限されず、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合機を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。
なお、トナーの重量平均粒径は３〜１２［μｍ］が好ましく、高画質化の点からは３〜８［μｍ］が特に好ましい。
【００７９】
次に、本実施形態で用いるキャリアの詳細について説明する。
補給用キャリアとしては、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、この芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。なお、補給前の現像装置４内の現像剤に含まれるキャリアとしても同様のものを用いることができる。
【００８０】
芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、５０〜９０［ｅｍｕ／ｇ］のマンガン−ストロンチウム（Ｍｎ−Ｓｒ）系材料、マンガン−マグネシウム（Ｍｎ−Ｍｇ）系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉（１００［ｅｍｕ／ｇ］以上）、マグネタイト（７５〜１２０［ｅｍｕ／ｇ］）等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク（Ｃｕ−Ｚｎ）系（３０〜８０［ｅｍｕ／ｇ］）等の弱磁化材料が好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８１】
樹脂層の材料としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００８２】
また、樹脂層には、必要に応じて導電粉等を含有させてもよく、該導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などが挙げられる。これらの導電粉の平均粒子径としては、１［μｍ］以下が好ましい。前記平均粒子径が１［μｍ］を超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
樹脂層は、例えば、シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、塗布溶液を上述した芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。この塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法などが挙げられる。
【００８３】
樹脂層の前記キャリアにおける量としては、０．０１〜５．０［質量％］が好ましい。前記量が、０．０１［質量％］未満であると、前記芯材の表面に均一な前記樹脂層を形成することができないことがあり、５．０［質量％］を超えると、前記樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
キャリアの平均粒径は、２０〜１００［μｍ］が好ましく、特に高画質を得るためには、２０〜４５［μｍ］が好ましい。
【００８４】
次に、本実施形態で用いる補給用現像剤であるプレミックストナーＴｐの詳細について説明する。
プレミックストナーＴｐは、上述した補給用トナーと補給用キャリアから構成されるが、現像装置４内の現像剤に用いられるトナーとキャリアと同じことが特に好ましい。これによりプレミックストナーＴｐが供給されても、現像装置４中の現像剤が初期剤の特性を維持しやすく、画質の変化を抑制できる。
プレミックストナーＴｐ中のキャリア濃度としては、１［質量％］〜３０［質量％］が好ましく、５［質量％］〜２０［質量％］が特に好ましい。１［質量％］より少ない場合には、現像剤劣化の抑制効果が現われにくく、３０［質量％］を超える場合には現像剤の排出量が多すぎてコストアップにつながる。
なお、キャリアはトナー中で均一に分散されている必要はない。
【００８５】
次に、本実施形態で用いるトナー濃度がプレミックストナーＴｐよりも低い現像剤である、プレミックスキャリアについて説明する。プレミックスキャリアのトナーとキャリアの比率は、キャリアとトナーが帯電してキャリア表面にトナーが付着し得る範囲ならばよく、上述したように、被覆率として１０［％］〜２００［％］の範囲となる比率が好ましい。
