(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式現像装置に自転不可能に装着され、前記回転式現像装置の回転に伴って前記回転式現像装置の回転軸線を中心として公転運動する現像剤補給容器であって、
内部に現像剤を収納し、この現像剤を排出するための開口部を有する容器本体と、
前記容器本体内部に前記回転軸線方向に伸びて設けられた仕切壁と、
を有し、
前記回転式現像装置の回転に伴う公転運動により、前記容器本体内の現像剤を前記回転軸線方向に搬送して前記開口部から排出するために、前記仕切壁には前記回転軸線に対して傾斜した面を有する突起が前記仕切壁から突出して設けられることを特徴とする現像剤補給容器。
【請求項２】
前記仕切壁には、現像剤の通過を許す穴部が設けられていることを特徴とする請求項１の現像剤補給容器。
【請求項３】
前記仕切壁は、前記開口部が設けられた領域を除いた前記容器本体内を複数に分割するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２の現像剤補給容器。
【請求項４】
前記仕切壁は、前記容器本体内部を略二分し、前記突起が前記仕切壁の両面に回転対称形に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３の現像剤補給容器。
【請求項５】
前記開口部の現像剤排出方向と仕切壁との成す角度は、４５度以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像剤補給容器。
【請求項６】
前記容器本体は、筒状をなすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の現像剤補給容器。
【請求項７】
前記容器本体は、略円筒状をなすことを特徴とする請求項６の現像剤補給容器。
【請求項８】
前記容器本体は、断面形状が非円形の筒状であることを特徴とする請求項６の現像剤補給容器。
【請求項９】
前記開口部は、筒状の前記容器本体の周面に設けられ、前記開口部近傍には前記仕切壁の無い空間が設けられていることを特徴とする請求項６、７又は８の現像剤補給容器。
【請求項１０】
前記開口部は、前記回転式現像装置の回転軸線方向と交差する方向に現像剤を排出するように設けられていることを特徴とする請求項１〜９の現像剤補給容器。
【請求項１１】
前記現像剤補給容器は、前記回転式現像装置に内装された複数の現像器のそれぞれに対応して現像剤を補給するように、前記回転式現像装置に複数内装され、
前記回転式現像装置は、前記複数の現像器の数に対応した複数の所定角度位置で停止するように制御され、少なくとも１つの停止位置において現像器が現像を行い、
前記現像器が現像を行う現像位置にある現像器に対応する現像剤補給容器は、前記開口部が少なくとも重力方向を向いており、現像剤が自然落下して排出されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の現像剤補給容器。
【請求項１２】
前記回転式現像装置は、３つの現像器と３つの現像剤補給容器とを内装し、３箇所の角度位置で停止することを特徴とする請求項１１の現像剤補給容器。
【請求項１３】
前記回転式現像装置は、４つの現像器と４つの現像剤補給容器とを内装し、４箇所の角度位置で停止することを特徴とする請求項１１の現像剤補給容器。
【請求項１４】
前記回転式現像装置は、移動時間が０．１秒以上、１．０秒以下、停止時間が０．５秒以上、６秒以下、周速が０．１ｍ／秒以上、２ｍ／秒以下であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの項に記載の現像剤補給容器。
【請求項１５】
前記現像剤補給容器の公転運動の公転半径は、５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかの項に記載の現像剤補給容器。
【請求項１６】
回転軸を中心に自転する回転式現像装置と、
前記回転式現像装置に自転不可能に装着され、前記回転式現像装置の回転に伴って前記回転式現像装置の回転軸線を中心として公転運動する現像剤補給容器と、を有する現像剤補給装置であって、
前記現像剤補給容器は、内部に現像剤を収納し、この現像剤を排出するための開口部を有する容器本体と、前記容器本体内部に前記回転軸線方向に伸びて設けられた仕切壁と、を有し、前記回転式現像装置の回転に伴う公転運動により、前記容器本体内の現像剤を前記回転軸線方向に搬送して前記開口部から排出するために、前記仕切壁には前記回転軸線に対して傾斜した面を有する突起が前記仕切壁から突出して設けられることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項１７】
前記仕切壁には、現像剤の通過を許す穴部が設けられていることを特徴とする請求項１６の現像剤補給装置。
【請求項１８】
前記仕切壁は、前記開口部が設けられた領域を除いた前記容器本体内を複数に分割するように設けられていることを特徴とする請求項１６又は１７の現像剤補給装置。
【請求項１９】
前記仕切壁は、前記容器本体内部を略二分し、前記突起が前記仕切壁の両面に回転対称形に設けられていることを特徴とする請求項１６、１７又は１８の現像剤補給装置。
【請求項２０】
前記開口部の現像剤排出方向と仕切壁との成す角度は、４５度以下であることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかの項に記載の現像剤補給装置。
【請求項２１】
前記容器本体は、筒状をなすことを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかの項に記載の現像剤補給装置。
【請求項２２】
前記容器本体は、略円筒状をなすことを特徴とする請求項２１の現像剤補給装置。
【請求項２３】
前記容器本体は、断面形状が非円形の筒状であることを特徴とする請求項２１の現像剤補給装置。
【請求項２４】
前記開口部は、筒状の前記容器本体の周面に設けられ、前記開口部近傍には前記仕切壁の無い空間が設けられていることを特徴とする請求項２１、２２又は２３の現像剤補給装置。
【請求項２５】
前記開口部は、前記回転式現像装置の回転軸線方向と交差する方向に現像剤を排出するように設けられていることを特徴とする請求項１６〜２４のいずれかの項に記載の現像剤補給装置。
【請求項２６】
前記回転式現像装置は、複数の現像器と、各現像装置に対応してそれぞれ現像剤を補給する複数の現像剤補給容器と、を内装し、
前記回転式現像装置は、前記複数の現像器の数に対応した複数の所定角度位置で停止するように制御され、少なくとも１つの停止位置において現像器が現像を行い、
前記現像器が現像を行う現像位置にある現像器に対応する現像剤補給容器は、前記開口部が少なくとも重力方向を向いており、現像剤が自然落下して排出されることを特徴とする請求項１６〜２５のいずれかの項に記載の現像剤補給装置。
【請求項２７】
前記回転式現像装置は、３つの現像器と３つの現像剤補給容器とを内装し、３箇所の角度位置で停止することを特徴とする請求項２６の現像剤補給装置。
【請求項２８】
前記回転式現像装置は、４つの現像器と４つの現像剤補給容器とを内装し、４箇所の角度位置で停止することを特徴とする請求項２６の現像剤補給装置。
【請求項２９】
前記回転式現像装置は、移動時間が０．１秒以上、１．０秒以下、停止時間が０．５秒以上、６秒以下、周速が０．１ｍ／秒以上、２ｍ／秒以下であることを特徴とする請求項１６〜２８のいずれかの項に記載の現像剤補給装置。
【請求項３０】
前記現像剤補給容器の公転運動の公転半径は、５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１６〜２９のいずれかの項に記載の現像剤補給装置。
【請求項３１】
回転式現像装置の回転に伴って前記回転式現像装置の回転軸線を中心に公転運動可能な現像剤補給容器において、
現像剤排出開口を備え現像剤を収容する容器本体と、
前記回転軸線に対して傾斜するように前記容器本体内に設けられ、前記回転式現像装置の回転に伴う公転運動により前記容器本体内の現像剤を前記回転軸線方向に搬送する搬送突起と、
前記搬送突起を支持する支持部と、
