(57)【要約】【課題】衝撃付与手段によってトナーカートリッジに付与する衝撃力が画像に悪影響を及ぼさない程度に小さくても、トナーカートリッジからトナーを良好に排出させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】使用可能なトナーとして、フロー式粒子像測定器を用いて求められたトナー粒子の平均円形度が０．９４以上、１．００以下という要件を具備するものを指定した。この指定については、その要件を満たすトナーをトナーカートリッジにセットした状態で画像形成装置を出荷するなどして行えばよい。【選択図】  図１
2004233843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の粉体を排出するための排出口が床面に形成された粉体収容器と、該粉体収容器に衝撃を付与する衝撃付与手段とを有し、該衝撃付与手段による衝撃の付与に伴って該粉体収容器内の粉体を該排出口に向けて移動させて該排出口から排出する粉体排出装置において、
使用可能な上記粉体として、フロー式粒子像測定器を用いて求められた粉粒子の平均円形度が０．９４以上、１．００以下であるものを指定したことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項２】
請求項１の粉体排出装置において、
使用可能な上記粉体として、上記平均円形度が０．９６以上であるものを指定したことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項３】
請求項１又は２の粉体排出装置において、
使用可能な上記粉体として、重合法によって製造されたものを指定したことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の粉体排出装置において、
上記衝撃付与手段として、上記粉体収容器をこれの支持手段とともに移動させながら、０．１［ｍ／ｓｅｃ］以上、０．６［ｍ／ｓｅｃ］以下の移動速度変化を生起せしめるのに伴って該粉体収容器に衝撃を付与するものを用いるとともに、上記粉体収容器及び支持手段として、これらの総重量が０．３［ｋｇｆ］以上、２［ｋｇｆ］以下であるものを用いたことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の粉体排出装置において、
上記粉体収容器として、粉体を収容する変形自在な変形収容部と、これの底に固定された底補強部材とを有するものを用いたことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項６】
内部に粉体を収容しており、且つその粉体を排出するための排出口が床面に形成された粉体収容器と、該粉体収容器に衝撃を付与する衝撃付与手段とを有し、該衝撃付与手段による衝撃の付与に伴って該粉体収容器内の粉体を該排出口に向けて移動させて該排出口から排出する粉体排出装置であって、
上記粉体は、フロー式粒子像測定器を用いて求められた粉粒子の平均円形度が０．９４以上、１．００以下であることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項７】
粉状のトナーを排出するトナー排出装置と、これから排出されるトナーを用いてトナー像を形成するトナー像形成手段とを備える画像形成装置において、上記トナー排出装置として、請求項１、２、３、４、５又は６の粉体排出装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部の粉体を排出するための排出口が床面に形成された粉体収容器と、該粉体収容器に衝撃を付与する衝撃付与手段とを有する粉体排出装置、及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、画像形成用のトナーを収容するトナー収容器を用いるものが知られている。例えば、潜像担持体上に形成した静電潜像を現像器によってトナー像に現像する電子写真方式の画像形成装置では、トナーを必要に応じてトナー収容部から現像器に補給している。また例えば、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナーを記録紙等に付着させてトナー像を形成するいわゆる直接記録方式の画像形成装置では、トナーを必要に応じてトナー収容部からトナー飛翔装置に補給している。トナー収容器としては、現像器やトナー飛翔装置に一体的に設けられる固定式のものや、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるカートリッジ式のものがある。このうち、カートリッジ式のトナー収容器（以下、トナーカートリッジという）を用いる画像形成装置においては、ほぼ空になったトナーカートリッジが新たなものと交換されることで、装置本体にトナーが補充されることになる。このとき、使用済みのトナーカートリッジ内に多量のトナーが残っていると、トナーの無駄な廃棄を招いてランニングコストを上昇させるばかりでなく、環境にも好ましくない。よって、使用済みのトナーカートリッジに残留するトナー量をできるだけ少なくすることが望ましい。
【０００３】
トナーを無駄なく排出し得るトナーカートリッジとしては、例えば図１５に示すように、オーガと呼ばれる可動部材１１２を備えるものが知られている。このトナーカートリッジ１１１では、内部のトナーを排出口１１１ａに向けて搬送する可動部材１１２を備えることで、トナーを無駄なく排出することができる。
また例えば、図１６に示すようなスクリューボトルと呼ばれるトナーカートリッジも知られている。同図において、スクリューボトル２１１は、円筒状に成形され、その内周面には螺旋状の突起２１２が形成されている。スクリューボトル２１１が円周方向に回転せしめられると、ボトル内のトナーが螺旋状の突起２１２に沿って排出口２１１ａに向けて移動し、排出口２１１ａから無駄なく排出される。
【０００４】
しかしながら、図１５に示したトナーカートリッジ１１１では、その内部に可動部材１１２を設けているために、交換コストを高くするという不具合がある。更に、外部からの駆動力が伝わる駆動軸１１２ａ等の駆動伝達系と、容器筺体とのシール性を確保する都合上、どうしても構造が複雑になる。そして、このことにより、交換コストのアップに拍車をかけてしまう。
また、図１６に示したスクリューボトル２１１では、可動部材を必要としないシンプルな構造になっているが、螺旋状の突起２１２の必要性から円筒状の形状にならざるを得ず、直方体のものに比べて内部容量を少なくしてしまう。更に、交換時に手が滑りやすく、取り扱い性を悪化させるという不具合もあった。
【０００５】
