JP4424330B2 - 粉体供給器、粉体供給器への粉体充填量の設定方法、及び再生した粉体供給器への粉体充填量の設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉体を貯留した容器内において、アジテータ等の回転部材の回転により粉体の攪拌を行うとともに、粉体供給口へ粉体を搬送する粉体供給器、粉体供給器への粉体充填方法、及び粉体供給器の再利用方法に関する。

従来、感光体ドラムと、内部にトナーを収容する収容部を有し、前方に設けられた送出口からトナーを送出して感光体ドラムへ供給する現像装置（粉体供給器）と、帯電装置と、用紙へのトナーの転写装置と、クリーニング装置と、用紙への定着を行う定着装置とを備えた複写機やプリンター等の画像形成装置が広く利用されている。

感光体ドラム、現像装置、帯電装置、及びクリーニング装置は、一体化され、プロセスカートリッジとして交換可能に設けられている。

プロセスカートリッジには、収容部においてトナーを攪拌すると共に、送出口へトナーを搬送するトナー攪拌手段及びトナー搬送手段を一体化させた、攪拌搬送手段としてのアジテータが備えられている。

ここで、現像装置の一例として、ポリフェニレンサルファイドの弾性シートからなるアジテータを用いた現像装置が開示されている。（特許文献１）
特許文献１の現像装置においては、弾性シートの材質をクリープ特性に優れたポリフェニレンサルファイドとすることで、高温高湿や長期間放置等の過酷環境下での弾性シートの不要な変形を抑制することができ、現像装置内のトナーの多少にかかわらず、トナーを良好に現像ローラに供給することができるとされている。

しかしながら、特許文献１の現像装置においては、現像装置の内部のトナーの充填量が低い状態（例えば、アジテータの回転軸より下側）でアジテータを回転させると、トナーの無い領域において、アジテータの自由端が回転力及び弾性復元力による力で現像装置の内壁に接触し、ノイズ音が発生していた。

画像形成装置は、深夜等に使用される場合もあるため、現像装置を含めた静音性は重要な課題である。

上述の課題は、特許文献１にある現像装置に限られたことではなく、トナーやトナーを含む現像剤等の粉体を収容する容器内で、当該粉体を弾性を有するアジテータ等の回転体で攪拌及び／又は搬送させる攪拌搬送部材を備えた装置においては同様である。
特開２０００−３３０３６５

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、使用時のノイズ音を抑えることのできる粉体供給器、粉体供給器への粉体充填方法、及び粉体供給器の再利用方法を得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る粉体供給器への粉体充填量の設定方法は、粉体を収容するハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に配置される回転部材と、前記回転部材に固定され、固定された部位とは異なる自由端側が前記回転部材の回転により前記ハウジングの内壁を摺接移動し、前記粉体を搬送するシート状の搬送部材と、前記ハウジングにおける前記粉体の搬送方向下流側に設けられた粉体供給口とを有し、前記ハウジングは、前記回転部材の軸方向から見て、当該ハウジングの底壁が平坦で且つ該底壁の長さが側壁の長さよりも長い扁平な略矩形状であって、前記側壁の下部から前記底壁へ延びる湾曲壁を有すると共に該湾曲壁に前記粉体供給口が形成され、前記底壁及び前記側壁から隔てられた所定位置に前記回転部材を備えると共に、前記ハウジングの前記粉体の充填領域を通過した後の前記搬送部材の自由端側が前記ハウジングの上部内壁と接触する粉体供給器への粉体充填量の設定方法において、前記粉体供給器の使用開始時に前記回転部材の下面の高さ以上となる充填量を、前記ハウジングの内部に充填する前記粉体の粉体充填量とすることを特徴とする。

上記方法によれば、粉体供給器使用開始時に回転部材の下面の高さ以上となる量の粉体をハウジングの内部に充填するので、粉体供給器の使用開始時から、シート状の搬送部材の固定された部位から自由端側までの可撓領域が、少なくとも回転部材の１回転につき半回転以上の間、ハウジング内の粉体により負荷を受ける。

これにより、ハウジング内の粉体が無くなるまでの間に、搬送部材に曲げ癖がつき、搬送部材の自由端側が粉体供給口を通過した後の、搬送部材の自由端側の摺擦力が低下して、トナーが無い領域において、ハウジング内壁と接触する際のノイズ音を小さくすることができる。

本発明の請求項２に係る粉体供給器への粉体充填量の設定方法は、前記粉体充填量は、前記粉体供給器の使用開始時に、前記粉体が前記回転部材の断面の外接円の接線のうち水平且つ上方にある接線の高さ以上となる量であることを特徴とする。

上記方法によれば、粉体供給器の使用開始時に、回転部材の上方に粉体が存在するので、搬送部材の自由端側が上方を向いた時においても、搬送部材は粉体により負荷を受ける。

これにより、搬送部材の弾性復元力が抑えられ、可撓領域の固定された部位側の加速度が低下して、ハウジング内壁と接触する際のノイズ音を小さくすることができる。

本発明の請求項３に係る再生した粉体供給器への粉体充填量の設定方法は、請求項１又は請求項２に記載の粉体充填量の設定方法で設定された高さ以上となる粉体充填量を、再生した前記粉体供給器の前記ハウジングの内部に充填する粉体充填量とすることを特徴とする。

