(57)【要約】【課題】  フレキシブルに変形可能に形成され、標高が高い使用環境においても使用できる粉体容器、及びこれを用いる画像形成装置、並びに、粉体容器を収納する粉体容器収納箱、粉体容器の製造方法、粉体容器の再生方法を提供する。【解決手段】  粉体であるトナーＴｐと気体である空気とを封入した状態のトナー収容体２１の平地での１［気圧］における体積を平地収容体積Ｖｏ、トナーＴｐが占める体積（充填されるトナーの重量を、トナーの密度で除したもの）をトナー体積Ｖｔとしたとき、Ｖｏ≦０．７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７Ｖｔを満たすように空気を封入する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に粉体を収容する変形可能な粉体収容体と、
該粉体を該粉体収容体内から外部に排出する粉体排出口とを有する粉体容器において、
該粉体収容体内には該粉体とともに気体を封入しており、
該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて該粉体収容体に封入する該気体の量を調整したことを特徴とする粉体容器。
【請求項２】
請求項１の粉体容器において、
上記粉体と上記気体とを収容した状態の上記粉体収容体の１［気圧］における体積をＶｏ、該粉体収容体の体積の上限値をＶｌｉｍ、該粉体が占める体積をＶｔ、該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値をＰｍｉｍ、としたとき、
該粉体収容体の１［気圧］における体積Ｖｏが次の（１）式を満たすことを特徴とする粉体容器。
１／２・Ｖｌｉｍ≦Ｖｏ≦Ｐｍｉｎ・Ｖｌｉｍ＋（１−Ｐｍｉｎ）Ｖｔ・・・・（１）
ただし、粉体収容体の体積の上限値Ｖｌｉｍは、粉体収容体の体積がその値を超えると、粉体容器がその機能を果たすことができなくなる状態の粉体収容体の体積である。
【請求項３】
内部に粉体を収容する変形可能な粉体収容体と、
該粉体を該粉体収容体内から外部に排出する粉体排出口とを有する粉体容器において、
該粉体とともに気体を収容した状態の該粉体収容体の１［気圧］における体積をＶｏ、粉体収容体の体積の上限値をＶｌｉｍ、該粉体が占める体積をＶｔとしたとき、
該粉体収容体の１［気圧］における体積Ｖｏが次の（２）式を満たすことを特徴とする粉体容器。
１／２・Ｖｌｉｍ≦Ｖｏ≦０．７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７Ｖｔ・・・・（２）
ただし、粉体収容体の体積の上限値Ｖｌｉｍは、粉体収容体の体積がその値を超えると、粉体容器がその機能を果たすことができなくなる粉体収容体の体積である。
【請求項４】
請求項１、２または３の粉体容器において、
上記粉体排出口に外部から負圧が働くことによって、上記粉体収容体内の上記粉体を外部に排出し、該粉体収容体の容積が減少するように構成したことを特徴とする粉体収容器。
【請求項５】
請求項４の粉体容器において、
上記粉体収容体の１［気圧］における体積Ｖｏと、上記粉体が占める体積Ｖｔとが次の（３）式を満たすことを特徴とする粉体容器。
２．３・Ｖｔ≦Ｖｏ≦８．０Ｖｔ・・・・（３）
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の粉体容器において、
上記粉体収容体は樹脂製フィルムからなり、該樹脂製フィルムを熱溶着して形成されたものであることを特徴とする粉体容器。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の粉体容器において、
上記粉体はトナーであることを特徴とする粉体容器。
【請求項８】
潜像担持体と、
現像剤収容部を備え、該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、
該現像装置で使用されるトナーを収容するトナー容器と、
該トナー容器内のトナーを該現像剤収容部に供給するトナー補給手段とを有する画像形成装置において、
該トナー容器として、請求項７の粉体容器を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記トナー補給手段は、上記トナー容器が収容するトナーに負圧を作用させ、トナー搬送手段内を通して上記現像剤収容部へ該トナーを補給するトナーポンプを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６または７の粉体容器を収納する粉体容器収納箱において、
該粉体容器を収納する収納部は、上記粉体収容体が１［気圧］における所望の体積よりも大きい体積だと収納できないように構成されていることを特徴とする粉体容器収納箱。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６または７の粉体容器の製造方法において、
上記粉体収容体内に上記粉体を充填した後に、該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて該粉体収容体に封入する該気体の量を調整するように該粉体収容体の外側から該粉体収容体の体積を調整し、その後、該粉体の充填に用いた開口部を密閉することを特徴とする粉体容器の製造方法。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６または７の粉体容器の上記粉体収容体内の上記粉体を消費した後に、該粉体収容体内に粉体を再充填して粉体容器を再生する粉体容器再生方法において、
該粉体収容体を密閉する密閉部材を該粉体容器から取り外す工程と、
該密閉部材を取り外した後の該粉体収容体内に該粉体を再充填する工程と、
該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて該粉体収容体に封入する気体の量を調整するように該粉体を再充填した後の該粉体収容体の体積を調節する工程と、
体積を調節した後の該粉体収容体に該密閉部材を取り付ける工程とを実施することを特徴とする粉体容器再生方法。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６または７の粉体容器の上記粉体収容体内の上記粉体を消費した後に、該粉体収容体内に粉体を再充填して粉体容器を再生する粉体容器再生方法において、
該粉体収容体に穴をあける工程と、
該穴を通して該粉体収容体内に該粉体を再充填する工程と、
該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて該粉体収容体に封入する気体の量を調整するように該粉体を再充填した後の該粉体収容体の体積を調節する工程と、
体積を調節した後の該粉体収容体の該穴を塞ぐ工程とを実施することを特徴とする粉体容器再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体容器、及びこれを用いた画像形成装置、当該粉体容器を収納する粉体容器収納箱、並びに粉体容器の製造方法、粉体容器の再生方法に関するものである。詳しくは、容積が減少する粉体収容体と粉体排出口とを有し、負圧が働くことによって粉体を外部に排出する粉体容器、この粉体容器を備えたトナー補給装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の粉体容器は、様々な技術分野で使用されている。例えば、画像形成装置の分野においては、特許文献１に開示された粉体容器がある。この粉体容器は、粉体として現像装置に補給するためのトナーを収容するトナー収容器である。このトナー収容器の粉体収容体であるトナー収容部は、袋状の変形可能な柔軟な材料で形成されており、スクリューポンプの吸引力による負圧によってトナー収容部を収縮し、容積を減少させることができる。カートリッジやボトルといったハードボトルで形成されたトナー収容器は、そのトナー収容部の形状が変形せず、トナー収容器が使用済みとなったときでも、使用前と同じ大きさのままである。これに対し、特許文献１に開示のトナー収容器は、変形可能であり使用後には使用前よりも減容した状態となる。そのため、ハードボトルのトナー収容器に比べて、ユーザーの取り扱いが容易となる上、そのトナー収容器の交換に伴う使用済み容器の回収のときに、ユーザーからメーカーへの運搬するときのコストを低く抑えることができる。