さらに、プレミックスキャリアと現像装置内の現像剤とを同じものを用いてもよい。トナーとキャリアの比率が同じものを使用することにより、現像剤混合の工程を一つとすることができる。現像装置内の現像剤としては、キャリア濃度は９０〜９８［質量％］が好ましく、９３〜９７［質量％］がより好ましい。現像剤の混合には公知の混合機が使用できる。
【００８６】
〔実験〕
次に、本発明の実施例と比較例とを比較する実験について説明する。
なお、本発明の実施例は後述する各実施例に限定されるものではない。
実施例用および比較例用の充填済みトナーボトル１２０として、補給用現像剤収納容器Ａ〜Ｅを用意した。これらトナーボトル１２０のトナー排出口１２２の近傍と容器底部１２６の近傍とのキャリア濃度、及び、キャリアとトナーの付着状態を次ように測定した。測定結果を表１に示す。
【００８７】
トナーボトル１２０から２±０.１［ｇ］のプレミックストナーＴｐを抜き取り、東芝ケミカル製  ＴＢ−２００を用いて、この剤からトナーをブローオフ法で除去することにより、帯電量とキャリア濃度を算出した。
プレミックストナーＴｐ中にキャリアが存在する場合、帯電量の絶対値が２［μｃ／ｇ］以上であれば、トナーとキャリアは静電的に付着していると判断できる。表１中、「○」は帯電量の絶対値が２［μｃ／ｇ］以上であることを示し、「×」は帯電量の絶対値が２［μｃ／ｇ］より小さいことを示す。
なお、トナー排出口１２２近傍のプレミックストナーＴｐはトナー排出口１２２から採取し、容器底部１２６近傍のプレミックストナーＴｐは、容器底部１２６に穴を空けて採取した。
【００８８】
【表１】
2008185804.tif 000004
【００８９】
表１で示した補給用現像剤収納容器Ａについて説明する。
リコー製  ｉｍａｇｉｏ  Ｐトナー  タイプＣ２  マゼンタトナー用のトナーボトル１２０を用意し、図８に示すようにトナー排出口１２２を上に向けた状態で、トナー排出口１２２から補給用キャリアＣａを９０［ｇ］充填し、次いで、補給用トナーＴｏを５１０［ｇ］充填した。この場合、トナーボトル１２０内のトナー排出口１２２に対して最も遠い領域は容器底部１２６の近傍となる。容器底部１２６の近傍ではほぼキャリアの層となった。この補給用現像剤収納容器Ａのトナー排出口１２２の近傍、および容器底部１２６近傍のプレミックストナーＴｐのキャリア濃度を表１に示す。
なお、補給用トナーおよび補給用キャリアは次のものを使用した。
まず、トナーについて説明する。
トナーの母体構成材料は以下のとおりである。なお、各材料の「部」は質量基準である。
結着樹脂・・・ポリエステル樹脂・・・・・・・９５部
着色剤・・・・ナフトール系マゼンタ顔料・・・  ５部
離型剤・・・・カルナバワックス・・・・・・・  ５部
帯電制御剤・・サリチル酸ジルコニウム塩・・・  １部
上述したトナー母体構成材料をヘンシェルミキサー「ＭＦ２０Ｃ／Ｉ型」（三井三池加工機  社製）に仕込み、十分攪拌混合した後、東芝機械社製２軸押出機にて溶融混練し、冷却した。次いで、重量平均粒径（Ｄ４）が５．５±０．５［μｍ］、重量平均粒径と個数平均粒径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．１５〜１．２０となるように、粉砕、分級を行い、トナー母体を作製した。このトナー母体１００部に対して、以下の添加剤をヘンシェルミキサーを用いて添加混合し、トナーとした。
トナーの添加剤は以下のとおりである。なお、各材料の「部」は質量基準である。
疎水性シリカ（平均一次粒径１２０［ｎｍ］）・・・０．８部
疎水性シリカ（平均一次粒径２０［ｎｍ］）・・・・０．８部
酸化チタン（平均一次粒径１５［ｎｍ］）・・・・・１．２部
【００９０】
次に、キャリアについて説明する。
キャリアの構成材料を以下のとおりである。なお、各材料の「部」は質量基準である。
芯材・・・・焼成フェライト粉｛  （ＭｇＯ）１．８（ＭｎＯ）４９．５（Ｆｅ２Ｏ３）４８．０  ：平均粒径；３５［μｍ］｝
コート材
アクリル樹脂溶液（固形分５０［ｗｔ％］）・・・２１．０部
グアナミン溶液（固形分７０［ｗｔ％］）・・・・６．４部
アルミナ粒子（０．３［μｍ］、固有抵抗１０１４［Ω・ｃｍ］）・・・７．６部
シリコーン樹脂溶液（固形分２３［ｗｔ％］）・・・６５．０部
アミノシラン・・・・０．３部