そこで、本発明者らは先に、特許文献１に記載のトナー排出装置を提案した。このトナー排出装置は、内部に収容している粉体たるトナーを排出するための排出口が床面に形成されたトナーカートリッジと、これに衝撃を付与する衝撃付与手段とを有している。そして、衝撃付与手段による衝撃の付与に伴ってトナーカートリッジ内のトナーを床面の排出口に向けて移動させて排出口から排出する。かかる構成のトナー排出装置では、衝撃の付与によってトナーをトナーカートリッジ内で排出口に向けて移動させることで、可動部材を有していないトナーカートリッジでもトナーを無駄なく排出させることができる。よって、可動部材を使い捨てすることや、駆動伝達系のシール性確保のために構造を複雑化させることによるコストアップを解消することができる。更に、トナーカートリッジの内周面に螺旋状の突起を設ける必要がないため、その形状に直方体などを採用することが可能になる。よって、収容効率が高く且つ取り扱い性に優れたトナーカートリッジを使用することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−４６８４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このトナー排出装置では、トナーカートリッジに与える衝撃力の強さによってトナーの排出性が左右される。そして、排出性の向上のために衝撃力を強くしすぎると、画像形成装置に大きな振動が伝わって画像に悪影響を及ぼすことがある。このため、悪影響を及ぼさない程度に衝撃力の強さを留めるのであるが、そうすると、面積率の比較的高い画像を連続出力する場合に、トナー排出量を連続出力に伴うトナー消費に追従させることができなくなるおそれがあった。なお、画像形成剤としてトナーではなく、顔料などといった他の粉体を用いる場合にも同様の問題を生ずるおそれがある。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような粉体排出装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。即ち、衝撃付与手段によってトナーカートリッジ等の粉体収容器に付与する衝撃力が画像に悪影響を及ぼさない程度に小さくても、粉体収容器から粉体を良好に排出させることができる粉体排出装置等である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部の粉体を排出するための排出口が床面に形成された粉体収容器と、該粉体収容器に衝撃を付与する衝撃付与手段とを有し、該衝撃付与手段による衝撃の付与に伴って該粉体収容器内の粉体を該排出口に向けて移動させて該排出口から排出する粉体排出装置において、使用可能な上記粉体として、フロー式粒子像測定器を用いて求められた粉粒子の平均円形度が０．９４以上、１．００以下であるものを指定した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の粉体排出装置において、使用可能な上記粉体として、上記平均円形度が０．９６以上であるものを指定した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又は２の粉体排出装置において、使用可能な上記粉体として、重合法によって製造されたものを指定した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又は３の粉体排出装置において、上記衝撃付与手段として、上記粉体収容器をこれの支持手段とともに移動させながら、０．１［ｍ／ｓｅｃ］以上、０．６［ｍ／ｓｅｃ］以下の移動速度変化を生起せしめるのに伴って該粉体収容器に衝撃を付与するものを用いるとともに、上記粉体収容器及び支持手段として、これらの総重量が０．３［ｋｇｆ］以上、２［ｋｇｆ］以下であるものを用いた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、３又は４の粉体排出装置において、上記粉体収容器として、粉体を収容する変形自在な変形収容部と、これの底に固定された底補強部材とを有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、内部に粉体を収容しており、且つその粉体を排出するための排出口が床面に形成された粉体収容器と、該粉体収容器に衝撃を付与する衝撃付与手段とを有し、該衝撃付与手段による衝撃の付与に伴って該粉体収容器内の粉体を該排出口に向けて移動させて該排出口から排出する粉体排出装置であって、上記粉体は、フロー式粒子像測定器を用いて求められた粉粒子の平均円形度が０．９４以上、１．００以下であることを特徴とするものである。
また、請求項７発明は、粉状のトナーを排出するトナー排出装置と、これから排出されるトナーを用いてトナー像を形成するトナー像形成手段とを備える画像形成装置において、上記トナー排出装置として、請求項１、２、３、４、５又は６の粉体排出装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
これらの発明において、請求項１の構成を備えるものでは、使用可能なものとしてユーザーに対して指定された平均円形度０．９４以上１．００以下という要件の粉体が用いられる限り、画像に悪影響を及ぼさない程度の小さな衝撃力が付与された粉体収容器内で、粉体を良好に流動せしめて排出口から排出することができる。具体的には、衝撃付与手段によって衝撃が付与される粉体収容器の排出口からの粉体排出性は、その衝撃力の大きさの他、粉体の流動性によっても左右される。そして、粉体の流動性は、その粉体を構成する個々の粒子の平均円形度によって左右され、平均円形度が大きくなるほど、流動性が向上する。そこで、本発明者らは後述する実験例を実施して、画像に悪影響を及ぼさない衝撃力の範囲を調査した。そして、その範囲内の衝撃力を粉体収容器たるトナーカートリッジに付与した場合におけるトナーの平均円形度とトナー排出性との関係について調査してみた。すると、フロー式粒子像測定器を用いて求められた平均円形度が０．９４以上、１．００以下のトナーであれば、その衝撃力の範囲内で、トナー収容器内から良好に排出させることができた。そこで、本発明においては、使用可能な粉体として、平均円形度が０．９４以上、１．００以下であるものを指定しているのである。そうすれば、使用可能な粉体として指定した要件（０．９４〜１．００）を満たす粉体が用いられる限り、衝撃付与手段によって粉体収容器に付与する衝撃力が画像に悪影響を及ぼさない程度に小さくても、粉体収容器から粉体を良好に排出させることができる。なお、上記要件の指定については、例えば、その要件を満たす粉体を粉体収容器にセットした状態でトナー排出装置や画像形成装置を出荷することによって行えばよい。また例えば、上記要件を満たす粉体を、トナー排出装置や画像形成装置とともに梱包して出荷することによって行ってもよい。また例えば、上記要件、あるいはこれを満たす粉体の製品番号や商品名などを、トナー排出装置や画像形成装置の本体や取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって上記要件、製品番号、商品名などを通知することによって行ってもよい。
また、請求項６の構成を備えるものでは、粉体収容器に初期投入されていた粉体と同じものが用いられる限り、画像に悪影響を及ぼさない程度の小さな衝撃力が付与された粉体収容器内で、粉体を良好に流動せしめて排出口から排出することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、タンデム方式のカラーレーザープリンタ（以下「プリンタ」という）について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。このプリンタは、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組のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、言うまでもなく、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの他には、光書込ユニット２、中間転写ユニット３、２次転写バイアスローラ４、レジストローラ対５、給紙カセット６、ベルト定着方式の定着ユニット７などが配設されている。光書込ユニット２は、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するドラム状の感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００１２】