【０００３】
スクリューポンプなどの吸引ポンプを用いて上述の変形可能なトナー収容器内のトナーを吸引するとき、吸引ポンプはトナーをその周辺の空気とともに吸引する。そして、密閉されたトナー収容部内の空気に対するトナーの割合が多すぎると、吸引ポンプを用いて吸引した際に、トナーの吸引量が不安定になったり、トナー残量が多くなったりする。これは、以下の理由による。
吸引ポンプはトナーをその周囲の空気とともに吸引するものである。このような吸引ポンプを用いた構成で、トナー収容部内の空気に対するトナーの割合が多すぎる状態でトナー補給を行い、トナーとともに空気が吸引されると、トナー収容部内でトナー粒子間に空気がほとんどない状態となる。トナー粒子間に空気がなくなるとトナー粒子同士の接触面積が大きい状態となり、一つ一つのトナー粒子間に働く摩擦力が大きくなる。そして、摩擦力が大きくなるとトナー粒子を動かすために必要な力も大きくなり、吸引力が働いてもトナーが動きにくい状態となる。この状態で、吸引ポンプにより吸引し続けると、トナー収容部内でトナー粒子よりも空気の方が先になくなりトナー収容部の容積が減少してもトナーだけが残り、真空パックのような状態になってしまう。このように真空パックのような状態になるとトナー収容部からトナーを排出できなくなり、トナー残量が多いままでもトナー収容器を交換しなくてはならなくなり、残ったトナーは無駄となる。
【０００４】
【特許文献１】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】
【０００５】
上述のような理由により、トナー収容部内にはトナー量に応じた十分な空気を封入する必要がある。しかし、このようなトナーを使用するとその容積が減少するトナー収容器は容器自身がフレキシブルに変形可能であり、空気を封入しているため、外気の気圧によってその体積が変化することが判明した。そして、標高が低い使用環境ではトナー収容器を画像形成装置に装着できても、標高が高い使用環境ではトナー収容部内の空気が膨張し、トナー収容部の体積が大きくなってトナー収容器を画像形成装置に装着できないという問題が生じた。
また、このような問題は、トナーに限らず粉体を気体とともに収容し、変形可能な粉体収容体を備えた粉体容器であれば生じうる問題である。
【０００６】
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、フレキシブルに変形可能に形成され、標高が高い使用環境においても使用できる粉体容器、及びこれを用いる画像形成装置、並びに、粉体容器を収納する粉体容器収納箱、粉体容器の製造方法、粉体容器の再生方法を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に粉体を収容する変形可能な粉体収容体と、該粉体を該粉体収容体内から外部に排出する粉体排出口とを有する粉体容器において、該粉体収容体内には該粉体とともに気体を封入しており、該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて該粉体収容体に封入する該気体の量を調整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の粉体容器において、上記粉体と上記気体とを収容した状態の上記粉体収容体の１［気圧］における体積をＶｏ、該粉体収容体の体積の上限値をＶｌｉｍ、該粉体が占める体積をＶｔ、該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値をＰｍｉｍ、としたとき、該粉体収容体の１［気圧］における体積Ｖｏが次の（１）式を満たすことを特徴とするものである。
１／２・Ｖｌｉｍ≦Ｖｏ≦Ｐｍｉｎ・Ｖｌｉｍ＋（１−Ｐｍｉｎ）Ｖｔ・・・・（１）
ただし、粉体収容体の体積の上限値Ｖｌｉｍは、粉体収容体の体積がその値を超えると、粉体容器がその機能を果たすことができなくなる状態の粉体収容体の体積である。
また、請求項３の発明は、内部に粉体を収容する変形可能な粉体収容体と、該粉体を該粉体収容体内から外部に排出する粉体排出口とを有する粉体容器において、該粉体とともに気体を収容した状態の該粉体収容体の１［気圧］における体積をＶｏ、粉体収容体の体積の上限値をＶｌｉｍ、該粉体が占める体積をＶｔとしたとき、該粉体収容体の１［気圧］における体積Ｖｏが次の（２）式を満たすことを特徴とするものである。
１／２・Ｖｌｉｍ≦Ｖｏ≦０．７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７Ｖｔ・・・・（２）
ただし、粉体収容体の体積の上限値Ｖｌｉｍは、粉体収容体の体積がその値を超えると、粉体容器がその機能を果たすことができなくなる粉体収容体の体積である。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の粉体容器において、上記粉体排出口に外部から負圧が働くことによって、上記粉体収容体内の上記粉体を外部に排出し、該粉体収容体の容積が減少するように構成し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４の粉体容器において、上記粉体収容体の１［気圧］における体積Ｖｏと、上記粉体が占める体積Ｖｔとが次の（３）式を満たすことを特徴とするものである。
２．３・Ｖｔ≦Ｖｏ≦８．０Ｖｔ・・・・（３）
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の粉体容器において、上記粉体収容体は樹脂製フィルムからなり、該樹脂製フィルムを熱溶着して形成されたもの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１、２、３、４、５または６の粉体容器において、上記粉体はトナーであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、潜像担持体と、現像剤収容部を備え、該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、該現像装置で使用されるトナーを収容するトナー容器と、該トナー容器内のトナーを該現像剤収容部に供給するトナー補給手段とを有する画像形成装置において、該トナー容器として、請求項７の粉体容器を用い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の画像形成装置において、上記トナー補給手段は、上記トナー容器が収容するトナーに負圧を作用させ、トナー搬送手段内を通して上記現像剤収容部へ該トナーを補給するトナーポンプを有することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の粉体容器を収納する粉体容器収納箱において、該粉体容器を収納する収納部は、上記粉体収容体が１［気圧］における所望の体積よりも大きい体積だと収納できないように構成されてい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１、２、３、４、５、６または７の粉体容器の製造方法において、上記粉体収容体内に上記粉体を充填した後に、該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて該粉体収容体に封入する該気体の量を調整するように該粉体収容体の外側から該粉体収容体の体積を調整し、その後、該粉体の充填に用いた開口部を密閉することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の粉体容器の上記粉体収容体内の上記粉体を消費した後に、該粉体収容体内に粉体を再充填して粉体容器を再生する粉体容器再生方法において、該粉体収容体を密閉する密閉部材を該粉体容器から取り外す工程と、該密閉部材を取り外した後の該粉体収容体内に該粉体を再充填する工程と、該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて該粉体収容体に封入する気体の量を調整するように該粉体を再充填した後の該粉体収容体の体積を調節する工程と、体積を調節した後の該粉体収容体に該密閉部材を取り付ける工程とを実施することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の粉体容器の上記粉体収容体内の上記粉体を消費した後に、該粉体収容体内に粉体を再充填して粉体容器を再生する粉体容器再生方法において、該粉体収容体に穴をあける工程と、該穴を通して該粉体収容体内に該粉体を再充填する工程と、該粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて該粉体収容体に封入する気体の量を調整するように該粉体を再充填した後の該粉体収容体の体積を調節する工程と、体積を調節した後の該粉体収容体の該穴を塞ぐ工程とを実施することを特徴とするものである。