トルエン・・・・・・  ６０部
ブチルセロソルブ・・  ６０部
【００９１】
上述のコート材をホモミキサーで１０分間分散し、アルミナ粒子を含むアクリル樹脂及びシリコーン樹脂のブレンドコート液を得た。芯材表面にこのコート液を膜厚０．１５［μｍ］になるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。これを電気炉中にて１５０［℃］で１時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き１０６［μｍ］の篩を用いて解砕し、キャリアとした。
【００９２】
表１で示した補給用現像剤収納容器Ｂについて説明する。
補給用現像剤収納容器Ａと同じトナーボトル１２０を用意し、トナー排出口１２２を上にしてここから補給用トナーＴｏを１０２［ｇ］充填し、次いで補給用キャリアＣａを９０［ｇ］充填した。その後、再び補給用トナーＴｏを４０８［ｇ］充填した。トナーとキャリアは補給用現像剤収納容器Ａに充填したものと同じである。
キャリア充填時に最初に充填したトナー層内にキャリアが沈みこんで混ざり合ったため、キャリアだけが存在する部分はなかった。この補給用現像剤収納容器Ｂのトナー排出口１２２の近傍、および容器底部１２６の近傍のプレミックストナーＴｐのキャリア濃度を表１に示す。
【００９３】
表１で示した補給用現像剤収納容器Ｃについて説明する。
補給用現像剤収納容器Ａと同じトナーボトル１２０を用意し、トナー排出口１２２を上にしてここから補給用トナーＴｏを４９６［ｇ］充填し、次いで補給用キャリアＣａを９０［ｇ］充填した。トナーとキャリアは補給用現像剤収納容器Ａに充填したものと同じである。
キャリアの一部は、先に充填したトナー層内に沈み込んだが、トナー排出口１２２の近傍はキャリアがほとんどであった。この補給用現像剤収納容器Ｃのトナー排出口１２２の近傍、および容器底部１２６の近傍のプレミックストナーＴｐのキャリア濃度を表１に示す。
【００９４】
表１で示した補給用現像剤収納容器Ｄについて説明する。
補給用現像剤収納容器Ａと同じトナーボトル１２０を用意し、トナー排出口１２２を上にしてここからプレミックスキャリアａを１２５．３［ｇ］充填し、次いで補給用トナーを４９４．７［ｇ］充填した。プレミックスキャリアａは後述するように作成したものであり、トナーは補給用現像剤収納容器Ａに充填したものと同じである。
補給用現像剤収納容器Ｄのトナー排出口１２２の近傍、および容器底部１２６近傍のキャリア濃度を表１に示す。
ここで、プレミックスキャリアａの作成方法について説明する。
キャリア（補給用現像剤収納容器Ａに充填したものと同じ）８３．７［ｋｇ］とトナー（補給剤収納体Ａに充填したものと同じ）６．３［ｋｇ］を混合機としてのターブラーシェーカーミキサーＴ５０Ａ型（ＴＵＲＢＵＬＡ社製）を用いて混合した。混合後はキャリアとトナーが分離することなく、均一に混合されたプレミックスキャリアａが得られた。このプレミックスキャリアａのキャリアへのトナー被覆率は、１０．１［％］である。
【００９５】
表１で示した補給用現像剤収納容器Ｅについて説明する。
補給用現像剤収納容器Ａと同じトナーボトル１２０を用意し、トナー排出口１２２を上にしてここからプレミックスキャリアｂを６１．８［ｇ］充填し、次いで補給用トナーＴｏを５１３．２［ｇ］充填した。プレミックスキャリアｂは後述するように作成したものであり、トナーは補給用現像剤収納容器Ａに充填したものと同じである。
補給用現像剤収納容器Ｅのトナー排出口１２２の近傍、および容器底部１２６近傍のキャリア濃度を表１に示す。
ここで、プレミックスキャリアｂの作成方法について説明する。
キャリア（補給用現像剤収納容器Ａに充填したものと同じ）１８６［ｋｇ］とトナー（補給用現像剤収納容器Ａに充填したものと同じ）１４［ｋｇ］をターブラーミキサーを用いて混合した。混合後はキャリアとトナーが分離することなく、均一に混合されたプレミックスキャリアｂが得られた。このプレミックスキャリアｂのキャリアへのトナー被覆率は、４９．７［％］である。
【００９６】
次に、本実験で用いる実施例１について説明する。
リコー製複写機  ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００のトナー補給装置を単独で動作するように改造し、このマゼンタユニットに補給用現像剤剤収納容器Ａをセットして、キャリア補給性を評価した。なお補給用現像剤剤収納容器Ａは、セット前に上下に１０回振っている。