図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、イエロー用のプロセスユニット１Ｙの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスユニット１Ｍ，Ｃ，Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。同図において、プロセスユニット１Ｙは、感光体１０Ｙ、帯電器１１Ｙ、現像器２０Ｙ、ドラムクリーニング装置１２Ｙ、図示しない除電器などを有している。
【００１３】
上記帯電器１１Ｙは、交流電圧が印加される帯電ローラ１３Ｙを感光体１０Ｙに摺擦させることで、ドラム表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施された感光体１０Ｙの表面には、上記光書込ユニット（図１の２）によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、ドラム表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器２０Ｙによって現像されてＹトナー像となる。なお、帯電器１１Ｙとして、帯電ローラ方式のものに代えて、チャージャー方式やブラシ方式などといった他の方式のものを用いてもよい。
【００１４】
上記現像器２０Ｙは、現像ケース２１Ｙの開口から一部露出させるように配設された現像ロール２２Ｙを有している。また、第１搬送スクリュウ２３Ｙ、第２搬送スクリュウ２４Ｙ、現像ドクタ２５Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）２６Ｙ、トナー受入ホッパ２７Ｙなども有している。
【００１５】
上記現像ケース２１Ｙには、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は上記第１搬送スクリュウ２３Ｙ、第２搬送スクリュウ２４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ロール２２Ｙの表面に担持される。そして、上記現像ドクタ２５Ｙによってその層厚が規制されてから感光体１０Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体１０Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体１０Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した二成分現像剤は、現像ロール２２Ｙの回転に伴って第１搬送スクリュウ２３Ｙ上に戻される。
【００１６】
上記第１搬送スクリュウ２３Ｙと、上記第２搬送スクリュウ２４Ｙとの間には仕切壁２８Ｙが設けられている。この仕切壁２８Ｙにより、現像ロール２２Ｙや第１搬送スクリュウ２３Ｙ等を収容する第１剤収容部と、第２搬送スクリュウ２４Ｙを収容する第２剤収容部とが現像ケース２１Ｙ内で分かれている。第１搬送スクリュウ２３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１剤収容部内の二成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ロール２２Ｙに供給する。第１搬送スクリュウ２３Ｙによって上記第１剤収容部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁２８Ｙに設けられた図示しない開口部を通って上記第２剤収容部内に進入する。第２剤収容部内において、第２搬送スクリュウ２４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１剤収容部から送られてくる二成分現像剤を第１搬送スクリュウ２３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュウ２４Ｙによって第２剤収容部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁２８Ｙに設けられたもう一方の開口部（図示せず）を通って第１剤収容部内に戻る。このようにして、二成分現像剤は、第１剤収容部→現像ロール→第１剤収容部→第２剤収容部→第１剤収容部という循環経路を搬送される。
【００１７】
上記第２剤収容部の天井には、トナー受入ホッパ２７Ｙが上広がりの状態で現像器２０Ｙ外部と第２剤収容部内とを連通させるように設けられている。このトナー受入ホッパ２７Ｙには、図示しないＹトナー排出装置から排出されたＹトナーが重力落下してくる。そして、トナー受入ホッパ２８Ｙに案内された第２剤収容部内に補給される。
【００１８】
透磁率センサからなるＴセンサ２６Ｙは、上記第２剤収容部の現像剤搬送方向中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ２６ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ２６Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他の現像器に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹ用のトナー排出装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｔセンサ４６Ｙからの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹ用のトナー排出装置を駆動制御して第２剤収容部内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像器２０Ｙ内の二成分現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００１９】
先に示した図１において、定着ユニット７の図中左側方には、補給用のＹトナー、Ｍトナー、Ｃトナー、Ｋトナーを収容する粉体収容器たる４つのトナーカートリッジ３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配設されている。これらトナーカートリッジ５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図中手前側（本体正面側）から奥側に向かってのスライド移動によってプリンタ本体に装着されるようになっている。上述のＹ用のトナー排出装置には、これらのトナーカートリッジ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１ＫのうちのＹトナーカートリッジ３１Ｙが取り付けられており、そのＹトナーカートリッジ３１Ｙ内に収容されているＹトナーを現像器２０Ｙに向けて排出する。他色についても同様で、それぞれの色のトナー排出装置から排出されたＭ，Ｃ，Ｋトナーが、それぞれ対応する色の現像器に補給される。この補給については、上記制御部によって実施されるＹ用Ｖｔｒｅｆに基づいたＹ用のトナー排出装置の制御と同様にして、Ｍ，Ｃ，Ｋ用Ｖｔｒｅｆに基づいたＭ，Ｃ，Ｋ用のトナー排出装置の制御によって行われる。
【００２０】