を有し、前記支持部は現像剤の往来を許容する穴部を備えることを特徴とする現像剤補給容器。
【請求項３２】
前記支持部は、前記回転軸線方向の異なる位置に設けられた複数の前記搬送突起を支持しており、前記穴部はこの搬送突起間に設けられていることを特徴とする請求項３１の現像剤補給容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いて形成した潜像を、現像剤が備えるトナーを用いて現像して画像を形成する複写機、プリンターなどの画像形成装置に現像剤を補給するための現像剤補給容器及び現像剤補給装置に関する。更に詳細には、回転式現像装置の回転を利用して現像剤を現像剤補給容器から現像器に補給する現像剤補給技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真複写機やプリンターなどの画像形成装置には、現像剤として微粉末のトナーが使用されている。そして、画像形成装置本体の現像剤が消費された場合には、現像剤補給容器を用いて画像形成装置へ現像剤を補給する。
【０００３】
フルカラー複写機やフルカラープリンターなどの画像形成装置においては複数の現像器が必要になるが、これを像担持体に対向配置された回転体により支持して、この回転体を回転させて各現像器を現像位置に順次回動搬送することで、像担持体上の潜像を各色の現像剤にて現像するようにした回転式現像装置が開発されている。
【０００４】
そして、このような回転式現像装置に現像剤補給容器をも搭載し、この現像剤補給容器を回転体の回転により現像器とともに公転させつつ、現像剤を現像剤補給容器から現像器へと送り込む構成が提案、実施されている。
【０００５】
例えば、特開２０００−２８４５８８号公報に開示されているトナー補給容器は、中空で横長形状であり、これを回転式現像装置に搭載して回転させることで、内部に収納されたトナーをトナー補給容器の長手方向に搬送し、現像器へ供給するものである。
【０００６】
特開平９−２１８５７５号公報には、回転式現像装置に搭載するトナー補給容器の内部にスパイラル状のアジテータを配設し、トナー補給容器を回転式現像装置で回転させるのとは別に、このアジテータを回転させることでトナーを撹拌搬送し現像器へ供給するものが開示されている。
【０００７】
特開平１０−２５４２２９号公報には、トナーカートリッジの公転によってトナーを出口部へ導く機構として、容器内面にスパイラル状の突起を設けることや、公転により回転するスクリューが開示されている。
【０００８】
更に、特開昭６１−２０８０６８号公報には、容器内部に、一端部が補給口に近接され、この補給口に向かってトナーを案内できるようになっている案内体を設け、この案内体により、容器が自転することでトナーを撹拌し補給口へ案内するトナー補給容器が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の現像剤補給容器においては次のような問題点があった。
【００１０】
特開２０００−２８４５８８号公報に示されるトナー補給容器においては、公転運動で撹拌されたトナーが流動性を帯び、専らその流動性によってトナー容器の軸線方向へトナーが搬送される。このトナー補給容器には、トナーを積極的にトナー補給容器１の軸線方向へ搬送する機構はなく、その結果として容器内に残留するトナーが多くなるという問題があった。
【００１１】
又、このトナー補給容器内面は単純な形状をしており、公転によるトナーの流動化に関して、効率的な形状・構成ではない。従って、物流や保管を経てトナーが凝集・固化した状態で、そのままトナー補給容器を回転式現像装置に装着しても、しばらくの間トナーが排出されない状況になる場合がある。そうすると、トナー補給容器を交換したのにも拘わらず、画像形成装置本体にてトナー無しの警告が解除されず、一旦、トナー補給容器を画像形成装置本体から出して良く振ってから装着し直すといった処置が必要になる。
【００１２】
特開平９−２１８５７５公報に示されるトナー補給容器の場合、回転式現像装置による公転運動とは別に、スパイラル状のアジテータをトナー補給容器内に配設しているので、トナー補給容器の軸線方向のトナーの搬送性は確保されている。しかしながら、アジテータ及び軸受け部のシール機構などが必要であり、トナー補給容器の部品点数が多くなり製造コストが高いという問題がある。
【００１３】
又、画像形成装置本体側も、回転式現像装置を回転させる外にトナー補給容器内のアジテータを回転駆動するためのモータ、ギア列、クラッチなどが必要になり、画像形成装置本体側も製造コストが高くなる。更に、アジテータは容器内壁と摺擦するが、摺擦部に巻き込まれたトナーが凝集・溶融し、直径数十ミクロン程度の粗大な粒子を生成する場合がある。このような粗大な粒子の存在は画像品質上、好ましくない。
【００１４】
特開平１０−２５４２２９号公報に示されるトナー補給容器においては、容器内面にスパイラル状の突起を設けることでトナーの搬送性を得る構成になっており、スパイラル状の突起を容器と一体的に形成すれば、部品点数の増加によるコストアップは回避でき、且つ、摺動部分が無いので上述のような粗大な粒子を発生させる虞はない。
【００１５】
このような連続的なスパイラル状の突起は、容器を連続的に回転させる場合には効果的なトナーの搬送作用を示す。実際に、この公報ではトナー補給容器のみを公転運動させるトナー補給装置が示されており、このような装置にあっては必要に応じて連続的に公転回転を行うことができる。
【００１６】
しかしながら、回転式現像装置は、その機構上、通常は間欠的な回転を行わざるを得ない。即ち、回転式現像装置を回転させるのは異なる色の現像器を切り替えるためであり、高速化が求められる画像形成装置において、切り替え時間は極力短く設定される。一方、停止時間は、１色分の現像を行うために必要な時間は最低限確保されなければならない。
【００１７】
切り替え時間及び停止時間は、画像形成装置の仕様により種々設定されるが、一般的には切り替え時間は０．１〜１秒程度である場合が多く、この時間で回転式現像装置は９０°〜１２０°（場合によっては５０°〜１８０°程度のこともある）回転される。この回転は、かなり高速であると共に、加速や減速のための時間は０．１〜１秒程度の比較的短い時間であり、かなり急激に起動・停止されるものである。一方、停止時間は０．５〜６秒程度に設定されることが多い。
【００１８】
このような回転に対して、上述のような連続的なスパイラル状の突起によるトナーの搬送は非効率的である。なぜなら、この構成によれば、トナーはスパイラル状の突起の斜面を滑り落ちることで搬送されるのに対して、上述のような衝撃的で、且つ、高速な回転を与えても、トナーがスパイラル状の突起を滑り落ちるための時間が充分ではなく、トナーは壁面に付着したまま容器と共に回転され、停止時に鉛直下方に落下するものが多く、寧ろ逆流さえしかねないためである。
【００１９】
又、このようなスパイラル状の突起を備えた容器内では、トナーはスパイラル状突起に沿って滑らかに移動していくが、トナーを攪拌する作用はそれほど強くはない。従って、物流や保管を経て内部のトナーが凝集した場合には、回転初期数回から１０数回の間はトナーの排出量が少なくなるという問題もある。この問題に対処するために、トナー補給容器を装着する前に使用者に容器を良く振ってもらうか、トナー補給容器直後にはまず所定回数回転を行うように画像形成装置本体側のシーケンスを設定するといった対応が必要になり、画像形成を行うことのできないダウンタイムの増大に繋がる。
【００２０】
最後に、特開昭６１−２０８０６８号公報に示されるトナー補給容器にあっては、構成が簡単で摺動部も無いが、回転式現像装置に適用して容器を公転させることでトナーを搬送・排出させることについては何ら言及していない。
【００２１】
仮にこのトナー補給容器を回転式現像装置に搭載したとする。この場合、停止位置において案内板がトナーを搬送する方向を向くように設定すれば、トナーを搬送できるかもしれない。しかしながら、この構成ではトナーが排出されるのは１公転あたり１回だけであり、搬送効率は高いとは言えない。しかも、容器全長が長くなると案内板の斜度も低下させざるを得ず、トナーの搬送性は低下する。一般に、回転式現像装置に搭載する容器は全長が画像領域幅に略等しい細長い筒状となるので、この構成の容器を回転式現像装置に適用するのは実際上困難である。更に、このトナー補給容器には、案内板の裏側には鋭角的な空間があり、この部分にトナーが入り込んで物流振動などによってトナーが凝集すると、容易には出てこないという問題がある。
