JP2005274862A - 現像剤補給容器 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー飛散がなく、安定した回転性能が得られ、現像剤を画像形成装置本体中の現像器側に確実に補給することができる高品質で信頼性の高い現像剤補給容器の提供。
【解決手段】画像形成装置に補給するための現像剤を内部に収納し、前記現像剤を収納し、周面には現像剤を排出するための開口と、該開口周縁部には弾性シール部材と、端部には前記画像形成装置からの駆動を受ける駆動受け部と、が設けられた円筒状内筒と、該円筒状内筒とは回転自在に支持され、周面には現像剤を排出するための開口を有する円筒状外筒から成り、前記画像形成装置からの駆動により前記円筒状内筒が一方向に回転し、前記円筒状外筒の開口と連通した時に現像剤を排出するように構成された現像剤収納容器として、前記円筒状外筒の内周部と前記円筒状内筒の外周部には、現像剤の排出時とは逆に回転させると係合状態になり、現像剤の排出時と同じ方向に回転させると係合解除される係合部が双方に設けられているものとする。
【選択図】図２

Description

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現像剤を補給するための現像剤補給容器に関する。

電子写真複写機や、レーザービームプリンター等の画像形成装置は、一様に帯電させた感光体ドラムに選択的な露光をして潜像を形成し、この潜像を現像剤で顕像化して該現像剤像を記録媒体に転写して画像記録を行う。このような装置にあっては、現像剤が無くなる都度補給しなければならないが、画像形成装置に現像剤を補給する現像剤補給容器は、内蔵された現像剤を画像形成装置本体中の現像剤受入れ容器に一度に全量補給する所謂補給型容器と、画像形成装置本体に該容器を装着後、そのまま該容器を画像形成装置本体中に据え置き、現像剤を使い切るまで徐々に現像器に現像剤を供給する、所謂据置型（ビルトイン）容器とに大別される。近年、画像形成装置本体のコンパクト化を図るため、据置型容器が使用される傾向にある。

据置型の現像剤補給容器には種々の形態が提案されているが、前記の画像形成装置のコンパクト化や現像剤残量の減少、現像剤供給量の制御、安定化を考慮すると、現像剤補給容器は略円筒であって、円筒部には現像剤排出口を設け、内部には回転する現像剤撹拌部材を設けたものが好ましく用いられてきた（例えば、特許文献１〜４参照）。

一方、感光体ドラム、帯電器、現像器、クリーニング器等を一体構造にまとめてカートリッジ化することにより、ユーザーが前記カートリッジを画像形成装置本体に着脱することによって現像剤の補給や寿命に達した感光体ドラム等の部品を交換可能とし、メンテナンスを容易にした所謂プロセスカートリッジ方式が実用化されている。このようなプロセスカートリッジの現像剤収納部分についても、前記据置型の現像剤補給容器とほぼ同様で、略円筒部には現像剤収納部は現像剤排出口を設け、内部に回転する撹拌部材を有する構成としたものが好ましく用いられてきた。

現像剤補給容器の場合でもプロセスカートリッジの現像剤収納部分の場合でも、内部の撹拌部材を駆動するために撹拌部材の少なくとも一方は容器のハウジングを貫通し、外部の駆動装置に連結するよう構成されている。撹拌部材の一般的な構成は、撹拌軸に撹拌翼を固定し、撹拌軸の一方の端部にカップリングギアを結合して成るものが好ましく用いられてきた。カップリングギア部は、容器の外部の駆動装置と撹拌軸とを仲介して駆動力を伝達し、攪拌軸と攪拌翼が一体的に回転駆動することで内部に収納された現像剤を画像形成装置本体に補給することが可能となる。

ここで、現像剤補給容器に収納された現像剤を画像形成装置本体中の現像器側に確実に補給するために、現像剤補給容器の排出口周縁部を弾性を有するシール部材等で密閉することが好ましく行われていた。これは現像剤補給容器の排出口と現像器側の受入れ口を一致させた時に現像剤が外部に飛散しないように密閉するためであり、適宜、シール部材を押圧していることが望ましい。