Ｙ用の感光体１０Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルトに中間転写される。中間転写後の感光体１０Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置１２Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた後、除電ランプによって除電される。そして、帯電器１１Ｙによって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他のプロセスユニットについても同様である。
【００２１】
上記中間転写ユニット３は、中間転写ベルト８、駆動ローラ８ａ、張架ローラ８ｂ，８ｃ、ベルトクリーニング装置９、４つの中間転写バイアスローラ１４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。中間転写ベルト８は、駆動ローラ８ａ、張架ローラ８ｂ，８ｃにテンション張架されながら、図示しない駆動系によって回転せしめられる駆動ローラ８ａによって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの中間転写バイアスローラ１４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図示しない電源から中間転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト８をその裏面から感光体１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ中間転写ニップを形成する。各中間転写ニップには、上記中間転写バイアスの影響により、感光体と中間転写バイアスローラとの間に中間転写電界が形成される。Ｙ用の感光体１０Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト８上に中間転写される。そして、このＹトナー像の上には、感光体１０Ｍ，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中間転写される。かかる重ね合わせの中間転写により、中間転写ベルト８上には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。この４色トナー像は、後述の２次転写ニップで転写紙Ｐに２次転写され、転写紙Ｐの各色と相まってフルカラー画像となる。２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト８の表面に残留する転写残トナーは、上記張架ローラ８ｃにバックアップされる中間転写ベルト部分に当接するベルトクリーニング装置９によってクリーニングされる。
【００２２】
上記光書込ユニット２の下方には、複数枚の転写紙Ｐを重ねて収容する給紙カセット６が配設されており、一番上の転写紙Ｐに給紙ローラ６ａを押し当てている。給紙ローラ６ａが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Ｐが紙搬送路に給紙される。
【００２３】
中間転写ユニット３の上記駆動ローラ８ａには、中間転写ベルト８を介して２次転写バイアスローラ４が当接して２次転写ニップを形成している。この２次転写バイアスローラ４には、図示しない電源によって２次転写バイアスが印加される。
【００２４】
上記給紙カセット６から紙搬送路に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対５のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ベルト８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上記２次転写ニップに進入する。レジストローラ対５は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを２次転写ニップにて４色重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、２次転写ニップでは、４色トナー像が転写紙Ｐに密着する。そして、上記２次転写バイアスやニップ圧の影響を受けて転写紙Ｐ上に２次転写されて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Ｐは、定着ユニット７に送られる。
【００２５】
上記定着ユニット７は、定着ベルト７ａを３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７ｂと、内部に熱源を有する加熱ローラ７ｃとを備えている。そして、このベルトユニット７ｂと加熱ローラ７ｃとの間に転写紙Ｐを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着させる。定着ユニット７を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対を経て機外へと排出される。
【００２６】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。なお、本プリンタにおいて、各色のプロセスユニット（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）やトナー排出装置の構成は同様であるので、以降、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの添字を省略して、全色について共通の説明を行うことにする。
図３は、トナーカートリッジ３１を示す分解斜視図である。図において、粉体収容器たるトナーカートリッジ３１は、収容袋３１ａや底補強板３１ｂ等から構成されている。直方体状に成形された収容袋３１ａは、厚さ８０〜２００［μｍ］程度のポリエチレンやナイロンなどといった変形自在な材料からなり、図示のように横に寝かせた状態で使用される。その内部には図示しない粉体たるトナーが収容されており、端部付近には鉛直方向下向きの開口３１ｃが形成されている。収容袋３１ａの底面には外側から厚さ０．５［ｍｍ］以上の底補強板３１ｂが溶着又は接着によって固定される。このように底補強板３１ｂが固定されることにより、変形自在な収容袋３１ａの底面だけは変形しないようになる。底補強板３１ｂには、収容袋３１ａの開口３１ｃに対応する開口３１ｄが設けられている。この底補強板３１ｂの開口３１ｄの周囲には、図中鉛直方向に突出する突出部３１ｅが底補強板３１ｂと一体あるいは接着によって設けられている。これら開口（３１ｃ、３１ｄ）や突出部３１ｅにより、収容袋３１ａ内と外部とを連通させるトナー排出口３１ｆが鉛直方向下方を向くように形成されている。
【００２７】
上記突出部３１ｅについては、底補強板３１ｂではなく収容袋３１ａに設け、それを底補強板３１ｂの開口３１ｃに係合させるようにしてもよい。何れにしても、収容袋３１ａ、底補強板３１ｂ、突出部３１ｅのそれぞれに同一の材料を用いれば、トナーカートリッジ３１の全体を同一の材料で構成することができる。そうすると、使用後のトナーカートリッジ３１を材料毎に分解してそれぞれ個別にリサイクルに回すといった手間が不要になるため、トナーカートリッジ３１のリサイクル性を向上させることができる。トナーカートリッジ３１のリサイクルについては、使用済みのものをメーカーがユーザーから引き取って行うのが一般的である。この引き取りの際、トナーカートリッジ３１の嵩が大きくなるほど運搬コストが高くなってしまう。そこで、本プリンタにおいては、収容袋３１ａとして、上述のような変形自在な材料から構成したものを用いている。こうすることで、収容トナーの無くなった収容袋３１ａをつぶしてその減容を図ることで、運搬コストを低減することが可能になる。