【００２２】
従って、本発明の目的は、一般には、簡単な構成で現像剤を効率良く搬送・排出して現像器に補給することのできる現像剤補給容器及び現像剤補給装置を提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、簡単な構成で回転式現像装置による公転運動を利用して現像剤を効率良く搬送・排出できる現像剤補給容器及び現像剤補給装置を提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、現像剤補給容器内に残留する現像剤量を少なくすることが可能であり、現像剤が凝集した粗大な粒子を生成されるのを防止することができ、又、物流・保管を経て現像剤が固まっても、公転運動を利用して現像剤をほぐすことができる現像剤補給容器及び現像剤補給装置を提供することである。
【００２５】
本発明の更に他の目的は、現像剤補給容器の交換前に、現像剤補給容器を振る必要がなく、又、現像剤補給容器の交換直後に、現像器に現像剤を補給するために所定回数補給動作（回転式現像装置の回転など）を行う必要がなく、交換当初から現像剤が十分に排出されるため、ダウンタイムを短縮できる現像剤補給容器及び現像剤補給装置を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤補給装置にて達成される。要約すれば、本発明の第１の態様は、回転式現像装置に自転不可能に装着され、前記回転式現像装置の回転に伴って前記回転式現像装置の回転軸線を中心として公転運動する現像剤補給容器であって、内部に現像剤を収納し、この現像剤を排出するための開口部を有する容器本体と；前記容器本体内部に前記回転軸線方向に伸びて設けられた仕切壁と；を有し、前記回転式現像装置の回転に伴う公転運動により、前記容器本体内の現像剤を前記回転軸線方向に搬送して前記開口部から排出するために、前記仕切壁には前記回転軸線に対して傾斜した面を有する突起が前記仕切壁から突出して設けられることを特徴とする現像剤補給容器である。
【００２７】
本発明の第２の態様によると、回転軸を中心に自転する回転式現像装置と；前記回転式現像装置に自転不可能に装着され、前記回転式現像装置の回転に伴って前記回転式現像装置の回転軸線を中心として公転運動する現像剤補給容器と；を有する現像剤補給装置であって、前記現像剤補給容器は、内部に現像剤を収納し、この現像剤を排出するための開口部を有する容器本体と、前記容器本体内部に前記回転軸線方向に伸びて設けられた仕切壁と、を有し、前記回転式現像装置の回転に伴う公転運動により、前記容器本体内の現像剤を前記回転軸線方向に搬送して前記開口部から排出するために、前記仕切壁には前記回転軸線に対して傾斜した面を有する突起が前記仕切壁から突出して設けられることを特徴とする現像剤補給装置が提供される。
【００２８】
上記各本発明の一実施態様によると、前記仕切壁には、現像剤の通過を許す穴部が設けられている。又、前記仕切壁は、前記開口部が設けられた領域を除いた前記容器本体内を複数に分割するように設けることができ、一実施態様では、前記仕切壁は、前記容器本体内部を略二分し、前記突起が前記仕切壁の両面に回転対称形に設けられている。又、本発明において、一実施態様によると、前記開口部の現像剤排出方向と仕切壁との成す角度は、４５度以下である。
【００２９】
上記各本発明において、前記容器本体は、筒状をなしていることが好ましく、一実施態様によると、前記容器本体は、略円筒状をなす。又、他の実施態様によると、前記容器本体は、断面形状が非円形の筒状である。そして、前記開口部は、筒状の前記容器本体の周面に設けられ、前記開口部近傍には前記仕切壁の無い空間が設けられていることが好ましく、前記開口部は、前記回転式現像装置の回転軸線方向と交差する方向に現像剤を排出するように設けられている。
【００３０】
上記各本発明において、一実施態様によると、前記現像剤補給容器は、前記回転式現像装置に内装された複数の現像器のそれぞれに対応して現像剤を補給するように、前記回転式現像装置に複数内装され；前記回転式現像装置は、前記複数の現像器の数に対応した複数の所定角度位置で停止するように制御され、少なくとも１つの停止位置において現像器が現像を行い；前記現像器が現像を行う現像位置にある現像器に対応する現像剤補給容器は、前記開口部が少なくとも重力方向を向いており、現像剤が自然落下して排出される。一実施態様によると、前記回転式現像装置は、３つの現像器と３つの現像剤補給容器とを内装し、３箇所の角度位置で停止する。又、他の実施態様によると、前記回転式現像装置は、４つの現像器と４つの現像剤補給容器とを内装し、４箇所の角度位置で停止する。
【００３１】
上記各本発明において、一実施態様によると、前記回転式現像装置は、移動時間が０．１秒以上、１．０秒以下、停止時間が０．５秒以上、６秒以下、周速が０．１ｍ／秒以上、２ｍ／秒以下である。又、前記現像剤補給容器の公転運動の公転半径は、５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
本発明の第３の態様によると、回転式現像装置の回転に伴って前記回転式現像装置の回転軸線を中心に公転運動可能な現像剤補給容器において、現像剤排出開口を備え現像剤を収容する容器本体と、前記回転軸線に対して傾斜するように前記容器本体内に設けられ、前記回転式現像装置の回転に伴う公転運動により前記容器本体内の現像剤を前記回転軸線方向に搬送する搬送突起と、前記搬送突起を支持する支持部と、を有し、前記支持部は現像剤の往来を許容する穴部を備えることを特徴とする現像剤補給容器が提供される。本発明の一実施態様によると、前記支持部は、前記回転軸線方向の異なる位置に設けられた複数の前記搬送突起を支持しており、前記穴部はこの搬送突起間に設けられている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤補給装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３４】
実施例１
本発明を適用し得る画像形成装置の一実施例について説明する。図１は本発明に係るトナー補給容器を装着した画像形成装置１００の概略断面を示す。本実施例において、画像形成装置１００は、フルカラー画像の形成が可能な電子写真複写機である。
【００３５】
先ず、画像形成装置１００の全体構成及び動作について説明する。画像形成装置１００は、大別して原稿読み取り部１０１と画像形成部１０２とを有する。原稿読み取り部１０１は、原稿載置台４０上に載置された原稿Ｇの画像を走査露光し、その反射光をＣＣＤへ結像することを含む周知の技術によって、原稿Ｇを読み取り、電気信号としての画像情報を画像形成部１０２に送信する。
【００３６】
画像形成部１０２は、斯かる画像情報に基づいて、電子写真方式により記録材Ｐ、例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなどに画像を形成する。又、画像形成装置１００は、画像形成装置本体（装置本体）５０に対して通信可能に接続された外部ホスト装置（図示せず）からの画像情報信号に基づいて、所謂、プリンタとして記録材Ｐに画像を形成することもできる。
【００３７】
潜像形成部１０３の構成を説明すると、潜像形成部１０３は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム２０を有する。感光ドラム２０は、記録材担持体としての転写ドラム２４に外周面を当接させて、図中矢印Ｒ１方向に回転自在に配設されている。又、感光ドラム２０の外周面近傍には、感光ドラム２０の回転方向上流側から下流側に向って除電用帯電器２５、クリーニング手段２６及び一次帯電器２１が順次配設され、更に感光ドラム２０の外周面上に静電潜像を形成するための光学系１０４として、レーザビームスキャナのごとき像露光手段２２ａ及びミラーなどの像露光反射手段２２ｂが配設されている。
【００３８】