シール部材による密閉手段としては、特に現像剤の漏れ、飛散防止や操作性向上等で種々の提案がなされている。例えば、現像剤補給容器の回動により、現像剤排出口周縁部を現像剤受入口周縁部に徐々に接近するテーパ形状にして、現像剤排出時にシール部材の圧縮率を高くして密閉力を強くする方法がある（例えば、特許文献５参照）。又、現像剤補給容器、或は外部カバーを回動させた時に、シール部材と外部カバーの密着力が減少するように構成して、現像剤排出時にシール部材の圧縮率を低くして密閉力を弱くすることにより操作性を向上させる方法がある（例えば、特許文献６参照）。

特開昭６２−８６３８２号公報 特開昭６２−１７０９８７号公報 実公平３−５３２３２号公報 実開昭６３−１８８６６５号公報 特開平８−５４７８２号公報 特開平９−２８８３９４号公報

しかしながら、上記従来例においては、次のような問題点があった。

即ち、現像剤排出口の周縁部に設けられた弾性部材と現像剤収納容器又は外部カバーは、互いに摺動するための回動範囲が狭いために弾性部材の圧縮率の高低を短いストロークの中で急激に行う必要があり、弾性部材の圧縮率変化が不安定になっていた。このため、現像剤補給容器の装着時に著しいトルク変動を伴い、操作性が悪化する場合があった。このため、弾性部材の圧縮率変化は大きく設定することが困難であった。

又、現像剤排出口の周縁部に設けられた弾性部材と現像剤収納容器又は外部カバーは或る一定範囲内での往復運動のため、回動開始時と回動終了時の両端部で現像剤が拭き取れずにトナー飛散する可能性があった。特に、上記従来例では本体スペースの制約上回動範囲が狭いため、回動方向シール幅には限りがあり、弾性シール部材の厚みに対して十分なシール幅を確保することは難しくなっていた。これにより現像剤補給容器に収納された現像剤を画像形成装置本体中の現像器側に確実に補給することが困難な場合があった。このため、弾性部材の厚さは厚く設定することが困難であった。

又、現像剤収納容器内の現像剤を本体側に補給するためにユーザーがシャッタ開閉動作を行う必要があり、不用意な作業により、トナー飛散する可能性があった。

又、現像剤収納容器は内部に攪拌軸及び攪拌翼を組み込んだ構成であり、現像剤排出口はシャッタ部材、又はフィルム等のトナーシール部材で密閉する必要があった。このため、構成が複雑で部品費、組立費が高くなり、安価な現像剤補給容器を提供することができなかった。

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、トナー飛散がなく、安定した回転性能が得られ、現像剤を画像形成装置本体中の現像器側に確実に補給することができる高品質で信頼性の高い現像剤補給容器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、画像形成装置に補給するための現像剤を内部に収納し、前記現像剤を収納し、周面には現像剤を排出するための開口と、該開口周縁部には弾性シール部材と、端部には前記画像形成装置からの駆動を受ける駆動受け部と、が設けられた円筒状内筒と、該円筒状内筒とは回転自在に支持され、周面には現像剤を排出するための開口を有する円筒状外筒から成り、前記画像形成装置からの駆動により前記円筒状内筒が一方向に回転し、前記円筒状外筒の開口と連通した時に現像剤を排出するように構成された現像剤収納容器として、前記円筒状外筒の内周部と前記円筒状内筒の外周部には、現像剤の排出時とは逆に回転させると係合状態になり、現像剤の排出時と同じ方向に回転させると係合解除される係合部が双方に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、円筒状外筒の内周部と円筒状内筒の外周部には、現像剤の排出時とは逆に回転させると係合状態になり、現像剤の排出時と同じ方向に回転させると係合解除される係合部が双方に設けられているため、物流時、排出回転時の弾性シール部材の圧縮率をそれぞれ最適な状態で設定することができ、物流時には弾性シール部材の圧縮率が最も高い位置で保持、排出時には回転トルクの低減、弾性シール部材に掛かる負荷軽減が確実に行われる。このため、トナー飛散もなく、安定した回転性能が得られ、現像剤補給容器に収納された現像剤を画像形成装置本体中の現像器側に確実に補給することが可能となるため、高品質で信頼性の高い現像剤補給容器を得ることができる。