【００２８】
変形自在な収容袋３１ａをそのままの状態でトナーカートリッジとして用いると、トナーを満載しているときであっても、収容袋３１ａを容易に長さ方向に折り曲げて持ちにくくなるため、トナー排出装置への装着性が悪くなる。そこで、本プリンタにおいては、収容袋３１ａの底面に底補強板３１ｂを固定しているのである。かかる構成では、トナーカートリッジ３１を後述のトナー排出装置に装着する際に折り曲げるようなことが無くなるため、その装着性を向上させることができる。
【００２９】
上記底補強板３１ｂには、その長手方向の中央付近に、幅方向に延在する溝状の切り欠き部３１ｇを設けている。このように切り欠き部３１ｇを設けることにより、図４に示すように、収容袋３１ａの減容後に底補強板３１ｂを切り欠き部３１ｇの部分で折り曲げて、使用済みのトナーカートリッジ３１を更にコンパクトにすることができる。なお、切り欠き部３１ｇについては、カートリッジの幅方向に延在するものを複数設けてもよい。また、幅方向に延在するものではなく、長手方向に延在するものを設けて、底補強板３１ｂを幅方向に折り曲げるようにしてもよい。
【００３０】
図５はトナーカートリッジ３１の変形例を示す断面図である。この変形例では、変形自在な収容袋３１ａを変形不能な箱材３１ｈの中に搭載している。収容袋３１ａの開口周囲には変形不能な口部が設けられており、これが箱材３１ｈの床面に設けられた開口に係合せしめられることで、収容袋３１ａが箱材３１ｈの内部に固定される。箱材３１ｈは、底を形成する底板と、天井や側壁を形成する覆い部とに分離可能になっており、収容袋３１ａの交換によって新たなトナーが搭載される。かかる変形例では、図３に示したトナーカートリッジ３１と同様に、使用済みの収容袋３１ａを箱材３１ｈから取り外した後につぶすことで、その減容を図ることができる。また、変形自在な収容袋３１ａを変形不能な箱材３１ｈ内に搭載することで、トナー搬送装置への装着性を向上させることもできる。更には、プリンタ本体へのトナー補充の際に交換を要する部材が収容袋３１ａだけになるので、トナー補充コストをより低減することができる。なお、収容袋３１ａにエアフィルターを設けて、トナーの消費に応じて袋を自然に減容させるようにしてもよい。
【００３１】
図６は、本プリンタのトナー排出装置を感光体１０や現像器２０とともに示す概略構成図である。同図において、トナー排出装置３０は、トナーカートリッジ３１と、カートリッジ保持部材３２と、支持台３３とを有している。支持台３３は、図示しないプリンタ本体側板に、略水平に固定支持されている。カートリッジ保持部材３２は、このように固定支持される支持台３３に対して着脱可能に構成されている。また、トナーカートリッジ３１は、カートリッジ保持部材３２及び支持台３３に対して着脱可能に構成されている。
【００３２】
トナーを満載している新たなトナーカートリッジ３１をトナー排出装置３０にセットする場合、その突出部３１ｅをカートリッジ保持部材３２に形成された開口３２ａに貫通係合させるように、カートリッジ全体をカートリッジ保持部材３２上に載置する。カートリッジ保持部材３２は、２つのコロ３４ａ，３４ｂを介して支持台３３上に支持されており、この支持台３３はカートリッジ保持部材３２の開口３２ａとの対向位置にそれよりも大きな大開口３３ａを有している。上述のようにしてトナーカートリッジ３１がカートリッジ保持部材３２上に載置されると、その突出部３１ｅはカートリッジ保持部材３２の開口３２ａに貫通係合するだけでなく、支持台３３の大開口３３ａをその内壁に触れない状態で貫通する。このように貫通した突出部３１ｅの鉛直方向下方には、現像器２０のトナー受入ホッパ２７が位置している。よって、トナー排出装置３０にセットされたトナーカートリッジ３１は、突出部３１ｅに囲まれる排出口３１ｆを鉛直方向下側に配設されたトナー受入ホッパ２７に向けることになる。
【００３３】
上記支持台３３の図中左側板には、トナーカートリッジ３１がセットされたカートリッジ保持部材３２を矢印Ｃ方向（図中左側から右側に向かう方向）に付勢するバネ３５が設けられている。また、支持台３３には図示しないアームが設けられており、これにはカートリッジ保持部材３２の図中右側板に周面を当接させる偏心カム３６が回動可能に設けられている。更に、支持台３３の図中右側板の内面には、カートリッジ保持部材３２の図中右側板の外面に対向するように弾性材料からなるダンパ３７が固定されている。
【００３４】
上記偏心カム３６は、図示しない駆動手段によって図中矢印Ａ方向（時計回り）に回転せしめられるようになっており、その周面３６ａには段差３６ｂが設けられている。この段差３６ｂから図中反時計回りに進むにつれて、偏心カム３６の回転中心から周面３６ａまでの距離が徐々に大きくなっていき、段差３６ｂを境にして、最大半径部から一気に最小半径部に変化する。このような偏心カム３６は、その周面３６ａをカートリッジ保持部材３２の右側板に当接させながら回転するのに伴い、上記バネ３５の付勢力に逆らいながらカートリッジ保持部材３２を徐々に図中右側から左側に移動させる。そして、その段差３６ｂを境にして、カートリッジ保持部材３２との当接部を最大半径部から最小半径部に変化させると、カートリッジ保持部材３２が上記バネ３５の付勢力によって一気に図中左側から右側に押し戻され、ダンパ３７に衝突する。この衝突に伴い、トナーカートリッジ３１に衝撃が付与される。すると、トナーカートリッジ３１は図中左側から右側への移動が急停止せしめられるが、その内部のトナーは、図中左側から右側に向かう慣性力によって収容袋３１ａ内部を排出口３１ｆに向けて移動する。そして、排出口３１ｆからトナーが排出されて、現像器２０内に補給される。かかる構成のトナー排出装置３０では、バネ３５、偏心カム３６、偏心カム３６の回転駆動手段、ダンパ３７などにより、トナーカートリッジ３１を往復移動せしめながらそれに衝撃を付与する衝撃付与手段が構成されている。
【００３５】
図７は、上記トナーカートリッジ３１からのトナーの累積排出量と、上記偏心カム３６の連続回転時間との関係を示すグラフである。同図は、新たなトナーカートリッジ（３１）がセットされてから、そのカートリッジ内のトナーが無くなるまで、偏心カム（３６）を連続回転させた場合のトナーの累積排出量を示している。トナーカートリッジ（３１）のセット直後から暫くの期間は、グラフが急傾斜で立ち上がっている。これは、単位時間あたりのトナー排出量が極めて多くなっていることを示している。この原因は、トナーカートリッジ（３１）内で上記排出口（３１ｆ）の真上に位置していたトナーが、重力落下によって一気に排出されることによる。排出口（３１ｆ）の真上のトナーがなくなると、その後は、単位時間あたりのトナー排出量が安定し、偏心カム（３６）の回転時間の長さに比例して、累積排出量が増加していく。更に回転が継続されてトナーカートリッジ３１内のトナー残量が少なくなってくると、トナーが排出され難くなっていき、やがてトナーがほぼ排出され尽くす。
【００３６】