これら感光ドラム２０を中心とした潜像形成部１０３に近接して、現像手段として回転式現像装置（ロータリー現像装置）３０が配設されている。この回転式現像装置３０の構成は次のとおりである。感光ドラム２０の外周面と対向する位置に、回転軸３２の回りを回転自在な筐体（現像装置保持体）としての回転体３１が配設され、回転体３１には４種類の現像装置が周方向の４位置に搭載され、感光ドラム２０の外周面上に形成された静電潜像を可視化・現像するようになっている。４種類の現像装置は、それぞれイエロー現像装置１０Ｙ、マゼンタ現像装置１０Ｍ、シアン現像装置１０Ｃ及びブラック現像装置１０Ｂｋとなっている。
【００３９】
これら４種の現像装置１０Ｙ〜１０Ｂｋは、回転体３１の回転によって順次感光ドラム２０に対向する位置（図１中のイエロー現像装置１０Ｙの位置）に移動され、各色の現像・可視化を行うようになっている。
【００４０】
画像形成が開始されると、図中矢印Ｒ１方向に回転する感光ドラム２０の表面は、一次帯電器２１によって一様に帯電される。この帯電された感光ドラム２０の表面を、光学系１０４が色分解された１色目の画像情報に応じたレーザー光Ｅにより走査露光して、感光ドラム２０の表面に１色目の画像の静電潜像を形成する。そして、この静電潜像は、回転式現像装置３０が備えた各色の現像装置１０Ｙ〜１０Ｂｋのうち所望の色の現像装置によって現像剤像（トナー像）として可視化される。
【００４１】
一方、記録材収納部としてのカセット４１に収容された記録材Ｐは、分離ローラ４２によって装置本体５０内に供給される。この記録材Ｐは、レジストローラ４３によって、感光ドラム２０へのトナー像の形成と同期がとられて、記録材担持体である転写ドラム２４に吸着担持され、感光ドラム２０と転写ドラム２４の内側に設けられた転写手段２３とが対向する転写部に搬送されてくる。そして、転写手段２３の作用によって、感光ドラム２０上に形成された１色目のトナー像は、転写ドラム２４上の記録材Ｐに静電的に転写される。
【００４２】
続いて、上述と同様にして、感光ドラム２０への２色目〜４色目のトナー像の形成が順次行われ、その間に転写ドラム２４に担持搬送されて繰り返し転写部を通過する記録材Ｐ上に、順次感光ドラム２０からトナー像が多重転写される。
【００４３】
４色目のトナー像の転写が行われた後、記録材Ｐは転写ドラム２４から分離されて、搬送手段４４によって定着装置２７へと搬送される。定着装置２７は、加熱手段を内蔵した定着ローラ２７ａ、及び定着ローラ２７ａに圧接された加圧ローラ２７ｂによって記録材Ｐを挟持搬送することで、記録材Ｐ上の未定着のトナー像を熱、圧力により記録材Ｐに定着させる。その後、記録材Ｐは装置本体５０外に設けられたトレー４５に排出される。
【００４４】
又、各色のトナー像の転写が終了した後の感光ドラム２０の表面は、除電用帯電器２５、クリーニング手段２６により、残留潜像、残留トナーの除去を受けて繰り返し画像形成に供される。
【００４５】
次に、４種の現像装置１０Ｙ〜１０Ｂｋについて説明する。本実施例では、各現像装置１０Ｙ〜１０Ｂｋは、現像剤の色が異なることを除いて全て同一構成とされるので、以下、特に区別を要しない限り各色の現像装置であることを示す添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは省略して説明する。
【００４６】
図２は、本実施例の現像装置１０の概略横断面を示す。現像装置１０は、内部に補給用の現像剤として主にトナーを収容する現像剤補給容器、即ち、トナー補給容器１と、現像器１１とを備える。現像器１１は、トナー補給容器１から排出されるトナーを受け入れるトナー受け入れ部１２、トナー受け入れ部１２からトナーが供給され、感光ドラム２０上の静電潜像を現像する現像器本体１３を有する。トナー受け入れ部１２は現像器本体１３に固定されており、又トナー補給容器１は、トナー受け入れ部１２を介して現像器１１に対して着脱可能に装着される。
【００４７】
トナー受け入れ部１２は、トナー補給容器１から排出されたトナーを受け入れて貯蔵すると共に、現像器本体１３側からの要求に応じてトナーを定量的に現像器本体１３に供給するようになっている。つまり、トナー受け入れ部１２は、トナーを定量的に搬送、排出できる搬送部材１２ａを有する。本実施例では、搬送部材１２ａはスクリューとされる。そして、トナー補給容器１のトナー排出開口部１ｂと着脱可能に連結されるトナー受け入れ口１２ｂを介して、トナー補給容器１から排出されるトナーを受け入れる。このトナーを、搬送部材１２ａによって現像器本体１３の補給口１３ｆと連通する落下口１２ｃに向かって搬送し、落下口、補給口１３ｆを介して現像器本体１３にトナーを定量的に供給する。
【００４８】
現像器本体１３は、内部に主に非磁性樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える、所謂、２成分現像剤（現像剤）を収容している。又、現像器本体１３の内部は、長手方向に沿って設けられた隔壁１３ｅによって攪拌室１３ａと現像室１３ｂとに略２等分されている。隔壁１３ｅは、現像器本体１３の長手方向両端部までは達しておらず、現像剤が通過し得る通路１３ｃ、１３ｄが形成されている。攪拌室１３ａ、現像室１３ｂには、現像剤を攪拌しながら搬送するための２つの攪拌搬送部材１５ａ、１５ｂが設けられている。攪拌搬送部材１５ａ、１５ｂは、それぞれ進行方向が互いに逆向きとなるように現像剤を搬送し、トナーとキャリアとを現像器本体１３内で循環させながら均一に混合するようになっている。更に、現像器本体１３には、感光ドラム２０と対向し得る側の一部が長手方向に沿って開口しており、この開口部に位置して、マグネットを内蔵した非磁性スリーブにて構成される現像剤担持体（現像スリーブ）１４が回転可能に軸支されている。現像スリーブ１４は、内部のマグネットが発生する磁力にてキャリアを吸着して磁気ブラシを形成し、回転（図５中矢印Ｒ２方向）することでこのキャリアに吸着したトナーを感光ドラム２０に供給するようになっている。図２中矢印は、トナー若しくは２成分現像剤の移動方向を示している。搬送部材１２ａ、攪拌搬送部材１５ａ、１５ｂ、現像スリーブ１４は、そのそれぞれの回転軸の長手端部（図２中右端部側）がギア機構などの駆動伝達手段を介して、装置本体５０が備えたモータなどの駆動手段に連結され、駆動される。
【００４９】
次に、図３をも参照してトナー補給容器１について説明する。図３はトナー補給容器１の斜視図である。
【００５０】
本実施例では、トナー補給容器１は、中空の略円筒形状をなす。そして、トナーを内部に収納する円筒状の容器本体（トナー収納部）１ａは、円筒周面上にトナーを排出するためのトナー排出開口部１ｂを有する。トナー排出開口１ｂは、回転式現像装置３０、つまり、各現像装置１０のトナー受け入れ部１２に連結されるまで、詳しくは後述するシャッター３によって開閉自在に密閉されている。
【００５１】
容器本体１ａの長手方向長さＬは、その直径Ｄの１．５倍以上、６倍以下であることが望ましい（図６（ａ））。本実施例では、トナー排出開口部１ｂは長方形であり、容器本体１ａの長手方向一端側の周面上にある。これを開閉するシャッター３はパッキン部材４を圧縮させながら容器本体１ａに取り付けられる。
【００５２】
容器本体１ａは、プラスチックを射出成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形などの方法で製造することができる。本実施例では耐衝撃性ポリスチレンを射出成形にて製造した。勿論、他の材料及び製造方法であっても良い。容器本体１ａは２つの部分あるいはそれ以上の部分に分割し、それらを溶着、接着等の手段で一体化する方法で形成しても良い。
【００５３】
図４、図５をも参照すると、シャッター３は、容器本体１ａの外周面に沿った円弧状をなし、両端縁には断面コの字型のガイド部３ａを有する。そして、容器本体１ａのトナー排出開口部１ｂの近傍に設けられた、容器本体１ａの周方向に平行な２つの突条１ｄと係合して、容器本体１ａの周方向に往復動自在に取り付けられる。シャッター３の容器本体１ａに対向する面にはパッキン材４が設置され、シャッター３でパッキン材４を圧縮することでトナー排出開口部１ｂを密閉する。シャッター３はプラスチックを射出成形で製造するのが好ましいが、他の材料及び製造方法であっても良い。シャッターにはある程度以上の剛性を有する材料が好適であり、本実施例では容器本体１ａと同じく耐衝撃性ポリスチレンを射出成形にて製造した。