【００９７】
次に、本実験の実験方法と、実験結果の評価方法について説明する。
キャリア補給性を評価する実験方法と評価方法とは次のとおりである。
トナー補給装置の吸引ポンプが駆動間隔１分で１回に２秒間駆動し、サブホッパーの搬送スクリュが駆動間隔１０秒で１回に０．６秒駆動するように設定した。サブホッパーの補給口下方にはプレミックストナーＴｐを受ける容器があり、補給量が自動計量できるようになっている。トナー補給装置に補給用現像剤剤収納容器Ａを１本セットして補給動作を開始し、サブホッパー内のトナーエンドセンサーがトナーエンドを検知して駆動が止まるまで、連続して補給を続けた。
充填したプレミックストナーＴｐの量と駆動停止後の排出量の差から、補給用現像剤剤収納容器Ａ内に残ったプレミックストナーＴｐの質量が確認できる。さらに残存したプレミックストナーＴｐをブローしてトナーを除去し、トナー除去後の質量からキャリア質量が確認できる。プレミックストナーＴｐの残存量が２０［ｇ］より少なく、かつキャリアの残量が充填したキャリアの所定量の１０［質量％］以内ならば、補給性に問題ない。
また、排出途中、充填したプレミックストナーＴｐの量の１／４量±１０［ｇ］が排出された時、および３／４量±１０［ｇ］が排出された時に排出されたプレミックストナーＴｐを採取し、排出されたプレミックストナーＴｐの帯電量とキャリア濃度を測定した。帯電量からキャリアとトナーの付着状態が判断でき、キャリア濃度からキャリアの分散状態を確認できる。
キャリア補給性の評価結果を表２に示す。
【００９８】
【表２】
2008185804.tif 000005
【００９９】
表２に示しように、実施例１では、補給開始直後はキャリアの排出はなく、１／４量排出後も充填時のキャリア濃度に対して排出されるキャリアの量が少ないが、その後は増えて、プレミックストナーＴｐの排出終了後にトナーボトル１２０内にキャリアが特に多く残ることはなかった。
【０１００】
多数枚数出力を評価する実験方法と評価方法とは次のとおりである。
リコー製複写機  ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００の改造機を用いる。改造は、現像装置内の現像剤が内容量に応じて現像装置から排出され、これが回収されるようにしたものである。
上下に１０回振った補給用現像剤収納容器Ａをトナー補給装置にセットし、上述したプレミックスキャリアｂと同じ組成の現像剤を４５０［ｇ］現像装置に充填し、画像面積率５［％］のＡ４マゼンタ画像で１０万枚の連続出力を行なった。画像出力中、トナーエンドを検知して出力が止まったところで、新たな補給用現像剤収納容器Ａに交換した。この時にも補給用現像剤収納容器Ａは上下に１０回振っている。
連続出力前後に以下の評価を行った。各評価項目がランク３以上であれば、問題ない画質が得られていると判断した。また、初期に対して１０万枚出力後の評価項目が２ランクより多く悪化していなければ、現像剤劣化が抑制されていると判断した。
多数枚出力の評価の結果を表３に示す。
【０１０１】
【表３】
2008185804.tif 000006
【０１０２】
実施例１では、トナーボトル１２０の１本分が補給される間に、キャリア補給量にばらつきはあるが、画質の低下は少なく抑えられた。
以下、表３に示す各項目の評価基準について説明する。
【０１０３】
画像濃度の評価方法は次のとおりである。
リコー製  ＰＰＣ用紙（タイプ６２００  Ａ４）の角部４ヶ所（用紙の余白２±０．５［ｃｍ］を残して）および中央部１ヶ所に１インチ×１インチのベタ画像を出力し、これら５点の画像濃度を測定した。画像濃度は分光計（Ｘ−ライト社製、９３８  スペクトロデンシトメータ）で測定した。平均値が１．２以上であれば、問題ない画像濃度である。
表３に示すランクの基準は次のとおりである。
ランク５・・・画像濃度１．４以上
ランク４・・・画像濃度１．３〜１．４
ランク３・・・画像濃度１．２〜１．３
ランク２・・・画像濃度１．１〜１．２
ランク１・・・画像濃度１．１未満
【０１０４】
地汚れの評価方法は次のとおりである。