上記方法によれば、再利用時に、搬送部材が未使用で剛性の高い新品のシート状の部材に交換、あるいは使用済みのシート状の部材の湾曲を矯正しても、搬送部材の回転方向に粉体が存在するため、粉体の負荷により撓ませることができる。

また、回転部材の回転時に、搬送部材の自由端の弾性復元力を抑えることができるので、搬送部材がハウジングの内壁に勢いよく当たることがなくなる。

これらの作用により、ノイズ音の発生を抑えることができる。

本発明の請求項４に係る粉体供給器は、粉体を収容するハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に配置される回転部材と、前記回転部材に固定され、固定された部位とは異なる自由端側が前記回転部材の回転により前記ハウジングの内壁を摺接移動し、前記粉体を搬送するシート状の搬送部材と、前記ハウジングにおける前記粉体の搬送方向下流側に設けられた粉体供給口とを有し、前記ハウジングは、前記回転部材の軸方向から見て、当該ハウジングの底壁が平坦で且つ該底壁の長さが側壁の長さよりも長い扁平な略矩形状であって、前記側壁の下部から前記底壁へ延びる湾曲壁を有すると共に該湾曲壁に前記粉体供給口が形成され、前記底壁及び前記側壁から隔てられた所定位置に前記回転部材を備えると共に、前記ハウジングの前記粉体の充填領域を通過した後の前記搬送部材の自由端側が前記ハウジングの上部内壁と接触する粉体供給器において、前記粉体供給器の使用開始前に、前記回転部材の下面の高さ以上となる量の粉体が、前記ハウジングの内部に充填されていることを特徴とする。

上記構成によれば、粉体供給器が装着される装置側のデッドスペースを抑えつつ粉体の収容量を多くとれる扁平な略矩形状のハウジングを備えた粉体供給容器であっても、使用時のノイズ音を抑えることができる。

すなわち、扁平な略矩形状のハウジングでは、シート状の搬送部材がハウジングの扁平な部位にあるときは大きく撓み、扁平な部位を越えると撓みが開放されて、ハウジングの内壁を叩く、擦る等によって生じるノイズ音を発生させ易いが、粉体供給器使用開始前には、回転部材の下面の高さ以上となる量の粉体が、ハウジングの内部に充填されていることで、使用開始初期は、大きく撓んだシート状の搬送部材が開放されても、ハウジングの内壁を叩く・擦る等によって生じるノイズ音を、粉体が抵抗として作用することにより低減させることができると共に、隅部に設けられた粉体供給口に粉体を十分供給させることができる。

更に、使用が進むにつれて、粉体と扁平な略矩形状のハウジングの内壁との作用によりシート状の搬送部材に撓み癖がつくので、撓んだシート状の搬送部材が開放されても、ハウジングの内壁を叩く、擦る等の作用が弱くなってノイズ音を低減させることができる。

本発明の請求項５に係る粉体供給器は、前記搬送部材は、前記粉体供給器の使用開始前に、前記湾曲壁に設けられた前記粉体供給口を摺擦可能な長さに設定されていることを特徴とする。

上記構成によれば、シート状の搬送部材の長さを十分とっており、扁平な略矩形状のハウジングの隅部を摺擦可能な長さとしているので、使用開始初期から使用が進んでも、ノイズ音と搬送性能を両立させることができる。

本発明の請求項６に係る粉体供給器は、前記粉体供給器の使用開始前に、前記回転部材の断面の外接円の接線のうち水平且つ上方にある接線の高さ以上となる量の粉体が、前記ハウジングの内部に充填されていることを特徴とする。

上記構成によれば、粉体供給器の使用開始時に、回転部材の上方に粉体が存在するので、搬送部材の自由端側が上方を向いた時においても、搬送部材は粉体により負荷を受ける。

これにより、搬送部材の弾性復元力が抑えられ、可撓領域の固定された部位側の加速度が低下して、ハウジング内壁と接触する際のノイズ音を小さくすることができる。

本発明の請求項７に係る粉体供給器は、前記湾曲壁に設けられた前記粉体供給口における前記搬送部材の摺擦方向上流側にのみスロープが形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、ノイズ音の低減と搬送性能を両立させつつ、摺擦方向下流側はスロープが無いので容量を多くとれ、ハウジング内の容量を大きくとることができる。

本発明は上記構成としたので、粉体供給器のノイズ音の発生を抑えることができる。

本発明の粉体供給器、粉体供給器への粉体充填方法、及び粉体供給器の再利用方法の第１実施形態を図面に基づき説明する。

図１には、本発明の粉体供給器としての現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを搭載したプリンタ１１０が示されている。

プリンタ１１０には、４色のトナー（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））によるフルカラー画像形成を行うプロセスカートリッジ１２０が、各色に対応して上下方向に４つ配列されている。

各トナーＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、特に製造方法により限定されるものではなく、各種のトナーが使用可能である。

例えば、トナーの製造方法としては、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が使用できる。

また、上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。トナー母材は、結着樹脂と着色剤、離型剤とからなり、必要であれば、シリカや帯電制御剤を用いてもよい。

平均粒径は２〜１２μｍのトナー、好ましくは３〜９μｍのトナー母材を用いることができる。トナーの平均形状係数（ＭＬ２／Ａ）が１１５〜１４０のものを用いることにより高い現像、転写性、及び高画質の画像を得ることができる。

平均形状係数（ＭＬ２／Ａ）は、下記式で計算された値を意味し、真球の場合、ＭＬ２／Ａ＝１００となる。ＭＬ２／Ａ＝（最大長）２×π×１００／（面積×４）である。 平均形状係数を求める為の具体的な手法として、トナー画像を光学顕微鏡から画像解析装置（ＬＵＺＥＸＩＩＩ、ニレコ社製）に取り込み、円相当径を測定して、最大長及び面積から、個々の粒子について上記式のＭＬ２／Ａの値を求める。

使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα―メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレンーアクリル酸アルキル共重合体、スチレンーメタクリル酸アルキル共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンー無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげることができる。

さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等をあげることができる。

また、トナーの着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を代表的なものとして例示することができる。

離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロピィシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。

また、トナーには、必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。

湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。本発明におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナーおよび磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。

本発明に用いるトナーは、上記トナー粒子及び上記外添剤をヘンシェルミキサーあるいはＶブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、トナー粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。

本発明に用いるトナーに添加される滑性粒子としては、グラファイト、二硫化モリブデン、滑石、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の固体潤滑剤や、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を有するシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪族アミド類やカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのような動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物が使用でき、これらを単独で使用するか、あるいは併用しても良い。但し、平均粒径としては０．１〜１０μｍの範囲で、上記化学構造のものを粉砕して、粒径をそろえてもよい。トナーへの添加量は好ましくは０．０５〜２．０重量％、より好ましくは０．１〜１．５重量％の範囲である。

本発明に用いるトナーには、電子写真感光体表面の付着物、劣化物除去の目的等で、無機微粒子、有機微粒子、該有機微粒子に無機微粒子を付着させた複合微粒子などを加えることができるが、研磨性に優れる無機微粒子が特に好ましい。

無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。

上記無機微粒子にテトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネートなどのチタンカップリング剤、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などで処理を行っても良い。

また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩によって疎水化処理することも好ましく使用される。

有機微粒子としては、スチレン樹脂粒子、スチレンアクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子等を挙げることができる。

粒子径としては、小さすぎると研磨能力に欠け、また、大きすぎると電子写真感光体表面に傷を発生しやすくなるため、平均粒子径で５ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜８００ｎｍ、より好ましくは５ｎｍ〜７００ｎｍでのものが使用される。また、滑性粒子の添加量との和が０．６重量％以上であることが好ましい。

トナーに添加されるその他の無機酸化物としては粉体流動性、帯電制御等の為、１次粒径が４０ｎｍ以下の小径無機酸化物を用い、更に付着力低減や帯電制御の為、それより大径の無機酸化物を添加することが好ましい。

これらの無機酸化物微粒子は公知のものを使用できるが、精密な帯電制御を行う為にはシリカと酸化チタンを併用することが好ましい。また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性をあげる効果が大きくなる。

また、電子写真用カラートナーはキャリアと混合して使用されるが、キャリアとしては、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉またはそれ等の表面に樹脂コーテイングを施したものが使用される。また、キャリアとの混合割合は、適宜設定することができる。

ここで、プロセスカートリッジ１２０は、感光体ドラム１１６と、感光体ドラム１１６の周囲に配設された帯電ロール１１８、イレーズランプ１２２、及び感光体ドラム１１６に作像される静電潜像に対して、各色のトナーの現像を行う現像装置１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）などで構成されている。

一方、プリンタ１１０の下部には、用紙Ｐが収納された給紙カセット１２４が設けられている。給紙カセット１２４の近傍には、用紙Ｐを所定のタイミングで送り出すピックアップロール１２６が設けられている。

ピックアップロール１２６によって給紙カセット１２４から送り出された用紙Ｐは、搬送ロール１２８及びレジストレーションロール１３０を介して、用紙搬送路１３２へ送り込まれ、プロセスカートリッジ１２０に用紙Ｐを搬送する搬送装置１４４へ搬送されるようになっている。

プロセスカートリッジ１２０は、用紙搬送路１３２の上流側から前述のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に配設されており、プロセスカートリッジ１２０の図中左側には、プロセスカートリッジ１２０に走査光を照射する露光装置１３４が配設されている。

露光装置１３４は、筐体１３６内に図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー１３８、結像レンズ１４０及びミラー１４２が配設されており、半導体レーザからの光は、ポリゴンミラー１３８で偏向走査され、結像レンズ１４０とミラー１４２を介して感光体ドラム１１６に照射される。これにより、感光体ドラム１１６に、画像情報に応じた静電潜像が形成されるようになっている。