【００５４】
パッキン材４は容器本体１ａとシャッター３によって圧縮されることで開口部１ｂを密閉するもので、従来公知の種々の発泡体や弾性体を適宜使用できる。本実施例では低発泡ポリウレタンを用いた。
【００５５】
そして、容器本体１ａの内壁には、詳しくは後述する搬送突起の支持部として、長手方向に伸びて容器本体１ａの全長近くに及ぶ長さの仕切壁２が配設され、容器本体１ａ内を略等しい２つの部分に仕切っている。この仕切壁２は容器本体１ａのトナー排出開口部１ｂのある部分近傍、即ち、本実施例では、容器本体１ａの長手方向一端部近傍の領域１ｃには存在せず、２つの仕切られた空間は、このトナー排出開口部１ｂの近傍で繋がっている。
【００５６】
仕切壁２には、容器本体１ａ内のトナーを回転式現像装置３０の回転に伴なう公転運動により回転軸線方向に搬送するための搬送突起として、複数の傾斜突起（傾斜板）２ａが設けられている。傾斜突起２ａは、仕切壁２の両面に設けられており、両面の傾斜突起２ａと２ａ’は交叉している。即ち、仕切壁２の両面に設けられた傾斜突起２ａ、２ａ’は、仕切壁２の長手方向に沿った中心線に対して、互いに回転対称形をなす。図２に示すように、仕切壁２の一方の面の傾斜突起２ａの終端は他面の傾斜突起２ａ’の始端となっている。仕切壁２の各面において、掬い上げたトナーが何れかの傾斜突起２ａ、２ａ’上を滑り落ちるように、各傾斜突起２ａ、２ａ’は、図２に示すように、トナー補給容器１の長手方向にオーバーラップするように設けられている。
【００５７】
回転式現像装置３０の回転によってトナー補給容器１が公転すると、仕切り壁２から傾斜突起２ａを伝わってトナーはトナー排出開口部１ｂ方向へ搬送される。そして、最もトナー排出開口１ｂ寄りの２つの傾斜突起２ａ、２ａ’から仕切壁２の無い空間１ｃへと送られる。このとき、トナー排出開口部１ｂが近くにあればこのトナー排出開口部１ｂから排出される。一方、トナー排出開口部１ｂが近くにない場合は、容器本体１ａのこの部分１ｃには仕切壁２が存在しないため、トナーは容器本体１ａの内面を周方向に自由に移動でき、容器本体１ａの内壁に沿って移動して、やがてトナー排出開口１ｂから排出される。
【００５８】
又、仕切壁２には、仕切壁２を貫通し、トナーの通過を許す貫通穴部２ｂが設けられている。図３に示す例では、貫通穴部２ｂは、仕切壁２のトナーを掬い上げる部分、具体的には、容器本体１ａの内壁面に接続する部分２ｃ１、２ｃ２の容器本体１ａの長手方向全域と、仕切壁２の各面にそれぞれ設けられる傾斜突起２ａ、２ａ’に沿った一部分２ｄを残して貫通する。従って、図示の通り、貫通穴部２ｂは、代表的には仕切壁２の各面において隣り合う傾斜突起２ａ（２ａ’）の間に、略正方形及び略三角形形状に形成される。
【００５９】
次に、図５をも参照して、回転式現像装置３０について更に詳しく説明する。
【００６０】
トナー補給容器１は、次のようにして、回転式現像装置３０に装着される。ここで、本明細書では、図１の紙面手前側を装置手前側とする。操作者は、通常、装置手前側に居てトナー補給容器１の装着などの操作を行う。本実施例のトナー補給容器１は、トナー排出開口部１ｂを手前にして装置本体５０内の回転式現像装置３０へ、画像形成装置１００の手前側から挿入する。次に、トナー補給容器１の手前側端部（外側面）に設けられた把手部（図示せず）を持って、トナー補給容器１を所定角度回転させると、シャッター３は回転式現像装置３０と係合して動かず、トナー排出開口部１ｂはシャッター３と位置がずれて開封される。開封状態を確実に保つため、開封後にトナー補給容器１が回転式現像装置３０に対して非回転となるように、従来公知の任意のストッパー手段を用いることが好ましい。尚、画像形成装置１００へのトナー補給容器１の装着位置、方法は上記に限らず、画像形成装置１００の構成に応じて適宜選択することが可能である。
【００６１】
本実施例では、トナー補給容器１内には所定量のトナーを充填し、上述の手順で回転式現像装置３０に装着し、トナー排出開口部１ｂを開封する。画像形成の過程で現像器本体１３内のトナーは徐々に消費されて行く。そして、現像器本体１３内のトナー量、又はトナーとキャリアとの比率（トナー濃度）を検知する手段からの信号で、トナー受け入れ部１２内のトナー搬送部材１２ａが所定時間回転してトナーを現像器本体１３へ送り込むようになっている。これにより、現像器本体１３内のトナー量、又はトナーとキャリアとの比率は略一定に保たれる。現像器本体１３内のトナー量、又はトナーとキャリアとの比率（トナー濃度）を検知する手段としては、例えば、形成画像のドット数を各色毎にカウントすることにより、消費した分のトナー量を算出することで各色の現像器本体１３内のトナー濃度を算出手段など、従来公知の任意の手段を用い得る。その他各種のトナー濃度の検出方法が知られているが、本発明においてはこれらの方法自体は任意であるので、これ以上の説明は省略する。
【００６２】
回転式現像装置３０の動作について更に説明すると、本実施例では、回転式現像装置３０は略円筒形であり、その内部は４つに区画され、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色用の現像装置１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、即ち、現像器１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと、トナー補給容器１Ｂｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃとを収納している。
【００６３】
この回転式現像装置３０は図５中反時計回りに９０度ずつ回転し、所望の色用の現像装置１０を感光ドラム１に対向するように移動させるようになっている。本実施例では、図中Ｉの位置で現像スリーブ１４と感光ドラム１と対向する。この位置を現像位置（現像ステーション）と呼ぶ。そして、図中矢印方向（反時計回り）にＩ→ＩＩ→ＩＩＩ→ＩＶの順に回転するものとする。
【００６４】
現像器本体１３のトナー撹拌搬送部材１５ａ、１５ｂや現像スリーブ１４、及びトナー受け入れ部１２内のトナー搬送部材１２ａは、現像装置１０が現像位置Ｉにあるときのみ、画像形成装置本体から駆動伝達されて回転するようになっている。そして、現像位置Ｉ以外の位置ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶにある現像器本体１３及びトナー受け入れ部１２は作動しない。
【００６５】
トナー補給容器１の着脱は、これら４つの位置Ｉ〜ＩＶのうちの何れで行っても良いが、現像位置Ｉ以外の位置が好ましく、特に、トナー排出開口部１ｂが上向きとなるＩＩＩの位置で行うのが最も好ましい。本実施例ではＩＩの位置で着脱を行った。
【００６６】
現像位置Ｉでは、現像器本体１３及びトナー受け入れ部１２が作動することで、トナー受け入れ部１２内のトナーは減少するが、特にトナー搬送部材１２ａの搬送方向上流側、即ち、トナー補給容器１のトナー排出開口部１ｂとの接続部付近において減少する。
【００６７】
本実施例では、現像位置Ｉにおいて、トナー補給容器１はトナー受け入れ部１２の真上に位置するように構成してある。このため、トナー受け入れ部１２内のトナーが減少すれば、トナー補給容器１の端部１ｃに存在するトナーが直ちに自重で落下してトナー排出開口部１ｂを通ってトナー受け入れ部１２へと補給される。
【００６８】
もし、トナー補給容器１の端部１ｃに充分な量のトナーが無い場合には、回転式現像装置３０が１回転する間に仕切壁２の傾斜突起２ａ、２ａ’の作用により容器本体１ａ内のトナーが搬送されて、再び現像位置Ｉに戻ってくる間にトナー受け入れ部１２へトナーは補給される。
【００６９】
尚、現像位置Ｉのトナー補給容器１は、トナー受け入れ部１２の真上に位置するのが最も好ましいが、次いで斜め上が好ましく、それ以外の配置であっても良い。現像位置Ｉにおいてトナーがトナー補給容器１からトナー受け入れ部１２へと自重落下できない配置であっても、回転式現像装置３０が１回転する間には、必ずトナー補給容器１がトナー受け入れ部１２の上に位置することがあるので、トナーの補給は可能である。