【０００８】
上記請求項１の構成を備えた粉体容器においては、粉体容器を用いる環境の予め想定している気圧の最小値に応じて粉体収容体に封入する気体の量を調節しているので、気圧が低い使用環境で粉体収容体の体積が大きくなっても使用することができる。
また、上記請求項３の構成を備えた粉体容器においては、粉体とともに気体を収容した状態の粉体収容体の１［気圧］における体積をＶｏ、粉体収容体の体積の上限値をＶｌｉｍ、該粉体が占める体積をＶｔとしたとき、Ｖｌｉｍに対してＶｏが小さすぎると、粉体容器の使用開始当初に粉体収容体が使用可能なスペースに対して粉体収容体が占めるスペースが少なく、スペースの無駄となるので、Ｖｏは、１／２・Ｖｌｉｍ以上が好ましい。
また、Ｖｏ≦０．７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７・Ｖｔの関係を満たすことで、０．７３［気圧］という気圧が低い使用環境で粉体収容体の体積が大きくなっても、粉体容器が使用可能な粉体収容体の体積の上限値Ｖｌｉｍを超えることがないので、気圧が低い使用環境で粉体容器を使用することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至１３の発明によれば、気圧が低い使用環境で粉体容器の体積が大きくなっても使用することができるので、標高が低い使用環境よりも気圧が低くなる標高が高い使用環境においても粉体容器を使用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】
【００１０】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明する。先ず、本発明に係る画像形成装置の一例を明らかにする。
図１は画像形成装置の一例であるカラー複写機（以下、プリンタ１００と呼ぶ）を示す概略図である。ここに示したプリンタ１００は、記録媒体上にトナー像を形成する作像手段１を有している。
【００１１】
図１に示した作像手段１は、ドラム状の感光体として構成された像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋを有し、その各像担持体上にイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対向して中間転写ベルト３が配置され、この中間転写ベルト３は、ローラ４、５、６に巻き掛けられ、そのローラの１つが図示していない駆動手段によって回転駆動することにより矢印Ａ方向に走行駆動される。
【００１２】
各像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上にトナー像を形成する構成と、その作用は実質的に全て同一であるため、イエロートナー像を作像する像担持体２Ｙにトナー像を形成する構成だけを説明する。この像担持体２Ｙは図１における反時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラによって像担持体表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット７から出射する光変調されたレーザビームが照射される。これによって像担持体２Ｙ上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置によってイエロートナー像として可視像化される。中間転写ベルト３を挟んで、像担持体２Ｙにほぼ対向する位置には転写ローラ（図示せず）が配置され、その転写ローラに対し、像担持体２Ｙ上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって像担持体２Ｙ上のイエロートナー像が中間転写ベルト３上に転写される。中間転写ベルト３に転写されず、像担持体２Ｙ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置によって除去される。
【００１３】
同様にして、他の色の潜像が形成される像担持体２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次重ね合されて転写される。
【００１４】
一方、作像手段１の下方に設けられた給紙部１０から、例えば転写紙又は樹脂シートや樹脂フィルムなどから成る記録媒体Ｐが給送され、その記録媒体Ｐが、矢印Ｂで示すように、中間転写ベルト３のローラ６へ向けて送り込まれる。中間転写ベルト３を挟んで、ローラ６にほぼ対向する位置には二次転写ローラ１１が配置され、記録媒体Ｐは中間転写ベルト３と二次転写ローラ１１間に送り込まれる。その二次転写ローラ１１に対し、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３上の重ねトナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。転写後の記録媒体Ｐは、定着装置１２によりトナーが定着された後、排紙トレイ１３上に排紙される。
【００１５】
図２は、プリンタ１００が有するトナー補給装置２００の断面説明図である。また、図３は、トナーボトル２０の外観斜視図である。なお、図２中の符号Ｔｆはトナーの流れを示している。
タンデム方式の画像形成装置であるプリンタ１００は、機械前面に粉体容器の粉体として各色のトナーを収容するトナー収容器としてのトナーボトル２０が並んで配置される構成をとる。各色のトナーボトル２０はそれぞれトナー搬送手段であるトナー補給チューブ６５を介してサブホッパ６８、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１４を備える現像ユニット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とステータ内部で回転することにより軸方向にトナーを移動させるロータを備えたスクリューポンプであるモーノ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２０は図２及び図３に示すように、粉体収容体であるトナー収容体２１と、唯一の粉体排出口であるトナー排出口２１ｃを備えた口金部材３０とで構成されている。このトナーボトル２０の具体的な構成については後に詳述する。
【００１６】
トナーボトル２０はプリンタ１００本体に装着された状態で、トナーボトル２０内に、口金部材３０に連結される本体側補給部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２１ｃとノズルのトナー受入口が連通する。ノズル８０はトナー補給チューブ６５を接続するチューブ接続用ジョイント形状部を有している。トナー補給チューブ６５はサブホッパ６８に接続されているモーノポンプ（スクリューポンプ）であるトナーポンプ６０に連通しており、さらに、トナーポンプ６０は、現像装置１４と連通している。このように、トナーボトル２０はプリンタ１００本体に装着されることで、現像装置１４と連通する。
【００１７】