図８は、上記偏心カム（３６）の１回転に伴って１往復するトナーカートリッジ（３１）に加わる加速度の時間変化を示すグラフである。同図では、図６におけるＢ方向への加速度の向きを正の値とし、図６におけるＣ方向への加速度の向きを負の値として示している。上記偏心カム（３６）の回転が開始すると、時間Ｔ０において偏心カム（３６）の周面が上記カートリッジ保持部材（３２）に当接し始める。そして、上記バネ（３５）の付勢力に抗してカートリッジ保持部材（３２）を上記Ｂ方向へ押圧し始める。この押圧により、カートリッジ保持部材（３２）とトナーカートリッジ（３１）とが（以下、両者をまとめてカートリッジ移動体という）、比較的小さい加速度でＢ方向に移動し始める（往時）。偏心カム（３６）が更に回転すると、時間Ｔ１において偏心カム（３６）の上記段差部（３６ｂ）がカートリッジ保持部材（３２）との対向位置まで移動する。すると、偏心カム（３６）とカートリッジ保持部材（３２）との当接が解かれ、カートリッジ移動体がバネ３５の付勢力によって上記Ｃ方向に大きく加速されて移動し始める（復時）。そして、やがて時間Ｔ２において上記ダンパ（３７）に衝突する。このとき、カートリッジ移動体は上記Ｃ方向への加速度を失って加速度運動から等速運動に切り替わるだけでなく、ほぼゼロに近い状態まで減速せしめられるように、上記Ｂ方向に向かう大きな加速度が付与される。これにより、カートリッジ移動体がほぼ停止状態（実際には微妙に振動している）になる。一方、トナーカートリッジ（３１）内のトナーはダンパ（３７）による障害を受けず、カートリッジ内を自由に移動し得るため、慣性力によって上記Ｃ方向への移動を継続する。この結果、トナーがトナーカートリッジ（３１）で上記排出口３１（ｆ）ｅに向けて移動して、カートリッジ内から排出される。その後、カートリッジ移動体は残留振動した後、時間Ｔ３において停止する。
【００３７】
このような往復運動を繰り返すことにより、略水平に配置されたトナーカートリッジ（３１）内において、トナーが上記排出口（３１ｆ）に向かって徐々に移動する。そして、排出口（３１ｆ）の真上に達したトナーが、その自重によって落下して、現像装置（２０）内に補給される。
【００３８】
以上のようにしてトナーカートリッジ（３１）からトナーを排出せしめるトナー排出装置（３０）において、本プリンタのように上記収容袋（３１ａ）に変形自在な材料を用いていると、次のような事態を引き起こすおそれがある。即ち、カートリッジ移動体が上記ダンパ（３７）に衝突した際、トナーカートリッジ（３１）内で収容袋（３１ａ）が移動方向に変形したとする。そうすると、衝突後に慣性力によって上記Ｃ方向に移動しようとするトナーに対し、変形に伴う上記Ｂ方向への押圧力を付与して、トナーの上記排出口（３１ｆ）への移動を阻害してしまうおそれがある。一方、本プリンタにおいては、上述のように、変形自在な収容袋（３１ａ）の底面に床補強板（３１ｂ）を固定して移動方向への変形を抑えているため、変形によるトナー排出性の阻害を抑えることができる。
【００３９】
図９は、図６に示したトナー排出装置３０において、互いにバネ定数の異なる３種類のダンパ３７を用いときにカートリッジ移動体に発生する加速度のピーク値と平均トナー排出量の関係を示すグラフである。なお、各ダンパ３７のバネ定数は、ダンパＤＡが０．２［ｋｇｆ／ｍｍ］であり、ダンパＤＢが２［ｋｇｆ／ｍｍ］であり、ダンパＤＣが３［ｋｇｆ／ｍｍ］である。ダンパＤＡは、低硬度の近ゲル材エラストマーであり、その硬度はＪＩＳ−Ａでほぼ０に近い値である。また、ダンパＤＢは、ＪＩＳ−Ａでの硬度が２０であるゴム材であり、ダンパＤＣは、ＪＩＳ−Ａでの硬度が３０であるゴム材である。同図に示すように、カートリッジ移動体に発生する加速度のピーク値が同じであっても、ダンパ３７のバネ定数が小さいほど平均トナー排出量が多くなることがわかる。そして、ダンパ３７のバネ定数が０．２［ｋｇｆ／ｍｍ］以上２［ｋｇｆ／ｍｍ］以下であれば、良好なトナー排出量を得ることができる。これは、ダンパ３７が柔らかくなると、２０［ｍ／ｓｅｃ２］以上の加速度が発生する期間が長くなった結果、後述する実験例で説明するとおり、トナーカートリッジ（３１）内のトナーを十分な排出量で安定して確保できたものと考えられる。
【００４０】
図１０は、図６に示したトナー排出装置３０の変形例装置を示す概略構成図である。この変形例装置の基本的な構成及び動作は図６に示したものと同様であるが、カム及びダンパの部分の構成がそれとは異なっている。具体的には、図６に示したトナー排出装置３０では、ダンパ３７が支持台３３に固定されていたが、この変形例装置ではダンパ１３７がカートリッジ移動体と逆方向に移動するようになっている。
【００４１】
カム１３６は、２つの偏心カム面と２つの段差部とを有しており、一方の偏心カム面がカートリッジ保持部材３２と当接している間、他方の偏心カム面が、ダンパ１３７を支持するダンパ支持部材１３７ａに固定されたアーム１３７ｃと当接する。この当接により、カートリッジ保持部材３２及びトナーカートリッジ３１とダンパ１３７とが互いに離れることとなる。そして、カム１３６の回転によってカートリッジ保持部材３２及びアーム１３７ｃとの当接部分にそれぞれ段差部がくると、カートリッジ保持部材３２及びトナーカートリッジ３１とダンパ１３７とがバネ３５及びバネ１３７ｂの付勢力によって互いに近づく方向にそれぞれ移動することとなる。そして、カートリッジ保持部材３２はダンパ１３７と当接することで、その移動が停止する。
【００４２】
このような構成においても、本発明者らの研究により、ダンバ１３７のバネ定数を変化させることで平均トナー排出量が変化することが確認されている。そして、図６に示したトナー排出装置３０と同様に、バネ定数が互いに異なるダンパ１３７を用いときにトナーカートリッジに発生する加速度のピーク値と平均トナー排出量の関係を確認したところ、０．０５［ｋｇｆ／ｍｍ］以上１［ｋｇｆ／ｍｍ］以下であれば、良好なトナー排出量が得られることを確認した。
【００４３】
〔実験例〕
次に、安定した量のトナーをトナーカートリッジ３１から排出させるための条件を得るべく、本発明者らが行った実験について説明する。
トナーカートリッジ３１内において、トナーを排出口３１ｆに向けて移動させ、安定した量のトナーを排出口３１ｆから排出させるためには、トナーの集合体全体を排出口３１ｆ側に向けて移動させることが必要である。しかし、カートリッジ移動体とダンパ１３７との衝突の際、カートリッジ移動体に急激に生ずる上記Ｂ方向への加速度が十分な大きさでないとする。すると、トナーカートリッジ３１とその内部のトナーとに生ずる単位時間あたりの速度差も十分な大きさにならず、トナーを上記Ｃ方向に移動させようとする慣性力が、各トナーに作用する摩擦力に十分に打ち勝つことができなくなる。この結果、十分量のトナーが排出口３１ｆに向けて移動しなくなったり、一部のトナーが一定箇所に滞留したりしてしまう。よって、トナーカートリッジ３１内からトナーを良好に排出させるためには、ある程度の大きさの衝撃力でカートリッジ移動体とダンパ１３７とを衝突させて、カートリッジ移動体とトナーとの間に生じせしめる単位時間あたりの速度差を十分に大きくする必要がある。
【００４４】
一方、カートリッジ移動体に付与する衝撃力が大きすぎると、排出口３１ｆ内でトナーが圧縮凝集せしめられ、次第に口を塞いでしまうトナーブロッキングという現象を引き起こすことがわかった。具体的には、衝撃力が大きすぎると、多量のトナーが排出口３１ｆへ向かって移動し、排出口３１ｆからのトナーの排出が追いつかなくなる。そして、トナーが排出口３１ｆ内壁に強く押し付けられてトナーブロッキングを形成するのである。よって、トナーカートリッジ３１からの安定したトナー排出を実現するためには、カートリッジ移動体とダンパ１３７との衝突力について適切な上限値及び下限値を知ることが重要である。そこで、本発明者らは、これら上限値及び下限値を求める実験を行った。この結果を図１１に示す。
【００４５】
図１１（ａ）は、衝突時のカートリッジ移動体に発生する上記Ｂ方向のピーク加速度（図８のＤ）と、トナーが排出されなくなったトナーカートリッジ３１内のトナー残量との関係を示すグラフである。同図から、衝突時に発生するピーク加速度が４０［ｍ／ｓｅｃ２］よりも小さいと、トナーカートリッジ３１内に多くのトナーを残留させてしまうことがわかる。衝撃力が小さすぎることにより、一部のトナーが排出口（３１ｆ）に向けて移動しないでトナーカートリッジ３１内の一定箇所に滞留したためである。