【００７０】
次に、上述の本実施例のトナー補給容器１を画像形成装置１００内にて回転式現像装置３０に装着し、トナーの搬送性について試験した結果について説明する。
【００７１】
ここで、回転式現像装置３０は、Ａ４で２枚又はＡ３で１枚の画像形成がなされると９０度ずつ回転して現像装置１０を感光ドラム１に対して切り替えるように設定した。回転式現像式装置３０の直径は１９０ｍｍとし、切り替えのための回転時間は０．３秒、画像形成のための停止時間は１．２秒、移動時の周速は０．７ｍ／秒、回転角度は９０度に設定した。
【００７２】
ここで、回転式現像装置３０の直径とは、トナー補給容器１を装着した状態の回転式現像装置３０における最大径をいう。又、回転式現像装置３０の回転中心から、トナー補給容器１を装着した状態の最大半径（長さ）をトナー補給容器の公転半径とし、その箇所での速度を周速とする。
【００７３】
（テストＡ）
上述の構成の各色用のトナー補給容器１に非磁性トナーを各色３００ｇずつ充填し、回転式現像装置３０に装着して画像形成を行った。
【００７４】
画像比率１００％の原稿（所謂、ベタ画像）を連続して形成した場合でも、トナー補給容器１からトナー受け入れ部１２へのトナー補給が不足するようなことはなく、最終的なトナー補給容器１内のトナー残量は１．５〜２．５ｇであった。又、トナーが凝集した粗大粒子に起因する画像不良も発生しなかった。
【００７５】
（テストＢ）
次に、物流時の振動を想定し、トナー補給容器１を軸線方向を水平にした状態で２０ｍｍの高さから自由落下する操作を１０００回繰り返し、内部に収納されたトナーを凝集させた状態にした。その後、トナー補給容器１を振らずに回転式現像装置３０に装着し、テストＡと同様の画像形成を行った。回転式現像装置３０が数回転する間に凝集したトナーはほぐれ、最終的な残量は、テストＡと同様、１．５〜２．５ｇであった。
【００７６】
（テストＣ）
更に、トナー補給容器１を軸線方向を垂直にして１０日間放置した後、トナー補給容器１を振らずに回転式現像装置３０に装着し、前記と同様の画像形成を行った。回転式現像装置３０が数回転する間に凝集したトナーはほぐれ、最終的な残量は、テストＡ、Ｂと同様、１．５〜２．５ｇであった。
【００７７】
（変形例）
次に、トナー補給容器１に設ける仕切壁２の変形例について説明する。図６（ａ）は、上述して説明した仕切壁２を備えるトナー補給容器１である。図示の例にて、仕切壁２に設けた貫通穴部２ｂの仕切壁２に占める面積比、即ち、開口率は、３７％である。
【００７８】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の仕切壁２に対して貫通穴部２ｂを全て埋めたものである（開口率０％）。図６（ｂ）に示す仕切壁２を内装したトナー補給容器１について、上述のテストＡ〜Ｃを実施して、トナーの搬送性を確認した。その結果、テストＡにおいては、図６（ａ）の仕切壁２を設けた場合と同様、不具合なく画像形成を行うことができ、残留トナー量は１〜２ｇと少なかった。しかし、テストＢ及びテストＣにおいては、トナーがほぐせず、ほとんど排出できなかった。
【００７９】
これは、貫通穴部２ｂがないために容器本体１ａ内の、仕切壁２にて仕切られた２つの区画間でのトナーの往来ができず、トナーが撹拌されないため、トナーに流動性を付与することができなかったものと推定される。一方、テストＡのように、トナーがさほど凝集していない場合には、仕切壁２に貫通穴部２ｂがないことで貫通穴部２ｂからすり抜けるトナーがなくなり、仕切壁２から傾斜突起２ａ、２ａ’に供給されるトナーが増加する。このため、トナーの搬送効率が向上し、残留トナー量が減ったものと考えられる。
【００８０】
尚、テストＢ及びテストＣでも、装置本体５０に装着する前にトナー補給容器１を５回振った場合には、トナーがほぐれ、残留トナー量は１〜２ｇとなった。
【００８１】
次に、図６（ｃ）の仕切壁２は、図６（ａ）の仕切壁２に対して、部分的に貫通穴部２ｂを塞いだものである。図６（ｃ）に示す例では、仕切壁２の両面に設けられる傾斜突起２ａ、２ａ’にて囲まれた略正方形の貫通穴部２ｂを残して、他の貫通穴部２ｂは塞いだ。開口率は２５％であった。
【００８２】
図６（ｃ）の仕切壁２を内装したトナー補給容器１について、上述のテストＡ〜Ｃを実施して、トナーの搬送性を確認した。その結果、テストＡ、Ｂ、Ｃの何れにおいてもトナーはほぐれて排出でき、残留トナー量は２〜３ｇであった。
【００８３】
以上の結果から、図６（ｃ）に示す仕切壁２は、トナーをほぐす作用と搬送する作用とのバランスが３種のうちで最も良いことがわかる。
【００８４】
本発明者らの更なる実験研究によれば、貫通穴部２ｂの仕切壁２に占める面積比、即ち、開口率は、５〜５０％程度が良く、より好ましくは１０〜４０％、最も好ましくは２０〜３０％に設定するのが良い。
【００８５】
以上の説明においては、回転式現像装置３０は、回転体３１を４分割して４個の現像装置１０（現像器１１、トナー補給容器１）を装着する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、回転体３１を３分割して、３個の現像装置１０を装着してもよい。斯かる回転式現像装置３１に対して本発明を適用する場合にも同様の効果が得られる。又、図５、図７ともに、回転式現像装置３０の回転体３１を等分割した例を示したが、各色の現像装置１０によって占有部分の大きさを変え、不等分割してもよい。この場合にも本発明は等しく適用でき、同様の効果を得ることができる。
【００８６】
ここで、回転式現像装置３０は、移動時間が０．１秒以上、１．０秒以下、停止時間が０．５秒以上、６秒以下、周速が０．１ｍ／秒以上、２ｍ／秒以下であることが好ましい。これにより、各色の切り替え時間を極力短くし、且つ、現像を行うのに必要な停止時間を確保することができ、又このような公転運動をすることで、回転中も停止中も共にトナーが傾斜した突起（傾斜突起）２ａ、２ａ’上を滑り落ちることで充分な搬送性を得ることができる。
【００８７】
又、回転式現像装置３０の回転に伴うトナー補給容器１の公転半径は、５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、回転式現像装置３０の起動・停止時に充分な衝撃をトナー補給容器１に与え、トナーの攪拌効果を高めることができる。公転半径が５０ｍｍより小さいと現像装置１０を複数回転体３１に収めることが困難であり、３００ｍｍを超えるとトナーの攪拌効果は弱くなる。
【００８８】
次に、図７〜１０を参照して、回転式現像装置３０の停止位置、及びトナー補給容器１のトナー排出開口部１ｂと仕切壁２の位置関係について説明する。
【００８９】
ここでは、回転式現像装置３０が、回転体３１を３分割して３個の現像装置１０（現像器１１、トナー補給容器１）を有する場合を例にして説明する。しかし、トナー補給容器１からのトナーの排出原理は４分割したものと同様である。尚、図７〜１０は、回転式現像装置３０の概略断面を示すが、トナー補給容器１の断面のみ記載して簡略化してある。実際には図５に示したものと同様に、現像器本体１３やトナー受け入れ部１２をはじめ、必要な機構が搭載される。又、回転現像装置３０は、図中Ｉの位置を現像位置として、Ｉ→ＩＩ→ＩＩＩの順に図中矢印方向（反時計回り）に回転する。
【００９０】
図７は、現像位置Ｉにおいて仕切壁２が鉛直方向を向くように設定している。これに対して、図８、図９、図１０では、同じく現像位置Ｉにおいて仕切壁２が水平方向、回転接線方向、回転法線方向をそれぞれ向くように設定した。
【００９１】
図７〜図１０に示すように仕切壁２を設けた４種のトナー補給容器１にそれぞれトナーを充填し、回転式現像装置３０を回転させてトナーを排出させる実験を行った。
【００９２】
容器本体１ａは直径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの円筒形とし、容器本体１ａの長手方向一端部の周面には、容器本体１ａの軸線方向に沿った長さ１５ｍｍ、これと直行する方向の幅１０ｍｍのトナー排出開口部１ｂを設けた。これにシャッター３などの必要な部品を取り付け、非磁性トナーを各色１６０ｇずつ充填した。