露光装置１３４に隣接する位置には画像データ処理ユニット１６６が、また、露光装置１３４の下部には露光装置１３４、プロセスカートリッジ１２０、定着装置１５６等の動作制御を行う制御回路１６８が設けられている。

また、プリンタ１１０の図中右側（感光体ドラム１１６と対向する位置）には、前述の搬送装置１４４が配設されている。搬送装置１４４は、プリンタ１１０の側壁１１０Ａに沿って設けられた一対の張架ロール１４６、１４８と、この張架ロール１４６、１４８に巻き掛けられた搬送ベルト１５０とで構成されている。張架ロール１４８は、図示しないモータによって回転され、搬送ベルト１５０が移動するようになっている。

張架ロール１４６の近傍には、吸着ロール１５４が配設されており、この吸着ロール１５４に電圧が印加されることによって、搬送ベルト１５０に用紙Ｐが静電的に吸着されるようになっている。

また、搬送ベルト１５０の裏面の、各色の感光体ドラム１１６に対向する位置には、それぞれ転写ロール１５２が配設されている。この転写ロール１５２によって、感光体ドラム１１６上のトナー像が、搬送ベルト１５０によって搬送される用紙Ｐに転写され、定着装置１５６で定着される。そして、トナー像が定着された用紙Ｐは、排出ロール１５８によって排出トレイ１６０へ排出される。

次に、本発明の第１実施形態に係る現像装置１０について説明する。

本発明の第１実施形態における現像装置１０は、二成分現像方式を採用したものである。

図２に示すように、現像装置１０は、前述の感光体ドラム１１６と対向する位置に配置され、且つ感光体ドラム１１６上の静電潜像をトナー及びキャリアからなる現像剤Ｇで可視像化する現像ユニット１２と、この現像ユニット１２に対してトナーＴを供給するトナー補給ユニット１４とを横方向に一体化した構成とされている。

現像ユニット１２は、樹脂製の筐体であるハウジング１６を有している。ハウジング１６は感光体ドラム１１６の下方側に設けられており、感光体ドラム１１６側に向かって開口した開口部１８が形成されている。ハウジング１６の形状は、底壁の長さが側壁の長さよりも長い扁平な略矩形状となっている。

また、このハウジング１６内には現像剤収容室２０が形成されており、この現像剤収容室２０内には、トナー及びキャリアからなる現像剤Ｇが収容されている。

さらに、ハウジング１６内には、ハウジング１６の開口部１８から一部が露出するようにして現像ロール２２が配設されており、ハウジング１６の周壁に回転可能に軸支されている。現像ロール２２の端部には、図示しないギアが固定されており、図示しないモータからの回転力がギアへ伝達され、ギアを介して現像ロール２２がＹ方向に回転可能となっている。

現像ロール２２は、現像剤Ｇ中に含まれたキャリアを磁力で吸着し、表面に現像剤Ｇの磁気ブラシを形成し、キャリアに吸着したトナーを感光体と対向する現像領域へ搬送する。そして、感光体上に形成された静電潜像が、現像ロール２２の表面に形成されたキャリアとトナーとからなる現像剤Ｇの磁気ブラシによって顕像化されるようになっている。

現像ロール２２の下方には、現像ロール２２の軸方向に沿って第１攪拌搬送オーガ２４及び第２攪拌搬送オーガ２６が配設されている。第１攪拌搬送オーガ２４及び第２攪拌搬送オーガ２６は、それぞれ図示しない回転軸を備えており、ハウジング１６の周壁に回転可能に軸支されている。

第１攪拌搬送オーガ２４と第２攪拌搬送オーガ２６の間には、第１仕切壁２８が形成されており、この第１仕切壁２８によって現像剤収容室２０内は、第１攪拌搬送オーガ２４が配設された第１攪拌路３０と、第２攪拌搬送オーガ２６が配設された第２攪拌路３２とに二分されている。

また、第１仕切壁２８の長手方向の両端部には、図示しない連通口が形成されており、この連通口によって第１攪拌路３０と第２攪拌路３２とが連通している。これにより、現像剤収容室２０内の現像剤Ｇは、第１攪拌搬送オーガ２４及び第２攪拌搬送オーガ２６の回転によって、それぞれ第１攪拌路３０及び第２攪拌路３２内を攪拌されながら搬送されて、第１攪拌路３０と第２攪拌路３２との間を現像剤Ｇが循環するようになっている。

一方、現像ユニット１２に隣接したトナー補給ユニット１４には、トナーＴが収容されるトナー収容室３４が設けられている。トナー収容室３４には、現像ロール２２の軸方向に沿って第１アジテータ３６及び第２アジテータ３８が設けられている。