現像装置１４は、そのケーシング内部に搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンをもったスクリュー１５，１６が矢印Ｃ、Ｄ方向に回転しておりこの部分にはトナーとキャリアを混合した現像剤が入っている。
搬送オーガは、例えばスクリュー１５が現像剤を図中手前から奥側へ搬送し、スクリュー１６が現像剤を奥側から手前に搬送するように形成されていて、奥側と手前側には中央の仕切り１７の無い部分が設けられていることにより、現像剤が循環しながら攪拌される構成となっている。この循環する現像剤の一部が、現像ローラ１９によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクターブレード１８で均一が厚さに規制されてから、像担持体２に接することで像担持体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。ここで、像担持体２に付着するのはトナーのみであり、現像器内の循環する現像剤中のトナーの量を一定に保つために、トナーボトル２０のトナーが少量ずつ補給しながら現像が行われる。
【００１８】
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６２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にユニバーサルジョイント６４を介して連結されている。他方、ステータ６２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６２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６２の間にできるスペースに入ったトナーを移送することができる。
【００１９】
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２０のトナーがトナー吸引口６３からトナーポンプ６０に入り、図２の左から右に吸引搬送されてトナー補給口６７からサブホッパ６８を介して下方の現像装置１４に供給される。
【００２０】
図３は、トナーボトル２０を示す外観斜視図である。
図３において、トナーボトル２０のトナーＴｐを収容するトナー収容体２１は軟包材と呼ばれる厚さ５０〜３００［μｍ］程度のシート状の樹脂を溶着して袋状に形成したものである。トナー収容体２１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、プリンタ１００で用いるトナーボトル２０では、トナー収容体２１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おり、これらはラミネートにより接着されている。
【００２１】
ここで、トナー収容体２１の各層についてより詳しく説明する。
トナー収容体２１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、トナーＴｐを保管中に外気に触れるとトナー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２０の気密性を高めている。
さらに、トナーボトル２０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２０の剛性を調整できるため、トナーボトル２０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。
【００２２】
トナー収容体２１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容体２１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、トナー収容体２１では、その稜線には溶着代２１ｂがあり、溶着代２１ｂ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、トナー補給中にトナー排出口２１ｃの付近で面部分が変形してトナーボトル２０が閉塞したり、ということを防止することができる。
【００２３】
上述のようにトナー収容体２１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、例えば使い終わったトナーボトル２０は小さく丸めて回収することができる。
【００２４】
トナー収容体２１をトナー補給装置２００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３０にトナー収容体２１を取り付けておき、口金部材３０とトナー補給装置２００が勘合するように形成すると確実にトナーボトル２０をトナー補給装置２００に装着できる。
口金部材３０はトナー収容体２１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。トナー収容体２１の内側層と口金部材３０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。口金部材３０の一部をトナー収容体２１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３０とトナー収容体２１とを溶着できる。
【００２５】
また、袋状部材で形成されたトナーボトル２０は、硬質樹脂等で形成されたトナーボトルに比べると強度で劣る。特に、トナー交換時にユーザーが強くにぎると袋部であるトナー収容体２１がつぶれてしまい、トナー容器内のトナーの一部が残ってしまうことがある。トナー交換時にトナー収容体２１がつぶれることを防止するために、トナー収容体２１に補強部材を設けるようにしても良い。
【００２６】
図４は、トナー収容体２１に補強部材としての補強板２１ａを設けたトナーボトル２０の外観斜視図である。
図４に示すように、トナー収容体２１の正面と裏面（図中手前側の面と奥側の面）の平坦部外側に、ポリエチレンテレフタレートやアルミ等からなる補強板２１ａが固着されている。この補強板２１ａには図に示すように８つの孔が設けられている。作業者は、トナー収容体２１を把持するときにこれらの孔に指を引っかかることができる。また、トナー収容体２１の補強板２１ａを設けた面と対向する面との間の図４中の側方の面には、折り目ｆが形成されている。
このように、補強板２１ａ及び折り目ｆによって、補強板２１ａを設けた面は変形しづらく、折り目ｆを設けた面は折り目ｆに沿って変形するため、所望の形状になりながら容積が減少し、容積が減少した状態でのトナー残量を少なくすることができる。
【００２７】
補強板２１ａを容器外周面に設けることで、トナー交換時のトナー収容体２１のつぶれや、輸送中の座屈を防止することができる。また、トナー補給中にトナー排出口２１ｃの付近で面部分が変形してトナー収容体２１が閉塞することも防止できる。
補強板２１ａとしては、トナー収容体２１を構成するフィルムの剛性層と同じ材料の場合は剛性層より厚く、剛性層以下の厚みの場合は剛性層より剛性の高い材料により形成するとよい。
なお、図４で示すトナーボトル２０では、厚み０.２［ｍｍ］程度のＰＥＴや厚み０.２〜０.３［ｍｍ］程度のＰＳ等で構成された補強板２１ａを使用している。
【００２８】
袋状部材であるトナー収容体２１の周囲に溶着代２１ｂがあると、前述のようにトナーボトル２０全体の剛性が増す効果がある。さらに、溶着代２１ｂに重なるように補強板２１ａを設置することで、「柱」と「柱」の間に「梁」を渡したような役割りを果たすため、トナーボトル２０全体の剛性がいっそう増す効果がある。これによって、トナー補給中にトナー排出口２１ｃの付近で面部分が変形してトナーボトル２０が閉塞することを防止できる。
なお、図４で示すトナーボトル２０では、補強板２１ａの大きさは、溶着代２１ｂの半分程度まで重ねる程度になるようにし、トナー収容体２１の外周からはみ出さないように貼り付けている。
【００２９】
図５は、トナーボトル２０をトナー補給装置２００に装着した状態での口金部材３０近傍の断面説明図である。