リコー製  ＰＰＣ用紙（タイプ６２００  Ａ４）に白ベタ画像を出力し、画像濃度測定用と同じ場所５点について画像濃度を測定した。装置を通さない同じ種類の白紙についても、同じ場所５点の画像濃度を測定した。それぞれの平均値から地肌汚れの評価を行った。ここで、全く地肌汚れがない状態においては、画像の濃度は紙の濃度と同等な値を示し、該濃度が大きいほど地肌汚れは悪い結果となる。許容範囲はランク３以上である。
表３に示すランクの基準は次のとおりである。なお、このランクは、通紙しない白紙濃度からの増加量である。
ランク５・・・０．００２以下
ランク４・・・０．００２〜０．００５
ランク３・・・０．００５〜０．０１０
ランク２・・・０．０１０〜０．０２０
ランク１・・・０．０２０より大きい
【０１０５】
転写性の評価方法は次のとおりである。
１インチ×１インチの黒ベタ部が地肌部をはさんで４列×４行に並んだ画像を出力する途中で、装置を強制的に停止し、感光体上に転写前のベタ部があり、かつ転写ベルト上に転写後のベタ部がある状態とする。転写前後のベタ部について、付着トナー量を比較することにより転写率を算出する。なお、トナー付着量はテープにベタ部のトナーを転写させ、テープ転写後から転写前の重量を引いた値である。
転写率［％］＝転写後のベタ部付着量［ｍｇ］÷転写前のベタ部付着量［ｍｇ］×１００
転写性のランクの許容範囲はランク３以上である。
表３に示すランクの基準は次のとおりである。
ランク５・・・９５［％］以上
ランク４・・・９２．５〜９５［％］
ランク３・・・９０〜９２．５［％］
ランク２・・・８５〜９０［％］
ランク１・・・８５［％］未満
【０１０６】
次に、本実験で用いる実施例２について説明する。
実施例２は、補給用現像剤収納容器Ａの代わりに補給用現像剤収納容器Ｂを用いる以外は、実施例１と同じ方法で実験を行い、キャリア補給性の評価と多数枚出力評価を行った。
表２に示すように排出開始直後はキャリアの排出はないが、キャリアとトナーが帯電して付着した状態のため、キャリアが分散されやすく、実施例１よりも早くにキャリア充填率に近いキャリア濃度となった。またキャリア補給量のばらつきが小さくなった。このような充填済みトナーボトル１２０では、多数枚出力後でもほとんど画質が低下しなかった。
【０１０７】
次に、本実験で用いる比較例１について説明する。
比較例１は、補給用現像剤収納容器Ａの代わりに補給用現像剤収納容器Ｃを用いる以外は、実施例１と同じ方法で実験を行い、キャリア補給性の評価と多数枚出力評価を行った。
トナーボトル１２０は装着する前に振っているが、排出開始からキャリア濃度がキャリア充填率よりもかなり高めの状態が続いた。そのため途中からは、逆にキャリア濃度がかなり低い状態となった。このようにばらつきの大きいトナーボトル１２０では、多数枚出力後の画質の低下が大きかった。
【０１０８】
次に、本実験で用いる実施例３について説明する。
実施例２では補給用現像剤収納容器Ｂを補給装置に装着する前に振ったが、ここでは振らずに装着した。これ以外は実施例２と同じ方法で実験を行い、キャリア補給性の評価と多数枚出力評価を行った。
表３に示すように評価結果は実施例２より劣るが、多数枚出力後の画質の低下を少なく抑えられた。実施例３によって、トナーボトル１２０を振らずに装着しても、補給用現像剤収納容器Ｂでは多数枚出力後の画質の低下を少なく抑えることを確認することができた。
【０１０９】
次に、本実験で用いる比較例２について説明する。
比較例１では補給用現像剤収納容器Ｃを補給装置に装着する前に振ったが、ここでは振らずに装着した。これ以外は比較例１と同じ方法で実験を行い、キャリア補給性の評価と多数枚出力評価を行った。
比較例２では、補給開始直後はほとんどキャリアだけが排出する状態であり、その後すぐに補給装置が止まった。サブホッパーでキャリアが詰まり、プレミックストナーＴｐは現像装置まで供給されていなかった。そのため多数枚出力評価はできなかった。
【０１１０】
次に、本実験で用いる実施例４について説明する。
実施例４は、補給用現像剤収納容器Ｂの代わりに補給用現像剤収納容器Ｄを用いる以外は、実施例３と同じ方法で実験を行い、キャリア補給性の評価と多数枚出力評価を行った。
実施例４は、実施例１よりキャリア充填率が高く、かつ、装着前にトナーボトル１２０を振っていないが、キャリアとトナーを混合した現像剤であるプレミックスキャリアの状態で、先にトナーボトル１２０に充填することにより、補給開始からしばらくキャリア補給量は少ないが、その後のばらつきは小さく、キャリア充填率に対して極端にキャリア濃度が高くなることはなかった。また、トナーボトル１２０に残ったキャリア量は実施例１より少なくなった。