一方、トナー収容室３４と現像剤収容室２０との間には、第２仕切壁４０、湾曲壁４２、及び第３仕切壁４４が設けられている。

第２仕切壁４０の下部からは、湾曲壁４２がトナー収容室３４側へ延び、また、第３仕切壁４４が現像剤収容室２０側へ延びることで、ハウジング１６の底部に、トンネル状のディスペンス室４６を形成している。ディスペンス室４６内には、長手方向に沿ってトナーの攪拌搬送を行うディスペンスオーガ４８が設けられている。

ここで、ハウジング１６の底壁と側壁とが隣接する隅部であり、湾曲壁４２の長手方向の一方の端部近傍には、トナー収容室３４とディスペンス室４６とを連通するようにしてトナー供給口５０が形成されている。これにより、トナー収容室３４内に収容されたトナーＴは、第１アジテータ３６によって攪拌されながらトナー収容室３４内を軸方向に搬送され、トナー供給口５０からディスペンス室４８へ送り込まれるようになっている。

一方、第３仕切壁４４の長手方向の他方の端部近傍には、ディスペンス室４６と現像剤収容室２０とを連通するようにして開口部５２が形成されており、これにより、ディスペンス室４６内のトナーＴは、ディスペンスオーガ４８によって攪拌されながらディスペンス室４６内を搬送され、開口部５２から現像剤収容室２０へ送り込まれるようになっている。

また、開口部５２は、下端部が現像剤収容室２０に収容されている現像剤Ｇの表面位置よりも下方に位置するようにして形成されている。これにより、開口部５２の少なくとも一部が、現像剤収容室２０に収容された現像剤Ｇに埋もれた状態となっており、ディスペンス室４６から現像剤収容室２０へ送り込まれたトナーＴが現像剤Ｇの中に潜り込み、現像剤収容室２０に収容された現像剤Ｇと混合しやすくなっている。

第１アジテータ３６は、第１回転軸５４、第１回転部材５６、及び第１攪拌搬送フィルム５８を備え、トナー補給ユニット１４の周壁に回転可能に軸支されている。第１アジテータ３６の位置は、ハウジング１６の底壁及び側壁から隔てられた所定位置となっている。

第１アジテータ３６の第１回転部材５６には、ＰＥＴ等の可撓性の樹脂フィルムからなる第１攪拌搬送フィルム５８が、第１回転部材５６の軸方向に亘って接着により貼付けられ固定されている。

第１攪拌搬送フィルム５８は、使用開始前に、ハウジング１６の隅部のトナー供給口５０を摺擦可能な長さに設定されている。

ここで、湾曲壁４２は、第１攪拌搬送フィルム５８の摺擦方向上流側にのみスロープが形成されており、下流側はスロープが無く、ハウジング１６内の容量を大きくとることができるようになっている。

第２アジテータ３８は、第２回転軸６０、第２回転部材６２、及び第２攪拌搬送フィルム６４を備え、トナー補給ユニット１４の周壁に回転可能に軸支されている。第２アジテータ３８の位置は、ハウジング１６の底壁及び側壁から隔てられた所定位置となっている。

第２アジテータ３８の第２回転部材６２には、ＰＥＴ等の可撓性の樹脂フィルムからなる第２攪拌搬送フィルム６４が、第２回転部材６２の軸方向に亘って接着により貼付けられ固定されている。第２攪拌搬送フィルム６４の長さは、第１攪拌搬送フィルム５８と同じ長さに設定されている。

ハウジング１６における第１回転軸５４及び第２回転軸６０を支持する側壁には、トナー充填口７０が設けられており、トナー充填口７０は、トナー充填時以外は、図示しないゴムキャップで封止されている。

トナー充填時には、現像装置１０が垂直方向に立てかけられ、ゴムキャップがはずされ、トナーをトナー充填口７０から注入するようになっている。

なお、トナー充填後は、現像装置１０は水平方向に配置してから使用するようになっている。

図２では、トナー収容室３４の底面１７から、充填したトナーの上面までの距離をトナー充填高さとして破線で示している。

ここで、トナー充填高さは、現像装置１０の使用開始時における高さを意味しており、必ずしもトナー充填時の高さと同一とは限らない。これは、トナーが微粒子の集合体であり、空隙を持つため、単位容積あたりのトナーの充填率が外部からの負荷により変化するためである。

なお、本実施形態では、密充填状態でのトナー高さをトナー充填高さとしている。

本実施形態においては、予め現像装置１０にトナーＴを充填した後、所定期間保存した後のトナー充填高さのデータと、使用開始直前に、現像装置１０を水平方向又は垂直方向に振ったときのトナー充填高さのデータとにより、充填時と使用開始時のトナー充填高さの関係を検量線として得ており、この検量線に基づき、使用開始時のトナー充填高さが得られるような量のトナーを、現像装置１０の製造工程において充填している。

図２に示すように、トナー収容室３４が全て粉体で満たされる充填高さをＴＡ、現像装置１０の使用開始時に第１回転部材５４及び第２回転部材６０の断面の外接円の接線のうち水平且つ上方にある接線の高さである充填高さをＴＢ、第１回転軸５６及び第２回転軸６２の軸中心となる充填高さをＴＣ、現像装置１０の使用開始時に第１回転部材５４及び第２回転部材６０の断面の下面の高さとなる充填高さをＴＤ、残トナーが少なくなり、トナー収容室３４が空に近い状態となって、トナー供給口５０へのトナー供給量が少なくなっている状態の充填高さをＴＥとして示している。

