(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉系容器へのトナーの充填方法であって、前記密閉系容器内に充填するトナーを少なくとも５０℃近傍に加温した後に密封することを特徴とするトナーの充填方法。
【請求項２】
前記密閉系容器に充填するトナーをさらに十分に脱気処理することを特徴とする請求項１に記載のトナーの充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器充填トナーに関し、より詳細には、複写機、ファクシミリ、レーザープリンター等の電子写真式画像形成装置の現像ユニットに装着されている密閉容器に充填されている保存性に優れるトナー及びその充填方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
複写機、ファクシミリ、レーザープリンター等の電子写真式画像形成装置において、その構成システムに組まれている現像ユニットには、トナーを供給する密閉型のトナー充填容器が装着されている。
このトナー充填容器は、通常、取り替え式のカートレッジタイプであり、従来から、これらの製品が、保管中とか、輸送中とか、また、装置に装着されている際等において、特に、その置かれる温度環境も係わって、トナーが凝集・固化することが起こる。このようなトナーカートレッジでは、使用時容器からトナーの供給に支障を来し、例えば、ユーザーが新品のカートレッジに交換しても、すぐにトナーエンドの警告指示がされるという、トラブルを起こすことがある。
【０００３】
また、このように固化したトナーを固まったまま現像部に供給された場合、トナー粒子と現像剤が効率よく混じわらず、画像地汚などの原因となる。また、トナー収納容器内にトナーを排出するためのトナー補給回転部材が入っている場合、トナー固化のため、回転部品に過大な負荷が架かり、最悪の場合には、部品を破損させる原因にもなる。更には、特に、夏場における温度環境が５０℃近傍にもなり、急激な内圧上昇により、この製品の外キャップを外したとたんに内栓キャップが吹き飛び、トナーが吹き出してトナー汚染等のトラブルとなることもよくある。
【０００４】
これらのトナー凝集・固化や、トナー吹き出し等は、その原因の何れもが、上述するように容器が置かれる温度環境が、常温以上の高温下に、長期又は長時間置かれて、容器内温度の上昇により、容器内の空気の膨張や、トナーに含有する揮発分による等の内圧上昇に起因するものである。
特に、保存中や装置に装着されていて、キャップが吹き飛ぶような温度上昇に至らずとも、長時間におよぶ容器内圧上昇は、トナー粒子の凝集粗大化や、固化を起こす原因になっている。
【０００５】
これらの問題に対処するために、従来から、この上昇する内圧を減衰除去するために、例えば、特開平６−３２４５６８号公報には、トナーを充填する容器にトナー排出孔の他に、空気孔を設け且つこの空気孔にＪＩＳ  Ｌ−１０９６−Ａ−１１に準拠する透湿度が、１００〜１０００ｇ／ｍ2 ／２４ｈｒのエアフィルター（微多孔質材）を設けてなるトナーカートリッジが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況下に、例えば、上記公報に記載する提案は、トナーカートリッジ（又は、密閉型トナー充填容器）のキャップに通気孔を設けて内圧上昇を防止し、特に、内圧上昇に係わってトナー粒子が、凝集粗大化する傾向を防止しようとするものである。しかしながら、この提案では、通気孔を介して、上述するような内圧上昇を防止できる反面、逆にこの通気孔を通して、湿気を含む空気が常に容器内に出入りして、湿気によるトナーの凝集を起こす。
【０００７】
そのため、例えば、この公報に記載するように、その湿気を防止するための吸湿対策を別に施さなければならない。このような吸湿対策は、通常、使用中に、比較的短期間に吸湿容量が破過点に達してしまうことから、現像ユニットに装着されているこのトナー容器は、このトナー粉体が凝集することなく、サラサラした流動粉体として、保存性に優れ、安定して供給されることが重要であることからして、未だ充分満足されるものではない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、通常、一般的に使用されているトナーは、上述する如く、湿気や、多少の加圧等により、容易に凝集しやすい粉体であることから、密閉型の容器にトナーが充填されていて、通気に伴う湿気の出入れの心配がなく、この容器が常温以上の温度環境に置かれても、容器内に密閉充填されたトナー粉体が、従来のような凝集、固化が起こり難く、しかも、内圧上昇に係わって起きるトナー吹き出し等のトラブルを効果的に防止される密閉容器に充填されたトナーを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課頴に鑑みて、鋭意検討した結果、通常にこの種の容器が置かれる最も過酷な温度環境下において、密閉容器内のトナー固相−空気気相間の平衡状態系におけるトナー固相に着目し、この密閉容器内での内圧上昇の要因とトナー粉体の凝集化との関係を明らかにさせることができ、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