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。

＜実施の形態１＞
［複写機の全体構成］
図１は複写機の全体構成説明図であり、図２は現像装置の構成説明図である。

図１において、１は原稿読取装置であり、原稿台ガラス１ａに載置した原稿に対し、照明ランプ１ｂで光照射すると共に、ランプ１ｂ及び走査ミラー１ｃを走査し、原稿からの反射光を前記ミラー１ｃ及び反射ミラー１ｄ，１ｅ，１ｆ、更には合焦及び変倍機能を有するレンズ１ｇを介して像担持体である感光体ドラム２へ照射して静電潜像を形成する。

感光体ドラム２は表面に感光層を有し、メインモータ３によって画像形成動作に応じて図１の矢印方向へ回転可能である。この感光体ドラム２の周囲には、帯電装置４、現像装置５、転写装置６及びクリーニング装置７が配置してある。そして、回転する感光体ドラム２の表面を帯電装置４で一様に帯電すると共に、前記原稿読取装置１からの露光によって静電潜像を形成し、現像装置５で前記静電潜像に現像剤を転移させて現像剤像を形成する。前記現像装置５は、現像室５ａ内の現像剤を現像剤送り部材５ｂによって固定磁石を内蔵した現像スリーブ５ｃに送り出し、現像スリーブ５ｃを回転させると共に、現像ブレード５ｄによって摩擦帯電電荷を付与した現像剤層を現像スリーブ５ｃの表面に形成し、その現像剤を前記潜像に応じて感光体ドラム２へ転移させることによって現像剤像を形成して可視像化するものである。

一方、搬送装置８は、装置本体の下方に上下カセット８ａ１，８ａ２が装着してあり、それぞれのカセット８ａ１，８ａ２に収容した記録媒体９がピックアップローラ８ｂ１，８ｂ２によって１枚ずつレジストローラ対８ｃへ供給可能になっている。前記カセット８ａ１，８ａ２又は手差しトレイ８ｄから供給された記録媒体９は、前記感光体ドラム２による画像形成動作と同期して回転するレジストローラ対８ｃにより搬送され、転写装置６の位置で前述したように現像剤像が転写される。

そして、像転写後の記録媒体９を搬送ベルト８ｅにより、駆動ローラ１０ａ及びヒータを内蔵した加熱押圧ローラ１０ｂから成る定着装置１０へ搬送し、この定着装置１０で熱及び圧力を印加して転写像を定着し、排出ローラ対８ｆによって装置外へ排出する。

尚、本実施の形態に係る複写機は、原稿ガラス１ａの上部に原稿自動給送装置１１が装着してあり、複数枚の原稿を自動的に１枚毎に分離給送可能にしている。尚、この原稿自動給送装置１１の構成は、公知であるために具体的な説明は省略する。
［現像剤カートリッジ］
次に、現像剤補給容器Ｃの構成について説明する。

図２は現像装置、図３は現像剤補給容器を示す。

現像剤補給容器Ｃは、カートリッジ装着手段となる現像装置５のカートリッジ装着部５ｅに装着し、そのまま据え置いて現像剤を使い切るまで徐々に現像室５ａへ現像剤を補給する、所謂据え置き型（ビルトイン）のカートリッジである。現像剤補給容器Ｃは、現像装置５とは互いに着脱可能であることは勿論のこと、現像装置５も本体１と着脱可能となっており、メンテナンス性の向上、ランニングコスト低減を実現させている。
［現像剤補給容器］
図４に現像剤補給容器の各部品構成を、図５に内筒１４を、図６に外筒１２をそれぞれ示す。

図４に示すように、現像剤補給容器Ｃは、シャッタ部材を兼ねた外筒１２、現像剤補給容器を装脱着時に使用する把手１３、攪拌部材を兼ねた現像剤を収容する内筒１４、現像剤を充填後に封止する充填口キャップ１５及び本体からの回転駆動を受けるカップリング１６から成る。