ここで、第１実施形態においては、使用開始時のトナー充填高さがＴＤ以上となるように、予めトナーが充填されている。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。

図２に示すように、図示しないモータが駆動され、現像装置１０の第１アジテータ３６及び第２アジテータ３８がＸ方向に回転すると、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４の回転力と、弾性復元力により、トナー収容室３４内のトナーは攪拌されるとともに、トナー供給口５０に搬送される。

次に、トナー供給口５０に供給されたトナーは、ディスペンス室４６へ送り込まれる。トナーは、ディスペンス室４６内のディスペンスオーガ４８によって、ディスペンス室４６内を攪拌されながら開口部５２へ搬送される。

開口部５２へ搬送されたトナーは、開口部５２から現像剤収容室２０へ供給される。

現像剤収容室２０に供給されたトナーは、現像剤Ｇと混合され、現像ロール２２に供給される。

ここで、図３ａに示すように、トナーは第１回転部材５６の下面であるＴＤの高さ以上に充填されており、第１アジテータ３６が矢印Ｘ方向に回転すると、第１攪拌搬送フィルム５８の自由端にトナーの集合体であるトナーブロックＴＢＬによる矢印Ｚ方向の負荷がかかり、第１攪拌搬送フィルム５８は、回転方向のＸ方向と反対側に撓む。このときの撓み量はＡとなっている。

トナーはＴＤの高さ以上に充填されているので、第１アジテータ３６が１回転するとき、第１回転軸５４を中心として、少なくとも１／２回転の間（１８０°）は、第１攪拌搬送フィルム５８は、トナーブロックＴＢＬから負荷を受けることになる。これにより、第１攪拌搬送フィルム５８に曲げ癖がつく。

図３ｂに示すように、トナーが消費され、トナー充填高さがＴＥとなったとき、第１攪拌搬送フィルム５８の撓み量はＢとなる。撓み量Ｂは、使用開始時のトナーブロックＴＢＬによる曲げ癖としての撓み量Ａに加え、さらに第１搬送フィルム５８自体のへたりによる撓み量が増えているので、Ｂ＞Ａとなる。

このように、使用開始時から第１搬送フィルム５８にトナー負荷がかかり、曲げ癖がついて弾性復元力が弱まると、先端部５８Ａがハウジング１６（図１参照）の内壁を摺擦するときに移動加速度が低減され、接触時に発生するノイズ音が低減される。

ここで、トナーの充填高さをＴＡ〜ＴＥとしたときの発生ノイズについて表１にまとめて示す。

なお、使用開始は、現像装置１０の使用開始時のノイズ音の状態を示しており、使用終了前は、現像装置１０のハウジング１６内のトナーが残り僅かとなったときのノイズ音の状態を示している。

表１に示したように、トナー充填高さをＴＤ以上とすれば、使用終了前のノイズ音が低減されることが分かる。上記作用は、第２アジテータ３８についても同様である。

なお、トナー充填口７０から単にトナーを流し込んだものと、トナーを押し固めながら充填していったものとでは、後者の方がトナーの充填率は高い。

トナーの充填率を示す指標としては、圧縮度がある。圧縮度の測定は、疎充填状態のときのかさ密度と、これにタッピングを行って、蜜充填状態としたときのかさ密度の比を求めることにより行われる。

以上説明したように、本発明の第１実施形態においては、現像装置１０の使用開始時に第１回転部材５６及び第２回転部材６２の下面以上の高さとなる量のトナーを、トナー充填時にハウジング１６の内部に充填するので、現像装置１０の使用開始時から、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４の自由端の可撓領域が少なくとも回転部材の１回転につき半回転以上の間、ハウジング１６内のトナーにより負荷を受ける。

これにより、ハウジング１６内のトナーが無くなるまでの間に、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４に曲げ癖がつき、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４の自由端側がトナーの充填領域を通過した後の自由端側の加速度が低下して、ハウジング１６の内壁と接触する際のノイズ音を小さくすることができる。

また、現像装置１０が、装着されるプリンタ１１０側のデッドスペースを抑えつつトナーの収容量を多くとれる扁平な略矩形状のハウジング１６を備えた現像装置であっても、使用時のノイズ音を抑えることができる。

すなわち、扁平な略矩形状のハウジング１６では、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４がハウジング１６の扁平な部位にあるときは大きく撓み、扁平な部位を越えると撓みが開放されて、ハウジング１６の内壁を叩く、擦る等によって生じるノイズ音を発生させ易いが、現像装置１０の使用開始前には、第１回転部材５６及び第２回転部材６２の下面の高さ以上となる量のトナーが、ハウジング１６の内部に充填されていることで、使用開始初期は、大きく撓んだ第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４が開放されても、ハウジング１６の内壁を叩く・擦る等によって生じるノイズ音を、トナーが抵抗として作用することにより低減させることができると共に、ハウジング１６の隅部に設けられたトナー供給口５０にトナーを十分供給させることができる。