上述した口金部材３０は、図５に示すように、上側部材３１、内側部材４０及び外側部材５０の３つの部品を有する。上側部材３１には、トナー収容体２１が固着される。また外側部材５０が結合される。内側部材４０には、断面５角形のＯリング４２が係合される。外側部材５０には内側部材４０が装着され、Ｏリング４２も保持される。そして、円筒状の開閉弁としてのシャッタ部材２５の差し込まれ用のシャッタ孔が内側部材４０と外側部材５０に跨って形成されている。なお、トナーボトル２０を使用しないときは、シャッタ部材２５の外周に密着したシール部材としてのＯリング４２によって密閉される。また、上側部材３１と内側部材４０との接合部では、Ｏリング状のシール部材４３によって、上側部材３１と内側部材４０の気密性が保たれている。口金部材３０の取り付け部材３６は、誤った色のトナーボトル２０を装着するのを防止する（以下、色非互換という。）ためのスリットとなっており、各色のトナーボトル２０間で異なる形状をしている。
【００３０】
このような柔軟なトナー収容体２１と口金部材３０からなるトナーボトル２０において、情報記録部材であるＲＦタグ２２を口金部材３０の側面に設けている。ここで、ＲＦタグとは、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２２には、例えば、そのトナーボトル２０と該容器内に収納されているトナー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。
【００３１】
次に、トナーボトル２０のプリンタ１００本体への装着方法について説明する。
図６は、プリンタ１００の装置全体の斜視図である。
図示のように、プリンタ１００の筐体前面には、図示しない回転軸を中心に回動して開閉可能な４つのボトル収納装置としての容器支持ホルダ７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋが設けられている。これらは、それぞれに対応する色用のトナー搬送装置の一部を構成しており、対応する色のトナーボトル２０を内部に収納して支持する。
図７は、４つのうちの一つの容器支持ホルダ７５の側面説明図である。
トナーボトル２０を装着するときには、作業者はロック１２１を解除して、開放ドア１０３の取っ手１２０をもって、容器支持ホルダ７５の支持ホルダ本体１０１から開閉ドア１０３を開放する。ここで、開閉ドア１０３は、回転軸１０２を中心にして開閉自在に構成されている。そして、開放した開閉ドア１０３の開口から、口金部材３０が鉛直方向下側となるようにトナー収容体２１Ｙを手で把持し、そのトナーボトル２０Ｙを容器支持ホルダ７５の内部に落し込むように挿入する。その後、容器支持ホルダ７５の開閉ドア１０３を閉めることでトナーボトル２０Ｙのプリンタ１００本体への装着が完了する。
【００３２】
トナーポンプ６０を用いたトナー補給によってトナー収容体２１内のトナーが消費されるとき、トナーポンプ６０を駆動すると、トナーポンプ６０およびトナー補給チューブ６５内の気圧が低下して、トナーが周囲の空気とともにトナーボトル２０のトナー収容体２１内から吸引される。トナーポンプ６０を用いてトナー吸引するにはトナーの周囲に空気が必要であるため、トナーをトナー収容体２１内に封入するときには空気もともに封入する。
【００３３】
トナーボトル２０のトナー収容体２１はフレキシブルに変形可能であり、空気を封入しているため、外気の気圧によってその体積が変化する。標高の高い設置環境では標高の低い設置環境に比べて気圧が低いためトナー収容体２１の体積は大きくなる。一方、トナーボトル収納装置である支持ホルダ７５は変形可能な構成ではない。標高の低い設置環境でのトナー収容体２１の体積がトナーボトル２０が支持ホルダ７５にギリギリ装着することができるような体積であると、標高の高い設置環境ではトナー収容体２１の体積が大きくなって、トナーボトル２０が支持ホルダ７５に入らなくなり、トナーボトル２０としての機能を果たすことができなくなる。ここで、トナーボトル２０を支持ホルダ７５に装着することができるトナー収容体２１のギリギリの体積が、粉体収容体であるトナー収容体２１の体積の上限値である。以下、トナー収容体２１の体積の上限値を収容体積上限値Ｖｌｉｍと表現する。
【００３４】
本実施形態のトナーボトル２０は、その使用環境の予め想定している気圧の最小値に応じて、標高が低い環境でトナー収容体２１に封入する気体の量を調節することで、標高が高い、即ち気圧が低い使用環境においても支持ホルダ７５に装着し、使用することができる。
具体的には、粉体であるトナーと気体である空気とを封入した状態のトナー収容体２１の平地での気圧１［気圧］における体積を平地収容体積Ｖｏ、トナーが占める体積（充填されるトナーの重量を、トナーの密度で除したもの）をトナー体積Ｖｔ、トナーボトル２０を用いる環境の予め想定している気圧の最小値を高地気圧Ｐｍｉｍ、としたとき、次の（１）式を満たすように空気を封入する。
１／２・Ｖｌｉｍ≦Ｖｏ≦Ｐｍｉｎ・Ｖｌｉｍ＋（１−Ｐｍｉｎ）Ｖｔ・・・・（１）
【００３５】
ここで、上記（１）式について説明する。
充填時の外気の気圧をＰ１（１［気圧］）、使用を想定する最も高い標高の高地における外気の気圧をＰ２（Ｐｍｉｎ［気圧］）、充填時の容器内の空気の体積をＶ１［ｃｍ３］、外気の気圧がＰ２であるときの容器内の空気の体積をＶ２［ｃｍ３］とし、外気の気圧がＰ１、Ｐ２において気温が同じと仮定すると以下の式が成り立つ。
Ｐ１・Ｖ１＝Ｐ２・Ｖ２
Ｐ１及びＰ２に気圧を代入すると、
Ｖ１＝Ｐｍｉｎ・Ｖ２
となる。
気圧Ｐｍｉｎにおけるトナー収容体２１の体積が収容体積上限値Ｖｌｉｍ以下であればよいので、
Ｖ２≦Ｖｌｉｍ−Ｖｔ
を満たせばよく、
Ｖ１≦Ｐｍｉｎ・（Ｖｌｉｍ−Ｖｔ）
となる。
即ち、充填時の容器内の空気の体積Ｖ１［ｃｍ３］をＰｍｉｎ・（Ｖｌｉｍ−Ｖｔ）以下に調節する。
また、充填時の容器内の空気の体積Ｖ１［ｃｍ３］を上述のように調節するために、平地収容体積Ｖｏについて検討すると、Ｖ１＝Ｖｏ−Ｖｔであるので、
Ｖｏ≦Ｐｍｉｎ・Ｖｌｉｍ＋（１−Ｐｍｉｎ）Ｖｔ  ・・・・（３）
となる。
平地収容体積ＶｏをＰｍｉｎ・Ｖｌｉｍ＋（１−Ｐｍｉｎ）Ｖｔ以下に調節することにより、外気の気圧が平地の気圧である１［気圧］よりも低い、Ｐｍｉｎ［気圧］となり、空気が膨張し、トナー収容体２１の体積が大きくなっても容器支持ホルダ７５に収納することができる。
なお、平地収容体積Ｖｏが収容体積上限値Ｖｌｉｍに対して小さすぎると、トナーボトル２０の使用開始当初にトナー収容体２１が使用可能なスペースに対してトナー収容体２１が占めるスペースが少なく、スペースの無駄となるので、Ｖｏは、１／２・Ｖｌｉｍ以上が好ましい。
【００３６】
さらに、本実施形態のトナーボトル２０及びプリンタ１００は、標高２５００［ｍ］においても使用できる構成であることが望ましい。これは、メキシコシティが標高２２４０［ｍ］であり、このような高地においても十分に対応できるようにするためである。
高地の使用限度を標高２５００［ｍ］とした場合、標高２５００［ｍ］では気圧が７５０［ｈＰａ］であるため、充填密閉後の体積のばらつきも考慮して、７４０［ｈＰａ］（≒０．７３［気圧］）においてもトナーボトル２０をプリンタ１００に装着できるようにする。
トナーボトル２０を用いる環境の予め想定している気圧の最小値である高地気圧Ｐｍｉｍ＝０．７３［気圧］として、平地収容体積Ｖｏの上限値を調節する。
上記（３）式より、Ｖｏ≦０．７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７Ｖｔ
となり、平地収容体積Ｖｏを０．７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７Ｖｔ以下に調節することにより、外気の気圧が平地の気圧である１［気圧］よりも低い、０．７３［気圧］となり、空気が膨張し、トナー収容体２１の体積が大きくなっても容器支持ホルダ７５に収納することができる。外気の気圧が０．７３［気圧］（≒７４０［ｈＰａ］）でもトナーボトル２０を使用することができるので、外気の気圧が７５０［ｈＰａ］となる標高２５００［ｍ］の高地であってもトナーボトル２０をプリンタ１００に装着することができ、使用することができる。