【００４６】
図１１（ｂ）は、上記ピーク加速度と、上記排出口（３１ｆ）内でトナーに加わる圧力との関係を示す図である。同図から、衝突時に発生するピーク加速度が２００［ｍ／ｓｅｃ２］を超えると、排出口（３１ｆ）内に滞留するトナーが急激に出現して排出口内壁で加圧され始めることがわかる。
【００４７】
図１１（ｃ）は、上記ピーク加速度と、１回の衝突毎に排出されるトナーの量との関係を示す図である。同図より、衝突時に発生するピーク加速度が２０［ｍ／ｓｅｃ２］程度まで大きくなると排出が可能となり、ピーク加速度が増すにつれてトナー排出量が増加することがわかる。但し、２０［ｍ／ｓｅｃ２］程度のピーク加速度では、トナーの排出が可能になるものの、先に図１１（ａ）に示したように多量のトナーをトナーカートリッジ（３１）内に残してしまうことになる。また、ピーク加速度が２００［ｍ／ｓｅｃ２］を越えると、上記トナーブロッキングの発生によってトナー排出量が減少する結果となった。
【００４８】
以上の実験結果から、安定した量のトナーを排出口３１ｆから排出させるためには、衝突時にカートリッジ移動体に生じせしめる上記ピーク加速度を４０［ｍ／ｓｅｃ２］以上２００［ｍ／ｓｅｃ２］以下の範囲内にしなければならないことが適切であることが判明した。
【００４９】
しかし、本発明者らが更なる実験を行った結果、上記ピーク加速度を４０［ｍ／ｓｅｃ２］以上に設定しても、排出口（３１ｆ）からのトナー排出量が不十分となる場合があることが判明した。そこで、本発明者らがこの原因について調査したところ、トナー排出性には、上記ピーク加速度の値の他、２０［ｍ／ｓｅｃ２］以上の加速度が発生している時間ｔの長さも関与していることが判明した。瞬間的なピーク加速度をいくら高くしても、２０［ｍ／ｓｅｃ２］以上の加速度が発生している時間ｔの長さが短すぎると、良好なトナー排出性が得られないのである。
【００５０】
図１２は、上記ピーク加速度を４０［ｍ／ｓｅｃ２］に固定し、２０［ｍ／ｓｅｃ２］以上の加速度の発生している時間ｔ（以下、持続時間ｔという）を変化させたときの平均トナー排出量を示すグラフである。なお、この持続時間ｔについては、上記バネ（３５）及びダンパ（１３７）のバネ定数を適宜調節して変化させた。また、平均トナー排出量については、衝撃１回あたりの平均排出量として示している。同図に示すように、上記持続時間ｔが３［ｍｓｅｃ］よりも短い場合、トナーの排出が安定して行われなかった。そして、上記持続時間ｔが３［ｍｓｅｃ］以上になると、トナーの安定した排出が行われるようになり、その値が長くなるにつれてトナー排出量が増加することが確認された。なお、持続時間ｔを長くするには、ダンパ（１３７）のバネ定数を小さくする、つまりダンパ（１３７）を柔らかくする必要があるが、現実的には柔らかくするのにも限度があるため、持続時間ｔの上限値は３０［ｍｓｅｃ］程度となる。よって、上記ピーク加速度を４０［ｍ／ｓｅｃ２］以上２００［ｍ／ｓｅｃ２］以下とし、かつ、２０［ｍ／ｓｅｃ２］以上の加速度の持続時間ｔを３［ｍｓｅｃ］以上３０［ｍｓｅｃ］以下とすれば、安定したトナー排出性を得ることができる。
【００５１】
一方、このような条件に設定して安定したトナー排出性を得ることができても、場合によってはカートリッジ移動体とダンパ（１３７）との衝突に伴ってプリンタ本体を大きく振動させて画像に悪影響を及ぼしてしまうことがある。そこで、本発明者らが更なる研究を行った結果、衝突に伴って上記Ｂ方向に向かう加速度を生じているカートリッジ移動体において、単位時間あたりの速度変化（図８のグラフの積分値）を０．６［ｍ／ｓｅｃ］以下に留めれば、画像に悪影響を及ぼさない程度に衝突時の振動を留め得ることが判明した。また、速度変化を０．１［ｍ／ｓｅｃ］未満にしてしまうと、安定したトナー排出性が得られなくなることも判明した。なお、プリンタ本体に伝わる振動の大きさは、ダンパ（１３７）に衝突するカートリッジ移動体の重量によっても変化する。本プリンタにおいては、バネ３５によって移動するカートリッジ移動体の総重量を０．３［ｋｇｆ］以上２［ｋｇｆ］以下の範囲内であれば、上記速度変化を０．６［ｍ／ｓｅｃ］以下に留めることでプリンタ本体の振動を抑えることができた。
【００５２】
図１３は、トナーカートリッジ（３１）からのトナー排出量と、カートリッジ移動体の速度変化との関係を示すグラフである。同図に示すように、衝突時のカートリッジ移動体の速度変化が０．１〜０．６［ｍ／ｓｅｃ］の範囲内であれば、安定したトナー排出性が得られ、速度変化に比例してトナー排出量が多くなることがわかる。
【００５３】
ところが、本発明者らの更なる研究により、衝突時のカートリッジ移動体の速度変化を０．６［ｍ／ｓｅｃ］に設定しているにもかかわらず、十分なトナー排出量を得ることができなくなる場合もあることが判明した。本発明者らがこの原因について調査したところ、粒子の平均円形度の比較的悪いトナーを用いると、０．１〜０．６［ｍ／ｓｅｃ］という速度変化の範囲内で、十分なトナー排出量が得られなくなることがわかった。トナー粒子の平均円形度が悪くなるほど、トナー粒子間に働く摩擦力が大きくなるため、上記慣性力によるトナーの移動がし難くなるためであると考えられる。
【００５４】
そこで、本発明者らは、上記速度変化を０．３５［ｍ／ｓｅｃ］に固定した状態で、トナー粒子の平均円形度と、トナー排出量との関係について調査してみた。この結果を図１４に示す。平均円形度が概ね０．９３７を下回ると、トナーが殆ど排出されなくなることがわかる。また、平均円形度が概ね０．９３７〜０．９６５の範囲内である場合には、安定したトナー排出性が得られ、平均円形度が良好になる（高くなる）につれて、トナー排出量が増加することもわかる。更に、平均円形度が０．９６５を超えると、トナーの排出量がそれ以上増加しなくなることもわかる。同図では上記速度変化を０．３５［ｍ／ｓｅｃ］に固定した例を示したが、これよりも大きい０．６０［ｍ／ｓｅｃ］では、図のグラフが全体的に左方向にシフトする結果が得られた。より悪い平均円形度の条件で、安定したトナー排出量が得られたのである。一方、上記速度変化を下限の０．１０［ｍ／ｓｅｃ］にすると、図のグラフが全体的に右方向にシフトする結果が得られた。より平均円形度の良好なトナーを用いないと、安定したトナー排出性が得られなくなる。そして、平均円形度が概ね０．９４を下回ると、トナーが殆ど排出されなくなり、平均円形度が概ね０．９４〜０．９６の範囲内であると安定したトナー排出性が得られた。平均円形度が０．９６を超えた場合でも安定したトナー排出性が得られるが、平均円形度の増加に伴うトナー排出量の増加は得られなくなる。よって、平均円形度が０．９６以上である場合に、最も良好なトナー排出性を得ることができる。
【００５５】
以上の実験例に鑑みて、本プリンタにおいては、使用可能なトナーとして、０．９４以上、１．００以下のものを指定している。そして、カートリッジ移動体に対し、ダンパ（１３７）との衝突に伴って０．１［ｍ／ｓｅｃ］以上、０．６［ｍ／ｓｅｃ］以下の速度変化を生起せしめるようにしている。更に、カートリッジ移動体として０．３［ｋｇｆ］以上（トナー残量ゼロ時）、２［ｋｇｆ］以下（トナー満載時）であるものを用いている。かかる構成では、トナーカートリッジ（３１）に付与する衝撃力が画像に悪影響を及ぼさない程度に小さくても、トナーカートリッジからトナーを良好に排出することができる。
【００５６】