また、本発明は、このように高温度環境下に置かれても、密閉容器に充填されたトナーが、従来のように凝集、固結化を起こさないトナーにするため、その充填方法を検討したものである。
すなわち、本発明は、密閉系容器に充填されたトナーであって、５０℃で、６日間保存後のＪＩＳ−Ｋ２２０７法に準拠する針入度が３０以上であるようにトナーを密閉系容器に充填するに際して、前記容器内に充填するトナーを少なくとも５０℃近傍に加温した後に密封することを特徴とするトナーの充填方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による保存性に優れる密閉容器に充填するトナー及びそのようなトナーにする本発明によるトナーの充填方法についての実施の形態について、更に詳細に説明する。
【００１４】
既に上述するように、本発明による密閉型容器に充填されたトナーは、トナーが充填された容器を密封する前に、例えば、通常において、既に上述するようにこの種の容器に起こり得る平均最高温度が５０℃近傍であり、この温度環境下に容器内のトナー固相−空気気相系を平衡状態にした後、密封することを特徴としているものである。
これにより、通常の使用環境下において、その温度が、常温以上、５０℃以下の温度環境下にあっても充填前のトナー粉体系が維持されて、この充填トナーは、従来のように温度上昇−内圧上昇に係わる圧縮に起因するトラブルを効果的に回避されるものである。
【００１５】
既に上述するように、このような本発明による密閉系に充填されるトナーは、例えば、５０℃で、６日間保存後のＪＩＳ−Ｋ２２０７法に準拠する針入度を測定すると、好ましくは、その針入度が３０以上であることが好適である。
この針入度が、３０未満であって、その針入度が低下するに比例して、この密閉系におけるトナーを、現像ユニットに、トナー容器として装着させて実用に供した場合には、トナー粉体中には、トナーの凝集粒子、固化物等が混在していることにより、既に上述する等のトラブルを発生させてしまうので好ましくないのである。
【００１６】
本発明において、通常、容器にトナー粉体を充填するに際しては、例えば、２０℃での大気圧（１０１５ｈＰａ）下で充填された場合、密閉されたこの容器内の内圧は、この大気圧と同様の値である。一般に空気は温度上昇により膨張する。そして、上述するようにこの温度上昇に伴う容器内の空気の膨張がトナーに種々の影響を及ぼすのである。
【００１７】
そこで、本発明において、以下に示すことをな実施することによって、トナーを充填する密閉容器における因果関係をより明確にしたものである。
【００１８】
すなわち、常温、大気圧下で、多少の外圧によりその形状が変形しない容器と柔軟性（可撓性）の袋状容器に、それぞれトナーを充填し、両者を密封させた。次いで、この容器を５０℃で３０日間保存したところ、前者ではトナーが完全に固化したが、後者の可撓性の袋状容器では、トナーはほとんど固化せず、トナーはサラサラした粉体で、その物性も変質していなかった。なお、既に上記するように、この５０℃なる温度条件とは、特に夏期にこの種の製品をコンテナ等で運搬する際に、通常に起こり得るコンテナ内部の温度環境である。袋状容器では変形可能な為、膨張した空気が容器内い逃げ、気圧上昇が緩和される。
【００１９】
これらの事実から、本発明においても、密閉系で、容積変化のない所定容積Ｖの容器においては、温度Ｔ、内圧Ｐとの間には、一般的にＰＶ／Ｔ＝一定の関係が成立することから、容積Ｖの密閉容器中では、その保存温度を５０℃にした場合、常温（２０℃）時の充填時温度より３０℃上昇したことになるため、容器内気圧（内圧）が、１．１倍（１１０１．５ｈＰａ）になる。従って、上述する参考例の事実からも明らかなように、従来のように密閉容器に充填したトナー系は、密閉容器内の温度上昇に伴う容器内の内圧上昇に係わって、トナーが凝集や、固化する事実によく符合している。
【００２０】
以上から、上述する高温の温度環境下に容器を保管しても、通常のトナー充填容器内（上述する前者）でトナーを凝集、固化させることを防ぐためには、密閉容器内での内圧が、充填時の内圧に比べて上昇変動することを防げればよい。
【００２１】
そこで、本発明においては、トナー充填時の容器内の空気の温度を２０〜５０℃に振って、それぞれの容器を密封し、次いで、それぞれの容器を５０℃×６日間保存し、同時に、それぞれの密封容器内の内圧を測定してた後、それぞれ開封して、トナー充填層の固化状態を評価する値として、ＪＩＳ−Ｋ２２０７法に準拠して、その針入度を測定した結果が、後述する図１である。
【００２２】
図１から明らかなように、
（１）充填時温度が５０℃においては、その針入度は、３２であって、トナーの固化はなく、常温保存時の針入度３６（図中の○印）とほぼ同等である。
（２）充填時温度を５０℃以下（４０℃、３０℃、２０℃）では、その針入度が、それぞれ１３、８、２である如く、充填時の温度と保存温度との温度差が大きい程、針入度が著しく低下して、トナーは固化の傾向にある。
なお、充填時温度５０℃では、その５０℃保存時の容器内圧が約１０００ｈＰａであり、充填時温度２０℃では、その５０℃保存時の容器内圧が約１１００ｈＰａであった。
