(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性の樹脂をインジェクション・ストレッチ・ブロー法にて成形されたトナー補給容器であって、トナーを排出する開口を開閉するシャッター部材を有し、このシャッター部材の開放に伴いトナーホッパーに向けてトナーを落下補給するトナー補給容器において、
トナー補給容器本体の光の透過率が３０％（６００ｎｍ）以上、表面光沢度が１４０（６０°）以下となるように、スキン層は結晶化されずに透明化されコア層は結晶化されて白濁化されていることを特徴とするトナー補給容器。
【請求項２】
前記樹脂の結晶化速度が２１０ｓｅｃ／１８０℃より大きいことを特徴とする請求項１のトナー補給容器。
【請求項３】
前記樹脂はポリエチレンテレフタレート樹脂のヴァージン材にポリエチレンテレフタレート樹脂の再生材を２５％以上混入したものであることを特徴とする請求項１又は２のトナー補給容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置に粉体トナーを補給するためのトナー補給容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電式複写機、プリンター等の画像形成装置には現像剤として粉末のトナーが使用されている。そして、装置本体のトナーが消費された場合には、トナー補給容器を用いて画像形成装置本体にトナーを補給することが行われている。このトナー補給容器は、図１に示すようにボトル状のトナー補給容器本体１にキャップ部材２を取り付けて構成されている。
【０００３】
このようなトナー補給容器は、キャップ部材２の側を下向きにした状態で画像形成装置本体に接続し、内部に収容されたトナーをキャップ部材２を介して画像形成装置本体に落下供給するものである。
【０００４】
ところで、斯かるトナー補給容器においては、キャップ部材２の開口部を封止摺る方法としては、可撓性フィルムを熱溶着等の手段で接着する方法、パッキン部材を介してシャッター部材を閉じることによって封止する等の種々の方式がある。又、キャップ部材２には画像形成装置本体に接続するための凹部又は凸部或はその他の形状が適宜施されている。
【０００５】
而して、トナー補給作業においては、オペレーターはトナー補給容器を画像形成装置本体に装着し、これを開封してトナーを落下供給した後、トナー補給容器を画像形成装置本体から取り外して作業を完了する。尚、方式によっては、トナー補給容器を取り外す前に開口部を再度封止する場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトナー補給容器においては次のような問題があった。
【０００７】
即ち、オペレーターがトナー補給容器を外す又は再度封止するに際して、トナー補給容器内部のトナーが略全量排出されたことを確認しなければならないが、容器内壁にトナーが一面に付着してしまうため、目視で容器内部の状態を確認するのが困難であった。
【０００８】
又、トナー補給容器を画像形成装置本体に装着して開封している最中にトナー補給容器の本体部分を手で掴んでこれを強く押したりすると、トナー補給容器が著しく変形して容器内の空気が勢い良く外部に押し出され、トナー補給容器と画像形成装置本体との連結部等からトナーが吹き出すという問題があった。これを防止するために、トナー補給容器に補強リブを設置したり、容器の肉厚を厚くしたりして剛性を上げるようにしている。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、内部のトナーの状態を目視で確認することができる視認性の高いトナー補給容器を提供することにある。
【００１０】
又、本発明の目的とする処は、十分な剛性を有するとともに、再生材の使用を促進することができるトナー補給容器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的を達成することができる。本発明は、結晶性の樹脂をインジェクション・ストレッチ・ブロー法にて成形されたトナー補給容器であって、トナーを排出する開口を開閉するシャッター部材を有し、このシャッター部材の開放に伴いトナーホッパーに向けてトナーを落下補給するトナー補給容器において、