更に、使用が進むにつれて、トナーと、扁平な略矩形状のハウジング１６の内壁との作用により第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４に撓み癖がつくので、撓んだ第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４が開放されても、ハウジング１６の内壁を叩く、擦る等の作用が弱くなってノイズ音を低減させることができる。

また、トナーの量が多い使用開始初期は、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４の撓み癖も少なく、ノイズ音は大きく出る状態であるが、トナーをハウジング１６の隅部の粉体供給口５０に十分搬送させられ、トナーが抵抗として作用してノイズ音を抑える。

使用が進んでトナーの量が減ってきた時期になると、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４が、トナーとハウジング１６の内壁に圧されて撓み癖がつき、ノイズ音は大きく出る状態ではなくなる。このとき、トナーの量も少なくなっているが、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４の長さが長いので、撓み癖があってもトナーを十分搬送できる。

さらに、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４の長さを十分とっており、扁平な略矩形状のハウジング１６の隅部を摺擦可能な長さとしているので、使用開始初期から使用が進んでも、ノイズ音と搬送性能を両立させることができる。

また、湾曲壁４２は、第１攪拌搬送フィルム５８の摺擦方向上流側にのみスロープが形成されており、下流側はスロープが無く、ハウジング１６内の容量を大きくとることができるようになっているので、ノイズ音の低減とトナーの搬送性能を両立させつつ、ハウジング内の容量を大きくとることができる。

次に、本発明の粉体供給器、粉体供給器への粉体充填方法、及び粉体供給器の再利用方法の第２実施形態を図面に基づき説明する。

なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図４ａは、トナー充填高さがＴＥのときの、第１攪拌搬送フィルム５８の先端部５８Ａとハウジング１６の内壁との接触状態を示したものである。

図４ａより明らかなように、第１攪拌搬送フィルム５８はトナーにより負荷を受けていないので、第１攪拌搬送フィルム５８は略平坦となっており、第１回転部材５６の回転による先端部５８Ａの加速度は、最も大きい状態となっている。 このため、先端部５８Ａとハウジング１６の内壁との接触時の衝撃力も最大となり、両者の接触により発生するノイズ音も大きくなる。（表１参照）
ここで、図４ｂを用いて、トナーの充填高さＴＢについて説明する。

トナーの充填高さＴＢの線は、第１回転部材５６の外接円５５の接線のうち、水平且つ上方にある接線と同一である。

トナーの充填高さがＴＢ以上であるということは、第１回転部材５６が回転したときに、第１攪拌搬送フィルム５８の自由端（可撓領域）の固定端側（第１回転部材５６に最も近い位置）に、常にトナーが存在することを意味しており、第１回転部材５６の回転時に、第１攪拌搬送フィルム５８の自由端の固定端側近傍に、常にトナーの負荷が加えられることになる。

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。

図４ｃに示すように、例えば、トナー充填高さがＴＢ以上で、ＴＦの高さまで充填されている場合、トナー充填高さＴＢからＴＦの間の領域に存在するトナーにより、第１攪拌搬送フィルム５８の先端部５８Ａは実線で示した状態にある。

もし、トナー充填高さがＴＢより低ければ、第１攪拌搬送フィルム５８の先端部５８Ａは、トナーにより負荷を受けず、２点鎖線で示した状態となる。

ここで、現像装置１０（図２参照）の使用開始時において、トナー充填高さがＴＢより低ければ、図４ａに示した状態となって、発生するノイズ音は大きくなるが、トナー充填高さがＴＢより高ければ、第１攪拌搬送フィルム５８が常にトナーから負荷を受けて撓むので、ハウジング１６の内壁との接触における衝撃は緩和され、発生するノイズ音は低くなる。（表１参照）
これは、第２攪拌搬送フィルム６４においても同様である。

上記のトナー充填方法は、現像装置１０を新規で生産した場合だけでなく、リサイクル等の再生時においても有効である。

現像装置１０の再生方法としては、第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４を新品と入れ替えてトナーを再充填する方法が挙げられるが、トナーの再充填時にトナー充填高さをＴＢ以上とすれば、仮に新品で弾性力の強い攪拌搬送フィルムを用いても、常にトナーにより攪拌搬送フィルムに負荷が与えられ、攪拌搬送フィルムが撓むので、使用開始時のノイズ音を低くすることができる。

以上説明したように、現像装置１０の使用開始時に各回転部材の断面の外接円の接線のうち、水平且つ上方にある接線の高さ以上となる量のトナーを、ハウジング１６の内部に充填することにより、現像装置１０の使用開始時に、各搬送部材の可撓領域の固定端側に常にトナーが存在する。