【００３７】
トナー収容体２１の最大体積を収容体積最大値Ｖｍａｘとすると収容体積最大値Ｖｍａｘに対する収容体積上限値Ｖｌｉｍの大きさは各プリンタ及びトナーボトルによって異なる。本実施形態のトナーボトル２０では、収容体積最大値Ｖｍａｘに対する収容体積上限値Ｖｌｉｍは、以下の（４）式を満たす。
Ｖｌｉｍ＝０．９７・Ｖｍａｘ  ・・・・・・（４）
よって、本実施形態では、平地収容体積Ｖｏは、
Ｖｏ≦０．９７・Ｐｍｉｎ・Ｖｍａｘ＋（１−Ｐｍｉｎ）Ｖｔを満たし、
標高２５００［ｍ］で使用可能とする場合は、
Ｖｏ≦０．７０・Ｖｍａｘ＋０．２７Ｖｔを満たす。
なお、収容体積最大値Ｖｍａｘは、トナー収容体２１に充填できる水の体積の最大値である。
【００３８】
ここで、各値の実際の測定方法の詳細を記載する。
平地収容体積Ｖｏ：平地においてトナーを充填、密閉されたトナーボトル２０が充分に入る円筒形で、且つ、その中に水をこぼれる寸前まで満たしたガラス容器に、トナーボトル２０を沈める。このとき、トナーボトル２０に付いているキャップ類である口金部材３０は沈めずに容器部分であるトナー収容体２１のみを沈める。トナーボトル２０は浮力により浮き上がろうとするので、金属などでできた棒でトナーボトル２０を押さえ、水中にトナー収容体２１を沈める。沈めた後、トナーボトル２０をゆっくりとガラス容器から外す。このとき、トナーボトル２０に付着した水滴はガラス容器ーの中に落とす。トナーボトル２０を取り出したガラス容器に再度メスシリンダーを用いて水がこぼれる寸前まで満たし、いれた水の量を測定して平地収容体積Ｖｏとする。
収容体積最大値Ｖｍａｘ：トナーボトル２０が持つ最大の体積が、トナーボトル２０に充填できる水の体積の最大値と等しいとする。トナーボトル２０の充填口を備えた口金部材３０を固定し、トナー収容体２１部分は自由な状態にして充填口から予めメスシリンダーで測定した水を充填し、トナー収容体２１が満杯になった際の水の量を測定しこれを収容体積最大値Ｖｍａｘとする。
トナー体積Ｖｔ：先ずトナーの密度を算出する。トナーの密度の算出は以下の手順で行う。
トナー２０［ｇ］を軽量し、メスシリンダー（５０［ｃｍ３］）の重量を測定する。次に、振動や衝撃をメスシリンダーに与えないように、計測したトナーをメスシリンダーに投入し、その後、メスシリンダーに振動、衝撃を与えないように注意しながら１０分放置する。１０分放置した後、メスシリンダーの目盛りからトナーの体積を測定する。次にトナー＋メスシリンダーの重量を測定する。
ここで得られた値を用いて、
トナーの密度［ｇ／ｃｍ３］={(トナー＋メスシリンダーの重量)−（メスシリンダーの重量）}÷（トナーの体積）を計算し導き出す。
このトナーの密度を用いて、トナー収容体２１に充填されるトナーの重量をトナーの密度で除した値をトナー体積Ｖｔとする。
なお、Ｖｏ、Ｖｍａｘ、Ｖｔともに、粉体容器の粉体がトナー以外のものを用いる場合であっても、同様の方法で算出することができる。
【００３９】
次に、本実施形態における  Ｖｌｉｍ＝０．９７・Ｖｍａｘについて説明する。
トナー収容体２１の収容体積最大値Ｖｍａｘと、プリンタ１００に装着できる容積の関係を評価した。トナー収容体２１の容器最大体積＝１２８５［ｃｍ３］となるカラー用のトナーボトル２０と、トナー収容体２１の容器最大体積＝２２００［ｃｍ３］となるブラック用のトナーボトル２０とで、トナー収容体２１の体積の異なる複数のトナーボトル２０をカラー及びブラックについてそれぞれ用意し、プリンタ１００への装着確認を行った。なお、プリンタ１００への装着確認は、通常の装着手順で装着可能か（プリンタ１００が稼動可能か）確認した。
装着確認を行ったところ、カラー用のトナーボトル２０では、トナー収容体２１の体積が１２４０［ｃｍ３］以下のものであれば、プリンタ１００に装着することができた。また、ブラック用のトナーボトル２０では、トナー収容体２１の体積が２１３０［ｃｍ３］以下のものであれば、プリンタ１００に装着することができた。この装着確認により、トナー収容体２１の体積がトナー収容体２１の収容体積最大値Ｖｍａｘに対して、９７［％］以下の範囲であればプリンタ１００に装着できることが確認された。
収容体積最大値Ｖｍａｘに対する収容体積上限値Ｖｌｉｍの大きさは各プリンタ及び各トナーボトルによって異なるため、各装置において予め測定する必要がある。
【００４０】
本実施形態のようにトナーポンプ６０を用いてトナー吸引するにはトナー収容体２１内のトナーの周囲に空気が必要である。
この空気がトナーに対して適量な状態や空気が多い状態ではトナーを消費しきった状態でのトナー残量が略なくなり、消費されるべきトナーが無駄となることを防止することができる。一方、トナー粒子の隙間の空気が少ないとトナー粒子間の摩擦が大きくなって、トナーの吸引量が不安定になったり、トナー残量が多くなったりする。また、トナー中の空気がさらに少ないと、トナー粒子間の摩擦力がモーノポンプの吸引力を上回ってトナーを吸引できなくなる。
【００４１】
なお、開閉弁であるシャッタ部材２５の外周に設置したシールとしてのＯリング４２や、シール部材４３によって、使用中も含めてトナーボトル２０は常時密閉されている。このため、現像装置１４内にトナーを補給するにしたがって、トナーボトル２０のトナー収容体２１はしぼんでいく。
トナー充填時にトナー収容体２１内に十分な量の空気を封入しておくと、トナーが残らず消費できる。しかし、トナーの充填が完了した状態でトナー収容体２１内の空気量が不十分だと、トナーポンプ６０による吸引途中で空気が先に無くなってトナーだけが残って、いわゆる「真空パック」のような状態になってしまう。トナーポンプ６０はトナーと空気とを吸引するものでありトナーのみを吸引することはできないので、トナーがトナー収容体２１内に残ってしまう。
トナー収容体２１内に残ってしまうトナー残量が多すぎると保証された画像枚数に達しない課題が生じる。よって、トナー収容体２１内のトナーと空気とを適切な比率とすることによって、トナー残りを回避することを検討する。
【００４２】
本実施形態のトナーボトル２０では、トナー収容体２１内の空気の体積の下限として、平地収容体積Ｖｏが、Ｖｏ≧２．３・Ｖｔを満たすようにトナー収容体２１内に空気を封入する。充填時の容器内の空気の体積Ｖ１について、Ｖ１＝Ｖｏ−Ｖｔであるので、充填時のトナー収容体２１内の空気の体積の下限値Ｖ１ｍｉｎ＝１．３・Ｖｔとなる。
【００４３】
ここで、本実施形態におけるＶｏ≧２．３・Ｖｔについて説明する。
トナーボトル２０のトナー収容体２１内の空気の量とトナー補給性の関係を評価する実験を行った。使用したトナーは２成分現像剤に用いられるトナーで、トナー粒子の体積平均粒径は６．８［μｍ］であった。
トナーボトル２０のトナー収容体２１内の空気の量とトナー補給性の関係を評価するため、トナー収容体２１に密度が１．２［ｇ／ｃｍ３］の所定量のトナーを充填し、トナーとともに封入する空気の量を変えて、トナー収容体２１の体積が異なるトナーボトル２０をブラックとカラーでそれぞれ９種類ずつ用意し、トナーの補給性の評価を行った。トナーの補給性の評価は上述したトナーポンプ６０を備えたトナー補給装置２００を用いて行った。
なお、この実験におけるブラック用トナーボトル２０に充填したトナーの重さは９１０［ｇ］、カラー用トナーボトル２０に充填したトナーの重さは５３０［ｇ］である。そして、トナー体積Ｖｔは、ブラック用トナーが９１０［ｇ］／１．２［ｇ／ｃｍ３］＝７５８［ｃｍ３］であり、カラー用トナーが５３０［ｇ］／１．２［ｇ／ｃｍ３］＝４４２［ｃｍ３］である。
【００４４】
図２で示すトナーポンプ６０を備えたトナー補給装置２００のトナー補給口６７の下方に設けられたサブホッパ６８及び現像装置１４の変わりに、トナー回収用ビーカーを設置し、トナーポンプ６０の吸引により排出されるトナーを回収する。トナーポンプ６０を駆動した状態で、トナー補給口６７からトナーがほとんど排出されなくなった状態で駆動収容として、トナーポンプ６０の駆動停止する。その後、トナー回収用ビーカーの重さを測定し、その測定値からビーカー自体の重量を引いて、トナー回収用ビーカーに回収された回収トナーの重量を算出する。そして、充填時のトナーの重量９１０［ｇ］および５３０［ｇ］からそれぞれの回収トナーの重量を引くことで、トナー収容体２１内に残ったトナー残量［ｇ］を算出することができる。