トナー補給容器本体の光の透過率が３０％（６００ｎｍ）以上、表面光沢度が１４０（６０°）以下となるように、スキン層は結晶化されずに透明化されコア層は結晶化されて白濁化されていることを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
［トナー補給容器の構成］
図１は本発明に係るトナー補給容器の斜視図、図２は同トナー補給容器のキャップ部材の分解斜視図である。
【００２４】
図１及び図２において、１はトナー補給容器本体、２はキャップ部材、３はキャップ本体、４はシャッター部材、５はシャッター上、６はシャッター下、７は可撓性フィルム、８は把手、９はガイド部である。
【００２５】
上記トナー容器本体１はボトル状に成形されており、これには補強のために長手方向に沿ったリブ１ａと長手方向に略直交する円環状のリブ１ｂが形成されている。
【００２６】
而して、トナー補給容器本体１に所定量のトナーを充填し、キャップ部材２を締め付けてトナー補給容器が完成する。
【００２７】
［キャップ部材の構成］
前記キャップ部材２の構成及び組立方法を図２に基づいて説明する。
【００２８】
キャップ本体３にはトナーを排出するための円形の開口３ａが形成されており、この開口３ａの周囲には可撓性フィルム７が熱溶着等の手段によって剥離可能に接着され、この可撓性フィルム７によって開口３ａが封止されている。そして、可撓性フィルム７の一端は延在されており、その端部には把手８が固着されている。
【００２９】
而して、キャップ部材２の組立に際しては、前記シャッター上５をキャップ本体３に設けられた溝状のガイド部９に沿って突き当たるまで挿入する。続いて可撓性フィルム７の延在部分を折り返し、シャッター上５を巻き込むようにして手前側に持ってくる。次に、シャッター下６で可撓性フィルム７を挟み込むようにしながらシャッター下６をシャッター上５にスナップフィット等の手段５ａ，６ａによって結合する。このとき、シャッター上５とシャッター下６との間には僅かな隙間が確保され、両者は一体化されてシャッター部材４となり、可撓性フィルム７はシャッター上５とシャッター下６との間の隙間に挿通された状態となる。
【００３０】
そして、最後に把手８をスナップフィット等の手段８ｄによってキャップ本体３に取り付けてキャップ部材２が構成される。
【００３１】
［トナー補給操作］
本実施の形態に係るトナー補給容器を用いたトナー補給操作を図３〜図５に基づいて説明する。尚、図３はトナー補給容器を画像形成装置本体に装着している状態を示す断面図、図４はトナー補給容器を開封してトナーを補給している過程を示す断面図、図５はトナー補給容器を再封する過程を示す断面図である。
【００３２】
図３〜図５において、１０は画像形成装置のトナーホッパー、１０ａはトナーを受け入れるための開口、１１は前記開口１０ａを開閉自在に覆うホッパー蓋、１２はトナーである。
【００３３】
先ず、図３に示すように、トナー補給容器をキャップ部材２を下にしてトナーホッパー１０に装着する。次に、ホッパー蓋１１を図４のＸ方向に引き出して開くと、これに係合して把手８がキャップ本体３から外される。続いて、把手８を持ってこれをＸ方向に引くと、可撓性フィルム７はキャップ本体３から引き剥がされると同時に、可撓性フィルム７を巻付けたシャッター上５及びこれに一体的に結合されたシャッター下６が従動して引き出される。
【００３４】
このようにしてトナー補給容器が全開に開封され、内部に収容されていたトナー１２がトナー補給容器の開口３ａとトナーホッパー１０の開口１０ａとを通ってトナーホッパー１０内に落下供給され、図４に示す状態となる。
【００３５】
而して、トナー１２の排出が終了すると、ホッパー蓋１１を図５のＹ方向に押し込んで閉じる。すると、ホッパー蓋１１に係合しているシャッター部材４も一体的に移動して閉じられる。このとき、可撓性フィルム７はシャッター上５とシャッター下６との間に引き込まれてゆき、最終的には図５に示す状態となる。
【００３６】
尚、トナー１２の排出が完了したか否かは、内部のトナー１２の挙動をトナー補給容器本体１越しに目視観察することによって確認される。
【００３７】
［容器本体の製造方法］
トナー補給容器本体１の製造方法を図６及び図７に基づいて説明する。