なお、平均円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）を用いて、次のようにして求めた。即ち、まず、水１００〜１５０ｍｌ中に界面活性剤としてアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加えた後、トナー粉体を０．１〜０．５ｇ程度加える。そして、トナー添加後の懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌにして上述のフロー式粒子像分析装置にかけ、次式によって得られた円形度の平均によって平均円形度を求めた。
【数１】
円形度＝粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長／粒子投影像の周囲長
【００５７】
これまで、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる二成分現像方式のプリンタについて説明したが、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いる一成分現像方式にも本発明の適用が可能である。また、プリンタに限らず、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置でもよい。また、レーザ光による露光を行う方式ではなく、ＬＥＤによる露光や、イオン付与などによって静電潜像を形成する方式でもよい。また、電子写真プロセスを用いない画像形成方式のものにも、本発明の適用が可能である。かかる方式としては、例えば、特開平１１−３０１０１４号公報に記載の画像形成装置のような直接記録方式などがある。また、画像形成装置ではなく、トナー排出装置についても本発明の適用が可能である。更には、トナー排出装置から排出したトナーを自重によって現像器等の補給先に補給する方式ではなく、排出したトナーを吸引ポンプ等の搬送手段によって補給先に補給する方式でも、本発明の適用が可能である。
【００５８】
以上、本プリンタにおいて、使用可能なトナーとして、平均円形度が０．９６以上であるものを指定すれば、所定の上記速度変化が設定された条件下で、最も良好なトナー排出性を得ることができる。
また、使用可能なトナーとして、重合法によって製造されたものを指定すれば、粉砕法によって製造されたものを指定する場合に比べて、より安定したトナー排出性を得ることができる。これは次に説明する理由による。即ち、粉砕法によるトナーの製造方法では、トナー基体を粉砕して所望の径のトナーを得るという手法が用いられることに起因して、個々のトナーの円形度が悪くなる。そして、たとえ０．９４以上といった比較的良好な平均円形度のトナー粉体が得られたとしても、個々のトナーの円形度に大きなバラツキがあることから、安定したトナー排出性を得ることが困難になるのである。これに対し、重合法によるトナー粉体では、トナーの円形度分布が小さくなることから、より安定したトナー排出性を得ることができる。
また、本プリンタにおいては、トナーカートリッジ（３１）をカートリッジ保持部材（３２）とともにカートリッジ移動体として移動させるようにしている。そして、そのカートリッジ移動体に０．１［ｍ／ｓｅｃ］以上、０．６［ｍ／ｓｅｃ］以下の速度変化を生起せしめるのに伴ってトナーカートリッジ（３１）に衝撃を付与している。更に、カートリッジ移動体として、その総重量が０．３［ｋｇｆ］以上、２［ｋｇｆ］以下であるものを用いている。かかる構成では、トナーカートリッジ（３１）に付与する衝撃力を画像に悪影響を及ぼさない程度に留めつつ、そのトナーカートリッジ（３１）からトナーを良好に排出することができる。
また、本プリンタにおいては、トナーカートリッジ（３１）として、変形自在な変形収容部たる収容袋（３１ａ）と、これの底に固定された底補強部材たる底補強板（３１ｂ）とを有するものを用いている。かかる構成では、トナーカートリッジ（３１）３１をトナー排出装置（３０）に装着する際に折り曲げるようなことが無くなるため、その装着性を向上させることができる。更には、床補強板（３１ｂ）の固定により、変形自在な収容袋（３１ａ）の移動方向への変形を抑えているため、変形によるトナー排出性の阻害を抑えることもできる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明によれば、衝撃付与手段によって粉体収容器に付与する衝撃力が画像に悪影響を及ぼさない程度に小さくても、粉体収容器から粉体を良好に排出させることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタにおけるイエロー用のプロセスユニットの概略構成を示す拡大図。
【図３】同プリンタのＹトナー用のトナーカートリッジを示す分解斜視図。
【図４】底補強板が折り曲げられた状態の同トナーカートリッジを示す側面図。
【図５】同トナーカートリッジの変形例を示す断面図。
【図６】同プリンタのトナー排出装置を感光体や現像器とともに示す概略構成図。
【図７】同トナーカートリッジからのトナーの累積排出量と、同トナー排出装置の偏心カムの連続回転時間との関係を示すグラフ。
【図８】同偏心カムの１回転に伴って１往復する同トナーカートリッジに加わる加速度の時間変化を示すグラフ。
【図９】同トナー排出装置において、互いにバネ定数の異なる３種類のダンパを用いときにカートリッジ移動体に発生する加速度のピーク値（ピーク加速度）と平均トナー排出量の関係を示すグラフ。
【図１０】同トナー排出装置の変形例装置を示す概略構成図。
【図１１】（ａ）は、衝突時のカートリッジ移動体に発生するＢ方向のピーク加速度（図８のＤ）と、トナーが排出されなくなったトナーカートリッジ内のトナー残量との関係を示すグラフ。（ｂ）は、同ピーク加速度と、同トナーカートリッジの排出口内でトナーに加わる圧力との関係を示すグラフ。（ｃ）は、同ピーク加速度と、１回の衝突毎に排出されるトナーの量との関係を示すグラフ。
【図１２】同ピーク加速度を４０［ｍ／ｓｅｃ２］に固定し、２０［ｍ／ｓｅｃ２］以上の加速度の持続時間ｔを変化させたときの平均トナー排出量を示すグラフ。
【図１３】同トナーカートリッジからのトナー排出量と、カートリッジ移動体の速度変化との関係を示すグラフ。
【図１４】同速度変化を０．３５［ｍ／ｓｅｃ］に固定した状態におけるトナー粒子の平均円形度と、トナー排出量との関係を示すグラフ。
【図１５】可動部材を内蔵した従来のトナーカートリッジを示す概略構成図。
【図１６】従来のスクリューボトルを示す側面図。
【符号の説明】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ  プロセスユニット（トナー像形成手段の一部）
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ  光書込ユニット（トナー像形成手段の一部）
１０              感光体
３０              トナー排出装置（粉体排出装置）
３１              トナーカートリッジ（粉体収容器）
３１ａ            収容袋（変形収容部）
３１ｂ            底補強板（底補強部材）
３１ｆ            排出口
３２              カートリッジ保持部材（支持手段）
３５              バネ（衝撃付与手段の一部）
３６              偏心カム（衝撃付与手段の一部）
３７              ダンパ（衝撃付与手段の一部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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