【０１１１】
次に、本実験で用いる実施例５について説明する。
実施例５は、補給用現像剤収納容器Ｂの代わりに補給用現像剤収納容器Ｅを用いる以外は、実施例３と同じ方法で実験を行い、キャリア補給性の評価と多数枚出力評価を行った。
実施例４よりキャリアへのトナー被覆率を高くしたことにより、キャリア補給量のばらつきが小さくなった。また、実施例１〜４よりもキャリア充填率が低いが、多数枚出力後の画質低下はほとんどなかった。
【０１１２】
以上、本実施形態によれば、現像剤収納容器であるトナーボトル１２０に補給用トナーＴｏと補給用キャリアＣａとからなる補給用現像剤であるプレミックストナーＴｐを充填するとき、補給用キャリアＣａを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填することにより、プレミックストナーＴｐを充填した後のトナーボトル１２０の現像剤排出口であるトナー排出口１２２の近傍に存在するプレミックストナーＴｐがキャリアのみとならない状態でプレミックストナーＴｐをトナーボトル１２０に充填することができる。このため、トナー排出口１２２の近傍に存在するプレミックストナーＴｐはトナーとキャリアとからなる現像剤、またはトナーとなり、このトナーボトルを用いたプレミックストナーＴｐの補給開始時にはトナーボトル１２０のトナー排出口１２２からトナーとキャリアとからなる現像剤またはトナーを排出することができる。
また、トナーボトル１２０にプレミックストナーＴｐを充填するとき、補給用キャリアＣａを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填すると、現像剤収納体であるトナー収納体１２１に収納されるプレミックストナーＴｐの全体に含まれるキャリアの割合に対して、トナー排出口１２２の近傍に存在するプレミックストナーＴｐに含まれるキャリアの割合が小さくなる。すなわち、トナー排出口１２２の近傍に存在するプレミックストナーＴｐはトナーのみか、全プレミックストナーＴｐの平均のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度の現像剤となっている。トナーボトル１２０内のプレミックストナーＴｐは、トナーとキャリアとが均一に混合されていれば、粉体ポンプであるトナーポンプ６０によって搬送可能となるように、トナーとキャリアとの割合を決定する。そのため、全プレミックストナーＴｐの平均のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度の現像剤がトナーボトル１２０から排出された場合、トナーポンプ６０によって問題なく現像装置４まで搬送することができる。また、トナーのみが排出された場合でもトナーポンプ６０によって問題なく現像装置４まで搬送することができる。
また、トナーボトル１２０にプレミックストナーＴｐを充填するとき、補給用キャリアＣａを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填すると、トナーボトル１２０内のトナー排出口１２２に対して最も遠い領域である容器底部１２６近傍に存在するプレミックストナーＴｐに含まれるキャリアの割合に対してトナー排出口１２２の近傍に存在するプレミックストナーＴｐに含まれるキャリアの割合が小さくなる。このとき、容器底部１２６近傍に存在するプレミックストナーＴｐがキャリアのみであっても、トナー排出口１２２の近傍は、容器底部１２６近傍よりもキャリア濃度が低いため、トナー排出口１２２の近傍は、トナーのみまたは、トナーとキャリアとからなる現像剤である。このため、このトナーボトル１２０を用いたプレミックストナーＴｐの補給開始時にはトナーボトル１２０のトナー排出口１２２からトナーとキャリアとからなる現像剤またはトナーを排出することができる。
また、補給用キャリアをトナーボトル１２０に充填するときには、プレミックストナーＴｐよりもトナーを含有する割合が小さいトナーとキャリアとからなる現像剤であるプレミックスキャリアを充填し、このプレミックスキャリアとキャリアを含まないトナーとをそれぞれトナーボトル１２０に充填することにより、あらかじめキャリアをトナーの一部と混合することができる。これにより、プレミックスキャリア内のキャリアとトナーとが帯電し、トナーボトル１２０の補給開始前から、トナーが被覆しないキャリアが存在しにくくなる。したがって、トナーボトル１２０のトナー排出口１２２からキャリアだけが排出することがほとんどない。