【００３８】
図６（ａ）〜（ｃ）はトナー補給容器本体１の製造工程を示す模式図であり、同図（ａ）に示すインジェクション工程と、（ｂ）に示すストレッチ工程及び（ｃ）に示すブロー工程から成る所謂インジェクション・ストレッチ・ブロー法によってトナー補給容器本体１が製造される。又、図７は図６（ａ）に示すインジェクション工程によって生成されるプリフォームの正面図である。
【００３９】
図６において、１３はプリフォーム、１４は金型、１４ａは射出用金型、１４ｂはブロー用金型、１４ｃは全工程を通じて共用されるネック部金型、１４ｄはゲート、１５はストレッチロッドである。
【００４０】
而して、トナー補給容器本体１の製造に際しては、先ず、図６（ａ）に示すインジェクション工程において、射出成形の原理で不図示の押出機より溶融したＰＥＴ樹脂がゲート１４ｄを介して金型１４内に注入され、図７に示すプリフォーム１３が生成される。
【００４１】
次いで、図６（ｂ）に示すストレッチ工程において、前記プリフォーム１３はブロー用金型１４ｂに転送され、ストレッチロッド１５によって長手方向に延伸される。続いて、図６（ｃ）に示すブロー工程において、プリフォーム１３の内部に圧縮空気を注入してブロー用金型１４ｂに転写させることによって、最終的にトナー補給容器本体１が製造される。尚、ストレッチ工程とブロー工程とは同時に行っても良い。
【００４２】
プリフォーム１３の高さｈはトナー補給容器本体１の高さＨよりも低く（ｈ＜Ｈ）、これにより樹脂の延伸効果による強度アップを図っている。一般に両者の高さの比Ｈ／ｈは１．５〜２．５程度に設定される。
【００４３】
又、プリフォーム１３の肉厚ｔは、トナー補給容器本体１で必要とされる肉厚と前記高さの比Ｈ／ｈにより適宜設定されるが、材質がＰＥＴである場合の肉厚ｔは０．５〜２．０ｍｍとするのが一般的であるが、本実施の形態では３．５〜４．０ｍｍに設定した。
【００４４】
［成形材料］
成形材料としては、ＰＥＴの再生材４０％とヴァージン材６０％の混合物を用いた。ＰＥＴの再生材は、飲料水用等の使用済みＰＥＴボトルを回収し、異物を除去した後、粉砕、洗浄及び乾燥し、これをペレット化したものを用いた。
【００４５】
［内部の視認性］
前記材料を用いて前記成形方法によってトナー補給容器本体を製造したところ、若干白濁した半透明なトナー補給容器本体が得られた。このトナー補給容器本体の光の透過率を測定したところ、波長６００ｍｍにおいて４１％であった。
【００４６】
ここで、透過率の測定方法は大塚電子製マルチ測光システムＭＣＰＤ−２０００を使用し、光源はキセノンランプ（１５０Ｗ）で光学系には積分球を使用し、積算回数は４回とした。レファレンスとしては同じ光路長の空気を１００％とした。
【００４７】
このようトナー補給容器本体に所定量のトナーを充填し、キャップ部材を取り付けてトナー補給容器とした。これを前記トナーホッパーに装着し、トナー補給を行いながら、内部のトナーの挙動を目視で観察したところ、トナー補給容器内のトナー粉面が次第に下がってゆき、１５秒程度でトナーの排出が完全に完了したことが確認できた。この結果、シャッターを閉じる適切なタイミングを容易に知ることができた。
【００４８】
一般に、ＰＥＴをインジェクション・ストレッチ・ブロー法で成形した容器はほぼ透明になる。このような透明な容器にトナーを充填すると、容器壁の内面にトナーが一面に付着し、このため鏡のようになってしまって反射光が強くなり、内部のトナーの状態を目視で確認するのは困難となる。
【００４９】
トナー補給容器の光沢度を測定したところ、本実施の形態の場合にはＧｓ（６０°）＝１２５であり、一方、後述する比較例１のヴァージン材のみで成形した容器はＧｓ（６０°）＝１５３、比較例２の薄いプーリフォームで成形した容器はＧｓ（６０°）＝１５４にそれぞれ達した。検討の結果、光沢度は低い方が視認性が良くなる傾向があり、光沢度Ｇｓ（６０°）が１４０以下であれば内部のトナーの視認をさほど妨げないことが分かった。尚、ここで光沢度Ｇｓ（６０°）とは６０度鏡面光沢であり、測定方法はＪＩＳ＝８７４１に従った。
【００５０】