【００９３】
回転式現像装置３０の直径は１４０ｍｍとし、これに上述の４種のトナー補給容器１をそれぞれ装着して、トナーの排出性を確認した。回転式現像装置３０は、回転時間０．３秒、停止時間１．５秒、回転角度１２０度に設定し、移動時の周速は０．８ｍ／秒と設定した。又、各トナー補給容器１は、その内部の仕切壁２の設置角度が異なるほかは全く同じ条件とした。
【００９４】
上述の試験条件にて、トナー無しが検知されるまで画像形成を行ったところ、次の結果を得た。
【００９５】
【表１】
0003793092.tif 000002
【００９６】
回転式現像装置３０が１回転するごとに排出されるトナーの量は、排出開始１０回転程で立ち上がり、その直後しばらくの間が排出量は最も多く、次第に減少して行くという傾向は４種のトナー補給容器１とも同様に見られた。
【００９７】
しかし、排出されるトナー量としては、現像位置Ｉにおいて仕切壁２が鉛直方向である場合（図７）が最も多く、次いで接線方向（図９）、水平方向（図８）、法線方向（図１０）と続く。つまり、トナー残量が少ないものほどトナー排出量は多く、この順で排出性能が高いことが確認できた。但し、トナー排出量、トナー残量ともに４種全てが実用可能なレベルであり、その中での差異である。
【００９８】
上述の仕切壁２の傾斜が異なる４種のトナー補給容器１によるトナーの搬送、排出動作を詳細に観察した結果、次の事実を見出した。図７〜図１０を参照してトナー補給容器１が公転する際の、その内部のトナーの動きを説明するが、便宜的に、トナー補給容器１の仕切壁２により仕切られた部屋をＡ側、Ｂ側として、図中にそれぞれの符号を付した。そして、仕切壁２のＡ側面に設けられた傾斜突起を第１傾斜突起２ａとし、Ｂ側面に設けられた第２傾斜突起を２ａ’とする。
【００９９】
トナー補給容器１内のトナーは、仕切壁２が傾斜している時に、第１傾斜突起２ａ又は第２傾斜突起２ａ’上を滑落しながらトナー補給容器１の軸線方向に搬送される。これは回転式現像装置３０が移動している間も、停止している間も共に行われる。このとき、仕切壁２が３０度以上の傾斜になると滑落が起きはじめ、６０度〜７０度程度の時に最も激しく滑落する。８０度以上になると第１傾斜突起２ａ又は第２傾斜突起２ａ’上からこぼれて飛散するため、８０度以上においては必ずしも搬送効率は良くない。
【０１００】
上述の４種のトナー補給容器１を比較すると、トナーがトナー排出開口部１ｂから最も遠い端部からトナー排出開口部１ｂへ向かって搬送されていく状況はほぼ同様であるが、トナー排出開口部１ｂのある末端に到達した時の状況に差異が見られた。
【０１０１】
先ず、図７に示すように、現像位置Ｉにて仕切壁２が鉛直方向を向く形態においては、トナー排出開口部１ｂが鉛直下向きとなる図中一点鎖線にて示す位置付近で、第２傾斜突起２ａ’をトナーが勢いよく滑落し、トナーはそのまま流動性が高い状態のままトナー排出開口部１ｂからトナー補給容器１外へ排出された。
【０１０２】
次に、図８に示すように、現像位置Ｉにて仕切壁２が水平方向を向く形態においては、トナー排出開口部１ｂが鉛直下向きとなる図中一点鎖線に示す位置付近で、第１、第２傾斜突起２ａ、２ａ’は、ともにトナーを滑落させて搬送することのできない角度位置にある。そのため、トナー補給容器１の長手方向一端部の仕切壁２のない領域１ｃにおいて容器本体１ａの内周面に沿って周方向に移動してきたトナーのみがトナー排出開口部１ｂから排出される。このトナーは、現像位置ＩからＩＩの位置への移動時に第１傾斜突起２ａによって、又ＩＩの位置からＩＩＩの位置への移動の間に第２傾斜突起２ａ’によって仕切壁２のないトナー補給容器１の端部の領域１ｃへ搬送されたものである。このトナーは、トナー補給容器１の内周面に沿って移動する間に流動性が低下し、且つ、一部のトナーは拡散して仕切壁２のある領域へと逆戻りするものもある。このため、トナーの搬送効率が図７に示す形態に対してやや低下したものと考えられる。
【０１０３】
続いて、図９に示すように、現像位置Ｉにて仕切壁２が接線方向を向く形態においては、図８の形態と同様、トナー排出開口部１ｂが下向きとなる図中一点鎖線にて示す位置付近で、第１、第２傾斜突起２ａ、２ａ’は、ともにトナーを滑落させて搬送することのできない角度位置にある。しかし、その直前のＩＩＩの位置において仕切壁２は水平に近いゆるい角度に停止しており、このときトナーは仕切壁２上に滞留している。そして、次の移動が開始され、仕切壁２の角度が徐々に立ってくると、トナーが第２傾斜突起２ａ’を滑落して搬送され、流動性が高い状態でトナー排出開口部１ｂからトナー補給容器１外へ排出される。このため、図７に示す形態に近いトナーの排出性能が得られたものと考えられる。
【０１０４】
最後に、図１０に示すように、現像位置Ｉにて仕切壁２が法線方向を向く形態においては、トナー排出開口部１ｂが下向きとなる図中一点鎖線にて示す位置付近で仕切壁２は略水平であり、この位置ではトナーはほとんど第１傾斜突起２ａを滑落して搬送されることはなく、現像位置Ｉ及びその先へ回転した時に搬送される。そして、そのトナーはほとんど１周近くトナー補給容器１の内壁に沿って周方向に移動してから、トナー排出開口部１ｂから排出される。このため、図８に示す形態における状況と同様に、トナーの流動性の低下と拡散によってトナーの搬送効率が低くなったものと考えられる。
【０１０５】
以上をまとめると、トナー排出開口部１ｂのトナー排出方向と仕切壁２との成す角度（図中θ）が４５度以下のときに優れた排出性が得られ、４５度を超えると排出速度の低下と残留トナーの増大がみられ、９０度に近づくほど悪化することが判明した。本発明者らの更なる実験研究の結果、この角度θは、４０度以下がより好ましく、３５度以下が最も好ましい。トナー排出開口部１ｂのトナー排出方向と仕切壁２との成す角度が４５度以下であることで、トナー排出開口部１ｂのある端部に達したトナーが容器本体１ａの内周面に沿って移動するのをより少なくし、トナーの排出速度を向上して、残留トナーを減少させることができる。
【０１０６】
尚、ここでトナー排出方向とは、トナー排出開口部１ｂの投影面積が最大となる投影方向のことであり、円筒状のトナー補給容器１に長方形のトナー排出開口部１ｂを設けた場合には、長方形の中心における円筒の法線方向に相当する。
【０１０７】
以上説明したように、本実施例によれば、回転式現像装置３０によるトナー補給容器１の公転運動を利用して効率的にトナーを搬送・排出することができる。
【０１０８】
本実施例では、トナー排出開口部１ｂは筒状の容器本体１ａの周面に設けられ、トナー排出開口部１ｂの近傍には仕切壁２の無い空間を設けているが、斯かる構成により、例えば、筒状の容器本体１ａの端面に開口を設けた場合に比較して、容器本体１ａ内のトナー残量を少なくすることができ、又トナー排出開口部１ｂのある端部に達したトナーは、仕切壁２が無いことで容器本体１ａの内壁面に沿って周方向に自由に移動し、いずれはトナー排出開口部１ｂから排出させることができる。
【０１０９】
又、仕切壁２にトナーの通過を許す貫通穴部２ｂが開けられていることで、たとえ物流振動等によりトナーが凝集しても、回転式現像装置３０の回転に伴う公転運動により、トナーがこの貫通穴部２ｂを通って自由に往来して、トナーを効果的にほぐし流動性を高めることができる。
【０１１０】
本実施例では、仕切壁２は容器本体１ａの内部を二分し、傾斜突起２ａ、２ａ’が仕切壁２の両面に回転対称形に設けられている構成とした。斯かる構成によれば、１公転あたり２回排出させることができ、搬送性の効率を上げると共に、２分割程度であれば物流振動などによりトナーが凝集しても、回転式現像装置の公転運動によりこれをほぐして流動性を高めることができる。
【０１１１】
又、容器本体１ａが筒状をなすことで、回転式現像装置３０に対して回転軸線方向に容器を装着することができ、装着・脱着の操作性を良くすると共に、製造も容易となり低コスト化が可能である。本実施例では、容器本体１ａは円筒状をなすが、斯かる構成により、円形以外の断面形状の筒状容器に比較して、容器本体１ａの内壁面へのトナー付着量を少なくすることができ、且つ、容器の剛性・強度を高めて、容器壁の厚さを薄く設定することができ、低コスト化が可能である。
【０１１２】