また、プレミックスキャリアに含まれるキャリアに対するトナーの被覆率を２５［％］以上とすることにより、トナーが被覆しないキャリアが存在しにくくなる。さらに、プレミックスキャリアに含まれるキャリアに対するトナーの被覆率を１００［％］以下とすることにより、キャリアに付着できないトナーが多くなることに起因する混合機の中でキャリアが偏在することを防止することができる。
また、トナーボトル１２０にプレミックストナーＴｐを充填するとき、プレミックスキャリアを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填することにより、プレミックストナーＴｐを充填した後のトナーボトル１２０の現像剤排出口であるトナー排出口１２２の近傍に存在するプレミックストナーＴｐがキャリアのみとならない状態でプレミックストナーＴｐをトナーボトル１２０に充填することができる。このため、トナー排出口１２２の近傍に存在するプレミックストナーＴｐはトナーとキャリアとからなる現像剤、またはトナーとなり、このトナーボトルを用いたプレミックストナーＴｐの補給開始時にはトナーボトル１２０のトナー排出口１２２からトナーとキャリアとからなる現像剤またはトナーを排出することができる。さらに、プレミックスキャリアの状態で充填することにより、トナーが被覆しないキャリアが存在しにくくなるため、トナーボトル１２０内のプレミックストナーＴｐの量が残り少なくなっても、トナーボトル１２０内にキャリアのみが存在することを防止することができる。このため、補給終了後のトナーボトル１２０内に残るキャリアの量を少なくすることができる。
また、プレミックスキャリアを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填することにより、プレミックストナーＴｐを充填された充填済み現像剤収納容器である充填済みのトナーボトル１２０であれば、このトナーボトル１２０を用いた補給開始時に、トナー排出口１２２からキャリアのみが排出されることを防止することができる。
さらに、プレミックスキャリアを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填することにより、トナーボトル１２０内のキャリアが先に全て排出されてしまい、トナーボトル１２０内にトナーのみが残ることを防止することができる。トナーボトル１２０のセット時にプレミックスキャリアがトナー排出口１２２に全てたまっていると、プレミックスキャリアが全て排出されてしまった後に残るのはトナーのみとなってしまうことになる。このような状態になると、上述した現像剤量の変化により順次現像装置４内から現像剤を排出させる現像装置４では、現像装置４内からキャリアが排出されていくものの、補給がなされない状態になり、現像装置４内において、キャリア不足等が発生してしまう。一方、プレミックスキャリアを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填した場合には、セットした後、現像装置４への補給動作を行っている間に、トナーよりも比重の重いキャリアは分散しながらトナー排出口１２２へと下がっていく。このため、現像装置４内にキャリアの補充に関して断続的に行うことが可能となり、上述したような、いきなりキャリアを全て補給してしまうものに比して現像装置４内でキャリア不足が生じるという不具合を防止することができる。
また、トナーボトル１２０のトナー収納体１２１を略密閉に、且つ、変形可能に構成し、プレミックストナーＴｐを外部に排出することによりトナー収納体１２１の容積が減少することにより、使用後のトナーボトル１２０を小さく丸めて回収することができる。これにより、使用済みのトナーボトル１２０の一次保管スペースの省スペース化を図ることができ、さらに、回収時の運搬コストの低減を図ることができる。なお、このような変形可能なトナーボトル１２０であれば、トナー収納体１２１内に攪拌部材を設けることができない。そのため、プレミックストナーＴｐの充填方法によっては、補給開始時に、キャリアのみが排出されるおそれがある。しかし、本実施形態のように、プレミックスキャリアを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填することにより、プレミックストナーＴｐを充填された充填済みのトナーボトル１２０であれば、このトナーボトル１２０を用いた補給開始時に、トナー排出口１２２からキャリアのみが排出されることを防止することができる。