本実施の形態にて製造したトナー補給容器の断面を詳細に観察すると、図８の断面模式図に示すように、スキン層は透明であり、コア層が結晶化して白濁していた。又、これはインジェクション工程においてこのような白濁が生成し、ストレッチ工程及びブロー工程ではそのまま伸ばされたものである。
【００５１】
ＰＥＴ樹脂は結晶性樹脂であり、その結晶化速度は温度依存性があって、一般に１８０℃前後の温度で結晶加速度が最も高くなることが知られている。インジェクション工程において、金型に近いスキン層においては金型に熱を奪われるためにＰＥＴ樹脂は急冷され、結晶化速度の高い温度領域を急速に通過したために結晶化しないで透明となり、一方、コア層は逆に熱が逃げにくいために徐冷され、結晶化速度の高い温度領域に比較的長い時間滞留したために結晶化して白濁したものと考えられる。このように、プリフォームの壁の内部で温度推移に差を出すためには、或る程度以上の肉厚が必要であり、平均で３ｍｍ以上、好ましくは４ｍｍ以上の肉厚が望ましい。
【００５２】
後述する比較例２のように、プリフォームの肉厚が平均で２ｍｍの場合には全体が急冷されてしまうため、最早結晶化は起こらず、全体が透明となる。
【００５３】
又、プリフォームの肉厚が厚くても、樹脂の結晶化が遅いとやはり結晶化が起こらず、透明となる。後述する比較例１においてはヴァージン材１００％で成形して透明となったが、これがその例である。
【００５４】
１８０℃における結晶化速度はヴァージン材が２６５秒、再生材が４６秒、再生材４０％とヴァージン材６０％の混合物で２０５秒であった。検討の結果、結晶加速度としては２１０秒よりも速いときに良好な結晶化と白濁が得られることが分かった。
【００５５】
ＰＥＴ再生材を混入することで結晶化速度が速くなる理由は、次のように考えられる。
【００５６】
即ち、第１の理由としては、熱履歴を受けることによる分子量の低下が挙げられる。分子量が低下すると分子が動き易くなって、Ｉ．Ｖ．値（極限粘度）が低下して結晶化し易くなったものと考えられる。第２の理由としては、不純物の存在が挙げられる。ＰＥＴ再生材は前記のような工程を経て得られ、不純物は極力除去するようにしているが、それでもヴァージン材に比べれば微量ながら不純物が含まれている。これが結晶の核となって結晶化が促進されるものと考えられる。
【００５７】
［評価結果］
前記構成を有する本実施の形態に係るトナー補給容器について、振動・低温落下テスト、減圧環境放置テスト、高温高湿環境放置テストをそれぞれ実施した。又、トナー補給容器本体の剛性を評価した。
【００５８】
振動・低温落下テストは、トナー補給容器に所定量のトナーを充填し、所定の梱包を施し、振動テストに続いて行われた。振動テストの方法はＪＩＳ−Ｚ−０２３２に準拠し、加速度は正弦波１Ｇ、振動数は１０〜１００Ｈｚを５分間でスイープさせ、ｘ，ｙ，ｚ方向にそれぞれ１時間ずつ行った。落下テストの方法はＪＩＳ−Ｚ−０２０２に準拠し、落下高さ６０ｃｍから１角３陵６面についてこの順で都合１０回落下した。尚、サンプルは５℃下に１２時間放置した後、落下テストに供した。その結果、トナー補給容器本体の割れ、変形、白化やトナー漏れ等の不具合は発生しなかった。
【００５９】
次に、減圧環境下に放置する試験を行った。この試験では、トナー補給容器に所定量のトナーを充填し、４６０ｍｍＨｇ環境下での３０分放置を２回繰り返した。その結果、トナー補給容器本体の割れ、変形、白化やトナー漏れ等の不具合は発生しなかった。
【００６０】
高温高湿放置試験は、トナー補給容器に所定量のトナーを充填し、４０℃／９０ＲＨ％の環境下に１０日間放置した。その結果、トナー補給容器本体の変形、白化やトナーの漏れ等の不具合は発生しなかった。
【００６１】
トナー容器本体の剛性の評価は、φ２０ｍｍのロッドでトナー補給容器の各所を５ｋｇｆの力で押して変形量を測定することで行った。その結果、変形量は５〜１０ｍｍであり、十分な剛性を示した。
【００６２】
更に、トナーホッパーへのトナー補給中にトナー補給容器本体を手で強く押して揉んでみたが、トナー補給容器本体の著しい変形やトナーの吹き出しは発生しなかった。
【００６３】
【比較例１】
材料としてＰＥＴのヴァージン材１００％を用い、製造方法・条件は前記実施の形態と全く同様としてトナー補給容器を製造した。その結果、ほぼ透明な容器が得られた（６００ｎｍにおける透過率は８１％）。
【００６４】