更に、本実施例では、回転式現像装置３０は、複数の現像器１１と、各現像器１１に対応してそれぞれトナーを補給する複数のトナー補給容器１とを内装し、これら複数の現像器１１の数に対応した複数の所定角度位置で停止するように制御され、少なくとも１つの停止位置において現像器１１が現像を行う。そして、現像器１１が現像を行う停止位置（現像位置）にある現像器１１に対応するトナー補給容器１は、開口部が少なくとも重力方向を向いており、トナーが自然落下して排出される構成とした。斯かる構成により、トナーが消費される現像位置にある現像器１１に対して効果的にトナーを補給することができる。回転式現像装置３０が３つの現像器１１と、３つのトナー補給容器１を内装し、３箇所の角度位置で停止する場合、例えば、イエロー、マゼンタ、シアンの３色の現像器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及びトナー補給容器１Ｙ、１Ｍ、１Ｃを一体的に搭載してフルカラー画像を形成することができると共に、３箇所で停止することでトナー補給容器１の内壁面に付着したトナーを１公転あたり３回はらい落とすことで、トナー残量を少なくすることができる。回転式現像装置３０が４つの現像器１１とトナー補給容器１を内装し、４箇所の角度位置で停止する場合、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ及びトナー補給容器１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを一体的に搭載して白黒画像及びフルカラー画像を形成することができると共に、４箇所で停止することでトナー補給容器１の内壁面に付着したトナーを１公転あたり４回はらい落とすことで、トナー残量を少なくすることができる。
【０１１３】
実施例２
次に、図１１を参照して、本発明の他の実施例について説明する。本実施例において、画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと同様であるで、同一機能を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０１１４】
図１１は、本実施例のトナー補給容器１が装着された状態の回転式現像装置３０の概略断面を示す。
【０１１５】
実施例１では、断面が円形の円筒形容器の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。図１１に示す本実施例のトナー補給容器１は、断面を非円形とし、回転式現像装置３０内のスペースを有効に利用してより多くのトナーを充填できるようにしたところに特徴を有している。
【０１１６】
図１１に示されるように、本実施例のトナー補給容器１では、トナー排出開口部１ｂの設置角度などに若干の差異はあるが、実施例１と同様に、トナーを搬送・排出する性能は極めて良好であった。
【０１１７】
尚、本実施例のトナー補給容器１の形状であっても、トナー排出開口部１ｂと仕切壁２の角度位置関係とトナーの排出性との関係は、図７〜図１０を参照して実施例１にて詳しく説明した円筒形状のトナー補給容器１の場合と全く同様の傾向を示すことが確認された。図１１に示す角度配置関係、即ち、トナー排出方向と仕切壁２との成す角θが３５度以下である配置関係は、トナーの排出性が最も有利な設定である。
【０１１８】
更に、例えば使用頻度の高いブラックトナーをより多く補給するべく、ブラック用のトナー補給容器１Ｂｋの内容積を、他の３色用のトナー補給容器よりも大きくするなど、各色用の現像装置１０によって、回転式現像装置３０内の占有部分の大きさを変えて不等分割してもよく、本発明の効果を同様に得ることができる。
【０１１９】
以上、本実施例によれば、実施例１にて説明した緒効果を得ることができるのに加えて、トナー補給容器１の容器本体１ａの断面形状が円形以外の異形形状の筒状であることで、回転現像装置３０内の限られたスペースを有効に利用し、最大限多くのトナーを充填でき、トナー補給容器１の寿命を延ばすことができる。
【０１２０】
尚、上記各実施例では、補給用の現像剤は主に２成分現像剤のトナーであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。現像装置が主にトナーとキャリアとから成る２成分現像剤を用いる場合、補給用の現像剤は、２成分現像剤のトナー単体の場合と、２成分現像剤のトナーとキャリアとの混合物の場合とを含む。補給用の現像剤がトナーとキャリアとの混合物である場合にも、上記各実施例にて説明した本発明は等しく適用可能であり、上述と同様の効果を得ることができる。又、現像装置が主にトナーから成る１成分現像剤を用いる場合は、補給用の現像剤は１成分現像剤であるトナーであってよい。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、
（１）簡単な構成で回転式現像装置による公転運動を利用して現像剤を効率良く搬送・排出できる。
（２）現像剤補給容器内に残留する現像剤量を少なくすることが可能である。
（３）現像剤が凝集した粗大な粒子を生成されるのを防止することができる。
（４）物流・保管を経て現像剤が固まっても、公転運動を利用して現像剤をほぐすことができる。
（５）現像剤補給容器の交換前に、現像剤補給容器を振る必要がない。
（６）現像剤補給容器の交換直後に、現像器に現像剤を補給するために所定回数補給動作（回転式現像装置の回転など）を行う必要がなく、交換当初から現像剤が十分に排出されるため、ダウンタイムを短縮できる。
といった効果を奏することができ、簡単な構成で現像剤を効率よく搬送・排出して現像器に補給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用し得る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】本発明に従うトナー補給容器を現像器に装着した状態を示す概略横断面図である。
【図３】本発明に従うトナー補給容器の概略部分断面斜視図である。
【図４】トナー補給容器の開口部を封止するシャッターの一実施例の断面図である。
【図５】本発明に従う回転式現像装置の一実施例の概略断面図である。
【図６】本発明に従う仕切壁の変形例を示す概略横断面図である。
【図７】仕切壁とトナー排出開口との角度位置関係を変えた場合のトナー排出状況の一例を説明するための模式図である。
【図８】仕切壁とトナー排出開口との角度位置関係を変えた場合のトナー排出状況の他の例を説明するための模式図である。
【図９】仕切壁とトナー排出開口との角度位置関係を変えた場合のトナー排出状況の他
の例を説明するための模式図である。
【図１０】仕切壁とトナー排出開口との角度位置関係を変えた場合のトナー排出状況の他
の例を説明するための模式図である。
【図１１】本発明に従う回転式現像装置の他の実施例の概略断面図である。
【符号の説明】
１            トナー補給容器（現像剤補給容器）
１ａ          トナー収納部（現像剤収納部、容器本体）
１ｂ          トナー排出開口部
３            シャッター
４            パッキン部材
２            仕切壁
２ａ、２ａ’  傾斜突起
２ｂ          貫通穴
１０          現像装置
１１          現像器
１２          トナー受入部
１３          現像器本体
２０          感光ドラム（電子写真感光体、像担持体）
２１          一次帯電器
２２ａ        像露光手段
２３          転写手段
２４          転写ドラム
２７          定着装置
５０          画像形成装置本体（装置本体）
１００        画像形成装置
【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】
0003793092.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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