【００４５】
トナー補給性の評価について、トナーとともに充填した空気の量が異なる各トナーボトルの補給性の判定を表１および表２に示す。表１はブラックトナー用のトナーボトル２０の実験結果、表２はカラー用のトナーボトル２０の実験結果をまとめたものである。
表中の「倍数」は、各Ｖｔ［ｃｍ３］に対する各トナー収容体体積［ｃｍ３］の割合である。
トナーの残量判定は残量が１０［ｇ］以下を「ＯＫ」とし、１０［ｇ］を越えるものを「ＮＧ」とした。トナーの補給性判定は、補給ができなくなるまで連続的に補給し続けることができたものを「ＯＫ」とし、補給ができなくなる前に一時的に補給が停止するものを「ＮＧ」とした。
【００４６】
【表１】
2007331770.tif 000003
【００４７】
【表２】
2007331770.tif 000004
【００４８】
表１および表２より、Ｖｔ［ｃｍ３］に対するトナー収容体体積の割合が２．３以上であれば、補給性判定、残量判定ともに「ＯＫ」となる。よって、Ｖｏ≧２．３・Ｖｔとなる。
【００４９】
ブラック用トナーボトル２０について、トナー収容体２１の収容体積上限値Ｖｌｉｍは２１３０［ｃｍ３］であり、標高２５００［ｍ］で設置可能であるので、ブラック用トナーボトル２０のトナー収容体２１の平地収容体積Ｖｏは以下の（５）式を満たす。
Ｖｏ≦０．７３・（２１３０）＋０．２７・（７５８）・・・・（５）
上記（５）式より、ブラック用トナーボトル２０のトナー収容体２１の平地収容体積Ｖｏの最大値は、１７６０［ｃｍ３］となる。
Ｖｏ＝１７６０［ｃｍ３］のとき、Ｖｏ／Ｖｔ＝２．３２となり、Ｖｏ≧２．３Ｖｔを満たす。よって、本実施形態のブラック用トナーボトル２０としてはトナー収容体２１の収容体積最大値Ｖｍａｘが２２００［ｃｍ３］、収容体積上限値Ｖｌｉｍが２１３０［ｃｍ３］で、９１０［ｇ］のトナーを充填したもので、平地収容体積Ｖｏが１７６０［ｃｍ３］となるものを用いる。
【００５０】
カラー用トナーボトル２０について、トナー収容体２１の収容体積上限値Ｖｌｉｍは１２４０［ｃｍ３］であり、標高２５００［ｍ］で設置可能であるので、カラー用トナーボトル２０のトナー収容体２１の平地収容体積Ｖｏは以下の（６）式を満たす。
Ｖｏ≦０．７３・（１２４０）＋０．２７・（４４２）・・・・（６）
上記（６）式より、カラー用トナーボトル２０のトナー収容体２１の平地収容体積Ｖｏの最大値は、１０２５［ｃｍ３］となる。
Ｖｏ＝１０２５［ｃｍ３］のとき、Ｖｏ／Ｖｔ＝２．３２となり、Ｖｏ≧２．３Ｖｔを満たす。よって、本実施形態のカラー用トナーボトル２０としてはトナー収容体２１の収容体積最大値Ｖｍａｘが１２８５［ｃｍ３］、収容体積上限値Ｖｌｉｍが１２４０［ｃｍ３］で、５３０［ｇ］のトナーを充填したもので、平地収容体積Ｖｏが１０２５［ｃｍ３］となるものを用いる。
このトナー補給性の評価により、平地収容体積Ｖｏが、Ｖｏ≧２．３・Ｖｔを満たすようにトナー収容体２１内に空気を封入することにより、トナーボトル２０が充填後、密閉されていれば、トナーの補給性が安定し、トナー残量が少なく抑えることができることが明らかになった。
また、トナー体積Ｖｔに対するトナー収容体の平地収容体積Ｖｏが大きすぎると、トナーボトルのトナー収容体が占めるスペースに対するトナーの量が少なくなり、効率が悪くなるため、実用的には、Ｖｏは８．０Ｖｔ以下となることが好ましい。
【００５１】
次に、粉体容器であるトナーボトル２０の製造方法について説明する。
図８は、トナーボトル２０を構成するトナー収容体２１と口金部材３０とを分離した状態の説明図である。トナー収容体２１には口金部材３０と密閉した状態に接続可能なアダプター２３が固定されており、アダプター２３を介してトナー収容体２１と口金部材３０とを接続することによりトナーボトル２０を密閉した状態とすることができる。
トナーをトナーボトル２０に封入するときは、図８に示すようにトナー収容体２１から口金部材３０を取り外した状態で、トナー排出口２１ｃからトナーを充填する。トナーを充填したあとは、トナー収容体２１の体積がＶｏ≦０．７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７Ｖｔを満たすような平地収容体積Ｖｏとなるように、トナー収容体２１の体積を調節する。
【００５２】
トナー収容体２１の体積を調節する方法としては、補強板２１ａが設けられたトナー収容体２１の正面と裏面からトナー収容体２１を挟む装置にトナー収容体２１を設置し、図４に示すトナー収容体２１の幅である収容体幅Ｗを調節する。トナーをトナー収容体２１に充填するときにはトナーは多くの空気を含んだ状態となっているので、トナー充填後の収容体幅Ｗは平地収容体積Ｖｏの状態の収容体幅Ｗよりも長くなっている。この状態から、トナー収容体２１を挟む装置で収容体幅Ｗを所定の幅に調節することでトナー収容体２１から空気が抜けてトナー収容体２１の体積がＶｏ≦０７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７Ｖｔを満たすような平地収容体積Ｖｏとなる。
本実施形態のトナー収容体２１は補強板２１ａを備えているため、図中縦方向、及び横方向には変形しにくく、収容体幅Ｗ方向に変形し易い。このようなトナー収容体２１では収容体幅Ｗを調節することによりその体積を調節することができ、トナー収容体２１の体積が平地収容体積Ｖｏとなる収容体幅Ｗは予め明らかにしておく。トナー収容体２１を挟むために補強板２１ａを押圧する幅規制部材の材質は、変形しないものが好ましく、金属、たとえばステンレスなどが望ましい。このような幅規制部材で補強板２１ａを供えたトナー収容体２１の正面及び裏面全体を抑えると、ばらつき無く体積を調節することができる。
体積を調節したトナー収容体２１にアダプター２３を介して口金部材３０を接続して、トナーの充填に用いた開口部であるトナー排出口２１ｃを密閉する。
【００５３】
次に、トナーボトル２０を収納する粉体収納箱である、トナーボトル収納ボックスについて説明する。
図９は、粉体容器であるトナーボトル２０を収納する粉体容器収納箱であるトナーボトル収納ボックス２２０の説明図である。図９（ａ）は、トナーボトル２０をトナーボトル収納ボックス２２０に収納する説明図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示したトナーボトル収納ボックス２２０のフタ２２０ａを閉じた状態の側面図である。
トナーボトル収納ボックス２２０のトナーボトル２０を収納する収納部は、上記粉体収容体が１［気圧］における所望の体積よりも大きい体積だと収納できないように構成されている。詳しくは、トナーボトル収納ボックス２２０の断面形状がトナーボトル２０の側面を押さえる形状になっている。これはトナーボトル収納ボックス２２０内でトナーボトル２０が変形するのを防ぐ為の形状であり、トナーボトル２０の体積が所望の体積よりも大きくなるとトナーボトル収納ボックス２２０がふくらみフタ２２０ａを閉じることができなくなる。このようなトナーボトル収納ボックス２２０にトナーボトル２０を収納することにより、標高２５００［ｍ］に持ち上がっても、プリンタ１００に装着できるトナーボトル２０であることを確認することができる。
【００５４】
トナーボトル２０は、トナーを消費した後、再利用が可能となっている。
次に、トナーボトル２０の再生方法について説明する。
トナーボトル２０を再生するときは、以下の（１）〜（４）の工程を実施することによって再生する。
（１）トナー収容体２１を密閉する密閉部材である口金部材３０をトナー収容体２１から取り外す工程。
（２）口金部材３０を取り外した後のトナー収容体２１内にトナーを再充填する工程。
（３）トナーボトル２０を用いる環境の予め想定している気圧の最小値である０．７３［気圧］でトナー収容体２１の体積が大きくなっても収容体積上限値Ｖｌｉｍ以下となる空気の量に調整するように、トナーを再充填した後のトナー収容体２１の収容体幅Ｗを調節し、トナー収容体２１の体積を調節する工程。