これにより、各搬送部材の自由端側がトナーの充填領域を通過し、上方を向いた時においても、各搬送部材は粉体により負荷を受ける。

従って、各搬送部材の弾性復元力が抑えられ、可撓領域の固定端側の加速度が低下して、ハウジング１６の内壁と接触する際のノイズ音を小さくすることができる。

また、現像装置１０の再生時（再利用時）には、各搬送部材の回転方向にトナーが存在するため、例えば、各搬送部材が未使用で弾性の強い新品のシート状部材に交換されても、トナーの負荷により撓ませることができ、また、各回転部材の回転時に、各搬送部材の自由端の弾性復元力を抑えることができるので、各搬送部材が壁に勢いよく当たることがなくなる。

これらにより、再利用開始時からノイズ音の発生を抑えることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

第１回転部材５６及び第２回転部材６２は、四角柱形状だけでなく、多角柱状、又は、円柱状のものであってもよい。

第１攪拌搬送フィルム５８及び第２攪拌搬送フィルム６４には、トナー供給口５０に向かう方向に複数の切り込みを設けてもよい。

複数の回転部材の回転中心位置が異なる場合は、回転中心位置が最も低い回転部材を基準としてもよい。

本発明の現像装置を搭載したプリンタの断面図である。 本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係るアジテータの断面模式図である。 本発明の第２実施形態に係るアジテータの断面図である。

符号の説明

１０ 現像装置（粉体供給器）
１４ トナー補給ユニット
１６ ハウジング（ハウジング）
５０ トナー供給口（粉体供給口）
５６ 第１回転部材（回転部材）
５８ 第１攪拌搬送フィルム（搬送部材）
７０ トナー充填口（粉体充填口）
Ｔ トナー（粉体）
Ｇ 現像剤

Claims (7)

1. 粉体を収容するハウジングと、
   前記ハウジング内に回転可能に配置される回転部材と、
   前記回転部材に固定され、固定された部位とは異なる自由端側が前記回転部材の回転により前記ハウジングの内壁を摺接移動し、前記粉体を搬送するシート状の搬送部材と、
   前記ハウジングにおける前記粉体の搬送方向下流側に設けられた粉体供給口とを有し、
   前記ハウジングは、前記回転部材の軸方向から見て、当該ハウジングの底壁が平坦で且つ該底壁の長さが側壁の長さよりも長い扁平な略矩形状であって、前記側壁の下部から前記底壁へ延びる湾曲壁を有すると共に該湾曲壁に前記粉体供給口が形成され、前記底壁及び前記側壁から隔てられた所定位置に前記回転部材を備えると共に、前記ハウジングの前記粉体の充填領域を通過した後の前記搬送部材の自由端側が前記ハウジングの上部内壁と接触する粉体供給器への粉体充填量の設定方法において、
   前記粉体供給器の使用開始時に前記回転部材の下面の高さ以上となる充填量を、前記ハウジングの内部に充填する前記粉体の粉体充填量とすることを特徴とする粉体供給器への粉体充填量の設定方法。
2. 前記粉体充填量は、前記粉体供給器の使用開始時に、前記粉体が前記回転部材の断面の外接円の接線のうち水平且つ上方にある接線の高さ以上となる量であることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給器への粉体充填量の設定方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の粉体充填量の設定方法で設定された高さ以上となる粉体充填量を、再生した前記粉体供給器の前記ハウジングの内部に充填する粉体充填量とすることを特徴とする再生した粉体供給器への粉体充填量の設定方法。
4. 粉体を収容するハウジングと、
   前記ハウジング内に回転可能に配置される回転部材と、
   前記回転部材に固定され、固定された部位とは異なる自由端側が前記回転部材の回転により前記ハウジングの内壁を摺接移動し、前記粉体を搬送するシート状の搬送部材と、
   前記ハウジングにおける前記粉体の搬送方向下流側に設けられた粉体供給口とを有し、
   前記ハウジングは、前記回転部材の軸方向から見て、当該ハウジングの底壁が平坦で且つ該底壁の長さが側壁の長さよりも長い扁平な略矩形状であって、前記側壁の下部から前記底壁へ延びる湾曲壁を有すると共に該湾曲壁に前記粉体供給口が形成され、前記底壁及び前記側壁から隔てられた所定位置に前記回転部材を備えると共に、前記ハウジングの前記粉体の充填領域を通過した後の前記搬送部材の自由端側が前記ハウジングの上部内壁と接触する粉体供給器において、
   前記粉体供給器の使用開始前に、前記回転部材の下面の高さ以上となる量の粉体が、前記ハウジングの内部に充填されていることを特徴とする粉体供給器。
5. 前記搬送部材は、前記粉体供給器の使用開始前に、前記湾曲壁に設けられた前記粉体供給口を摺擦可能な長さに設定されていることを特徴とする請求項４記載の粉体供給器。
6. 前記粉体供給器の使用開始前に、前記回転部材の断面の外接円の接線のうち水平且つ上方にある接線の高さ以上となる量の粉体が、前記ハウジングの内部に充填されていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の粉体供給器。
7. 前記湾曲壁に設けられた前記粉体供給口における前記搬送部材の摺擦方向上流側にのみスロープが形成されていることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項記載の粉体供給器。

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