トナー補給容器に所定量のトナーを充填し、キャップ部材を取り付けた後に該トナー補給容器をトナーホッパーへ装着してトナー補給を行った。しかし、トナー補給容器の表面の光の反射が強いために、内部の状況を目視で確認するのは困難であり、シャッターを閉じるタイミングを的確に察知することができなかった。
【００６５】
この比較例１に係るトナー補給容器について、実施の形態と同条件で振動・低温落下テスト、減圧環境放置テスト及び高温高湿環境放置テストをそれぞれ実施したが、何ら問題はなかった。
【００６６】
又、剛性に関しても実施の形態と同レベルであり、２０ｍｍのロッドで５ｋｇｆの応力を加えた際の変形量は５〜１０ｍｍであった。
【００６７】
【比較例２】
材料は実施の形態と同様にＰＥＴの再製剤４０％とヴァージン材６０％の混合物を用い、プリフォームの肉厚を１．５〜２．０ｍｍとしてトナー補給容器を製造した。その結果、この場合もほぼ透明なトナー補給容器が得られた（６００ｎｍにおける透過率は７５％）。
【００６８】
トナーホッパーへの補給テストを行ったところ、やはりトナー補給容器の表面の光の反射が強いために内部の状況を目視で確認するのは困難であり、シャッターを閉じるタイミングを的確に察知することができなかった。
【００６９】
この比較例２に係るトナー補給容器について、実施の形態と同条件で振動・低温落下テスト、減圧環境放置テスト及び高温高湿環境放置テストをそれぞれ実施したが、何ら問題はなかった。
【００７０】
しかし、剛性に関しては不十分であり、トナー補給中にトナー補給容器本体の中央部を手で強く押して揉んだところ、トナー補給容器とトナーホッパーの接合部からトナーが吹き出した。φ２０ｍｍのロッドで５ｋｇｆの応力を加えた際の変形量は１０〜２０ｍｍであった。
【００７１】
実施の形態と比較例１，２を対比すると下表のようになる。
【００７２】
【表１】
0003950503.tif 000002
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、十分な剛性を確保するとともに内部のトナーの状態を目視で確認できるトナー補給容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトナー補給容器の斜視図である。本発明に係るトナー補給容器の斜視図、図２は同トナー補給容器のキャップ部材の分解斜視図である。
【図２】本発明に係るトナー補給容器のキャップ部材の分解斜視図である。
【図３】本発明に係るトナー補給容器を画像形成装置本体に装着している状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係るトナー補給容器を開封してトナーを補給している過程を示す断面図である。
【図５】本発明に係るトナー補給容器を再封する過程を示す断面図である。
【図６】本発明に係るトナー補給容器の本体の製造工程を示す模式図である。
【図７】図６（ａ）に示すインジェクション工程によって生成されるプリフォームの正面図である。
【図８】本発明に係るトナー補給容器の断面を拡大して示す模式図である。
【符号の説明】
１        トナー補給容器本体
２        キャップ部材
３        キキャップ本体
４        シャッター部材
５        シャッター上
６        シャッター下
７        可撓性フィルム
８        把手
９        ガイド部
１０      トナーホッパー
１１      ホッパー蓋
１２      トナー
１３      プリフォーム
１４      金型
１４ａ    射出用金型
１４ｂ    ブロー用金型
１４ｃ    ネック部金型
１４ｄ    ゲート
１５      ストレッチロッド
【図１】
0003950503.tif 000003
【図２】
0003950503.tif 000004
【図３】
0003950503.tif 000005
【図４】
0003950503.tif 000006
【図５】
0003950503.tif 000007
【図６】
0003950503.tif 000008
【図７】
0003950503.tif 000009
【図８】
0003950503.tif 000010