（４）体積を調節した後のトナー収容体２１に口金部材３０を取り付ける工程。
【００５５】
また、トナーボトル２０を再生するときは、以下の（Ｉ）〜（ＩＶ）の工程を実施することによって再生してもよい。
（Ｉ）トナー収容体２１に穴をあける工程。
（ＩＩ）トナー収容体２１にあけられた穴を通してトナー収容体２１内にトナーを再充填する工程。
（ＩＩＩ）トナーボトル２０を用いる環境の予め想定している気圧の最小値である０．７３［気圧］でトナー収容体２１の体積が大きくなっても収容体積上限値Ｖｌｉｍ以下となる空気の量に調整するように、トナーを再充填した後のトナー収容体２１の収容体幅Ｗを調節し、トナー収容体２１の体積を調節する工程。
（ＩＶ）体積を調節した後のトナー収容体２１の穴を塞ぐ工程。
【００５６】
上述した本実施形態は、本発明を適用する粉体容器の材質や粉体の特性としてはこれに限るものではない。また、粉体容器に収容される粉体としてはトナーとキャリアとからなる二成分現像剤であってもよく、また他の粉体であってもよい。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、粉体容器であるトナーボトル２０の粉体収容体であるトナー収容体２１は、トナーボトル２０の使用環境の予め想定している気圧の最小値に応じて、標高が低い環境でトナー収容体２１に封入する気体の量を調節することで、標高が高い、即ち気圧が低い使用環境においてもプリンタ１００に装着し、使用することができる。
また、粉体であるトナーＴｐと気体である空気とを封入した状態のトナー収容体２１の平地での１［気圧］における体積を平地収容体積Ｖｏ、トナーが占める体積（充填されるトナーの重量を、トナーの密度で除したもの）をトナー体積Ｖｔ、トナーボトル２０を用いる環境の予め想定している気圧の最小値を高地気圧Ｐｍｉｍ、としたとき、１／２・Ｖｌｉｍ≦Ｖｏ≦Ｐｍｉｎ・Ｖｌｉｍ＋（１−Ｐｍｉｎ）Ｖｔを満たすように空気を封入することにより、外気の気圧が平地の気圧である１［気圧］よりも低い、Ｐｍｉｎ［気圧］となり、空気が膨張し、トナー収容体２１の体積が大きくなっても容器支持ホルダ７５に収納することができる。
また、平地収容体積Ｖｏを０．７３・Ｖｌｉｍ＋０．２７Ｖｔ以下に調節することにより、外気の気圧が平地の気圧である１［気圧］よりも低い、０．７３［気圧］となり、空気が膨張し、トナー収容体２１の体積が大きくなっても容器支持ホルダ７５に収納することができる。これにより、標高２５００［ｍ］の高地であってもトナーボトル２０をプリンタ１００に装着することができ、使用することができる。
また、トナーボトル２０の粉体排出口であるトナー排出口２１ｃに外部から負圧が働くことによって、トナー収容体２１内のトナーを外部に排出し、トナー収容体２１の容積が減少するように構成したことにより、トナー消費後のトナーボトル２０の体積が小さくなり、トナーボトル２０の交換に伴う使用済みトナーボトル２０の回収のときに、ユーザーからメーカーへの運搬するときのコストを低く抑えることができる。
また、平地収容体積Ｖｏと、トナー体積Ｖｔとが２．３・Ｖｔ≦Ｖｏを満たすことにより、トナーの補給性が安定し、トナー残量が少なく抑えることができる。
また、トナー収容体２１が樹脂製フィルムからなり、樹脂製フィルムを熱溶着して形成されたものであることにより、トナーボトル２０の密閉性を高め、より気圧の影響を受け易くなるので、平地収容体積Ｖｏの調節の効果が大きい。
また、画像形成装置であるプリンタ１００のトナー容器として、トナーボトル２０を用いることにより、標高２５００［ｍ］の高地であってもトナーボトル２０をプリンタ１００に装着することができ、使用することができる。
また、プリンタ１００のトナー補給手段であるトナー補給装置２００が、トナーボトル２０が収容するトナーに負圧を作用させ、トナー搬送手段であるトナー補給チューブ６５内を通して現像装置１４へトナーを補給するトナーポンプ６０を備えることにより、トナーボトル２０と現像装置１４とのレイアウトの自由度を高めることができる。
また、トナーボトル２０を収納する粉体容器収納箱であるトナーボトル収納ボックスのトナーボトル２０の収納部がトナー収容体２１の体積が平地収容体積Ｖｏよりも大きい体積だと収納できないように構成されていることにより、トナーボトル２０をトナーボトル収納ボックスに収納する際、トナー収容体２１の体積を確認することができる。
また、トナーボトル２０の製造方法するときに、トナー収容体２１内にトナーを充填した後に、トナーボトル２０を用いる環境の予め想定している気圧の最小値である０．７３［気圧］に応じてトナー収容体２１に封入する空気の量を調整するように、トナー収容体２１の外側からトナー収容体２１の体積を調整し、その後、トナーの充填に用いた開口部であるトナー排出口２１ｃを密閉することにより、標高２５００［ｍ］の高地であっても使用可能なトナーボトル２０を安定して製造することができる。
また、トナーボトル２０を再生するときに、トナーボトル２０を密閉する密閉部材である口金部材３０をトナー収容体２１から取り外す工程と、口金部材３０を取り外した後のトナー収容体２１内にトナーを再充填する工程と、トナーボトル２０を用いる環境の予め想定している気圧の最小値である０．７３［気圧］に応じてトナー収容体２１に封入する空気の量を調整するようにトナーを再充填した後のトナー収容体２１の体積を調節する工程と、体積を調節した後のトナー収容体２１に口金部材３０を取り付ける工程とを実施することにより、標高２５００［ｍ］の高地であっても使用可能なトナーボトル２０を再生することができる。
また、トナーボトル２０を再生するときに、トナー収容体２１に穴をあける工程と、この穴を通してトナー収容体２１内にトナーを再充填する工程と、トナーボトル２０を用いる環境の予め想定している気圧の最小値である０．７３［気圧］に応じてトナー収容体２１に封入する空気の量を調整するようにトナーを再充填した後のトナー収容体２１の体積を調節する工程と、体積を調節した後のトナー収容体２１の穴を塞ぐ工程とを実施することにより、標高２５００［ｍ］の高地であっても使用可能なトナーボトル２０を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係るトナー容器を使用するプリンタの概略構成図。
【図２】同トナー補給装置の断面説明図。
【図３】トナーボトルの外観斜視図。
【図４】補強板を備えるトナーボトルの外観斜視図。
【図５】口金部材近傍の断面説明図。
【図６】同プリンタの装置全体の斜視図。
【図７】一つの容器支持ホルダの側面説明図。
【図８】トナー収容体と口金部材とを分離したトナーボトルの説明図。
【図９】トナーボトル収納ボックスの説明図、（ａ）は、トナーボトルをトナーボトル収納ボックスに収納する説明図、（ｂ）は、トナーボトル収納ボックスのフタを閉じた状態の側面図。
【符号の説明】
【００５９】
１      作像手段
２      像担持体
３      中間転写ベルト
７      レーザ書き込みユニット
１０    給紙部
１１    二次転写ローラ
１２    定着装置
１３    排紙トレイ
１４    現像装置
１７    中央の仕切り
１８    ドクターブレード
１９    現像ローラ
２０    トナーボトル
２１    トナー収容体
２１ａ  補強板
２１ｂ  溶着代
２１ｃ  トナー排出口
２２    ＲＦタグ
２５    シャッタ部材
３０    口金部材
３１    上側部材
４０    内側部材
４２    Ｏリング
４３    シール部材
５０    外側部材
６０    トナーポンプ
６１    ロータ
６２    ステータ
６３    トナー吸引口
６４    ユニバーサルジョイント
６５    トナー補給チューブ
６６    駆動モータ
６７    トナー補給口
６８    サブホッパ
８０    ノズル
１００  プリンタ
２００  トナー補給装置
【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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