【００２３】
以上から、上述する如く、本発明によれば、容器にトナーを充填した後、容器内の空気の温度を、少なくとも５０℃にしてから密閉することにより、トナーを充填した密閉容器を、例えば、上述するような５０℃の温度環境に長時間保存しても、従来のようなトナーの凝集、固化等のトラブルを起こさない保存性が良好なトナーであることがよく判るものである。
なお、本発明において、充填時における温度環境を得るに、例えば、容器を５０℃以上に暖めてから、その中にトナーを充填してもよく、また充填後、５０℃の空気を注入置換してもよく、更には、トナーを例えば流動槽で５０℃に流動加温させてから、容器に充填するか、或いはこれらを組み合わせて行ってもよい。
【００２４】
また、本発明においては、密閉系の充填トナーで、このように保存性の良好なトナーとするために、既に上述した図１から明らかなように、例えば、充填時の温度２０℃から５０℃の温度変動で、容器内圧が、充填時の大気圧の約１．１倍になる。そこで、好ましくは、充填時の内圧を、少なくとも大気圧の０．９倍以下に減圧した後に密封することが好適である。
これにより、同様に密閉系の充填トナーが、５０℃で、６日間保存後のＪＩＳ−Ｋ２２０７法に準拠する針入度が３０以上にすることができるものである。
【００２５】
なお、このような減圧下の充填は、従来から公知である逆止弁を、容器にトナーを充填後、この充填口に逆止弁（図示しない）を付け、空気の流入を防ぎつつ、容器内を所定の内圧に減圧させることができる。
【００２６】
また、本発明においては、通常に一般的に使用されるトナーは、常温又は常温以上の温度下に、揮発する成分を含有していることから、例えば、常温近傍の温度下、好ましくは、５０℃近傍の温度下で、トナー粉体を充分に脱気処理をした後、容器に充填密閉する方法も好適である。これにより、同様に密閉系の充填トナーが、５０℃で、６日間保存後のＪＩＳ−Ｋ２２０７法に準拠する針入度が３０以上にすることができるものである。
【００２７】
そこで、本発明において、上述するこれらの充填方法を用いることにより、近年、使用されるトナーは、その定着エネルギーを下げて、しかも良好に定着させることから、より低融点化されたトナーが使用される。すなわち、通常、トナーのとけ易さは、流出開始温度であらわされる。そこで、例えば、流出開始温度が８０℃以上、１００℃以下の低融点トナーが好適に使用され、従来のトナーよりも、より効果的に固化を防止される傾向にある。
【００２８】
以上により、このような本発明による保存性に優れるトナーを充填するトナー容器を、例えば、図３及び図４に示す如くの現像ユニットに適宜装着させることができるものである。これにより、既に上述する如く、装着されているトナー容器のトナーは、５０℃で、６日間保存後のＪＩＳ−Ｋ２２０７法に準拠する針入度が３０以上で、凝集、固化を起こし難いことか、実用上、その画像形成、メンテナンス等が容易で、安定使用される電子写真式画像形成装置となる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、トナーを容器に充填させ、密封させる前に、トナー粉体を５０℃近傍に加温させるか、容器内圧を少なくとも充填時の大気圧の０．９倍以下に減圧させるか、更には、十分に脱気処理を施した後に密封することにより、トナーを充填した密閉容器内でのトナーの凝集、固化の目安として評価される５０℃で、６日間保存後のＪＩＳ−Ｋ２２０７法に準拠する針入度が３０以上のトナーとなり、密閉系容器でのトナー保存性に優れ、従来、よく起こしていたトナー凝集、トナー固化又はキャップ吹き飛びによるトナーの吹き出し等のトラブルを効果的に防止でみるトナー充填密閉系のトナー容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トナー充填密閉容器を５０℃×６日間保存における、トナー充填時温度とトナーのＪＩＳ−Ｋ２２０７法に準拠する針入度（固化傾向）との関係を表すグラフである。図中のＡ（○印）は常温保存を示す。
【図２】トナー充填容器の構成例の一部切欠斜視図。
【図３】トナー充填容器の別の構成例の充填容器が装着された現像ユニット並びに感光体等の画像形成に係わるユニットの一部切欠斜視図。
【図４】充填容器の別の構成例の充填容器が装着された現像ユニット並びに感光体等の画像形成に係わるユニットの断面図。
【図５】容器自体を回転させてトナー送りを行うトナー充填容器の分解斜視図。
【符号の説明】
１  トナー充填容器
２  トナー吐出口
３  回転軸
４  ほぐし板
21  補給容器
22  感光体
23  帯電ローラ
25  トナー回収ローラ
26  アジテータ
27  現像ローラ
29  トナー吐出口
30  補給ローラ
31  ほぐし部材
38  トナー充填口
39  エアー
40  キャップ
41  トナー
51  補給容器
52  トナー吐出口
53  突状部
【図１】
0004028129.tif 000002
【図２】
0004028129.tif 000003
【図３】
0004028129.tif 000004
【図４】
0004028129.tif 000005
【図５】
0004028129.tif 000006