また、トナーボトル１２０を現像剤補給装置であるトナー補給装置５００に装着するときには、図５、図６及び図７に示すようにトナー排出口１２２が最下部となるように装着されることにより、トナーボトル１２０内のプレミックストナーＴｐは下方から排出される。これにより、プレミックストナーＴｐの排出に伴うトナーボトル１２０内のプレミックストナーＴｐの動きが生じやすくなる。そして、トナーよりも比重が重いキャリアがトナー排出口１２２の方向に移動しやすくなる。この結果、プレミックストナーＴｐの充填時に補給用キャリアＣａを先に充填することで、容器底部１２６の近傍に偏在しているキャリアが徐々２分散し、キャリアがトナーと共に排出されて、トナーボトル１２０内にキャリアが残りにくくなる。
また、トナーボトル１２０内のトナーとキャリアが帯電して、静電的に付着していることが好ましい。このような状態で存在すれば、キャリア表面からトナーが遊離しにくく、帯電により周囲のトナーもキャリアに付着しやすくなり、キャリア同士が凝集することを防止する。これにより、トナー排出口１２２からキャリアのみが排出されることを抑制することができる。
また、現像剤補給装置であるトナー補給装置５００の現像剤収納容器が、キャリアを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填することにより、プレミックストナーＴｐを充填された充填済みのトナーボトル１２０であれば、このトナーボトル１２０を用いた補給開始時に、トナー排出口１２２からキャリアのみが排出されることを防止することができる。補給開始時にキャリアのみが排出されることを防止することができるので、粉体ポンプであるトナーポンプ６０の負圧によってプレミックストナーＴｐを搬送する構成であっても、キャリアが詰まることによって搬送が不能となることを防止することができる。
また、画像形成装置としての複写機が、現像剤補給手段としてトナー補給装置５００を用いることにより、プレミックストナーＴｐを現像装置４に安定して補給することができるので、安定した画像形成を行うことができる。
また、充填済み現像剤収納容器であるトナーボトル１２０を製造する製造方法について、キャリアを充填し、次いで補給用トナーＴｏを充填することにより、プレミックストナーＴｐを充填された充填済みのトナーボトル１２０であれば、このトナーボトル１２０を用いた補給開始時に、トナー排出口１２２からキャリアのみが排出されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】現像装置及び感光体の概略構成図。
【図３】現像装置内の現像剤の流れの模式図。
【図４】現像装置の外観斜視図。
【図５】トナー補給装置の斜視説明図。
【図６】トナー補給装置の断面説明図。
【図７】トナーボトルの外観斜視図。
【図８】現像剤充填装置の説明図。
【符号の説明】
【０１１４】
１      感光体
２      排出搬送路
４      現像装置
６０    トナーポンプ
９４    現像剤排出口
９５    トナー補給口
１００  プリンタ部
１２０  トナーボトル
１２１  トナー収納体
１２２  トナー排出口
１３０  口金部材
５００  トナー補給装置
６００  現像剤充填装置
６１０  トナー充填装置
６１２  トナー供給口
６１４  トナー充填ノズル
６１５  トナー貯留部
６２０  キャリア充填装置
６２１  キャリア供給口
６２２  キャリア貯留部
６２３  キャリア充填ノズル
６３０  脱気装置
６３１  脱気ノズル
Ｔｐ    プレミックストナー
Ｔｏ    補給用トナー
Ｃａ    補給用キャリア
【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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【図８】
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