以下に現像剤補給容器Ｃの基本構成である外筒１２と内筒１４及び弾性シール部材１７について更に詳しく説明する。

（内筒）
内筒１４は、円筒状部材であり、その長手方向に延びるスリット状の現像剤排出開口１４ａを設けている。円筒端部にはカップリング１６を有し、画像形成装置本体からの駆動を受ける駆動ギア受け部１６ａを形成有している。前記カップリング１６は、画像形成装置本体のカップリング（図示せず）と係合することで回転可能となっている。前記カップリング１６と対向する面には充填口を有し、現像剤を内部に充填して充填口キャップ１５で封止している。

前記内筒１４の軸線方向の内法長さとしては、約１６０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲で設定するのが好ましく、より好ましくは約１８０ｍｍ〜３３０ｍｍ、最も好ましくは約２００ｍｍ〜３１０ｍｍに設定するのが望ましい。

前記内筒１４の軸線方向の内法長さが１６０ｍｍよりも短いと、現像室内に供給された現像剤が現像スリーブ５ｃの長手方向端部に充分行き渡らず、白抜け等の画像不良を発生させ易くなる。一方、円筒の内法長さが４００ｍｍを超える場合には、容器挿入方向の現像装置５の長さが大きくなり、現像装置５をコンパクト化する上で好ましくない。尤も、前記長さは画像を記録する記録媒体９のサイズ（Ａ３，Ａ４，Ｂ４サイズ等）に応じて適宜変更することが好ましい。

又、内筒１４の内法直径としては、約２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲に設定するのが好ましく、より好ましくは約３０ｍｍ〜７０ｍｍ、最も好ましくは約５０ｍｍ〜６０ｍｍに設定するのが望ましい。

内筒１４の内法直径が２０ｍｍよりも小さい場合には、内筒内に充填された現像剤をほぐす能力、内筒１４内部から現像室に現像剤を搬出する能力が低下するために好ましくない。又、前記直径が１００ｍｍを超える場合には、内筒１４内部に充填された現像剤の攪拌時に内筒の回転トルクが大きくなるために好ましくない。

尚、本実施の形態の内筒１４は、その内法直径５３．４ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、円筒の軸線方向の内法長さ３１０ｍｍの円筒である。又、前記現像剤排出開口１４ａの長手方向長さは現像剤補給容器１２の長手方向長さより短く２９６ｍｍであり、短手方向長さは７ｍｍである。

又、弾性シール部材１７は、現像剤排出口１４ａの周縁部を囲繞して、内筒外周面１４ｂに固着されている。

ここで、図５に示すように、内筒外周面１４ｂには第１係合突起１４ｄが長手方向の両端部に設けられている。これは弾性シール部材１７と干渉しない構成としているためで、現像剤排出口１４ａを囲繞している弾性シール部材１７と干渉しない位置であれば長手方向及び周方向のどこに設けても構わない。

（外筒）
外筒１２は円筒状部材であり、その長手方向に延びるスリット状の現像剤排出口１２ａを設けている。軸線方向の内法長さとしては前記内筒１４と同様な寸法関係にすることが望ましいが、内部に組み込まれた内筒１４の現像剤排出開口１４ａを覆うことができればこの限りではない。因に、本実施の形態では内法直径が６０．４ｍｍの円筒である。

現像剤補給容器Ｃの装着時には画像形成装置本体に挿入した際の誤挿入防止と、カートリッジ装着部５ｅ内で回動規制するための本体係合突起１２ｅが円筒外周面上に設けてある。円筒端部にはユーザーが現像剤補給容器Ｃを画像形成装置本体に装着する際、外筒１２の現像剤排出口１２ａを所定の位置に回動して合わせるために把手部を有した把手１３が嵌合固定されている。前記把手１３と対向する駆動受け面側１２ｆは、前記外筒１２の内部に組み込む内筒１４のカップリング１６が本体と係合して回転できるように開放となっている。このとき、内筒１４が把手１３と対向する面に外れないように抜け止め（図示せず）を設けてある。

ここで、図６に示すように、外筒内周面１２ｃには第２係合突起１２ｄが長手方向の両端部に設けてある。これは内筒１４の現像剤排出口１４ａの周縁部を囲繞して、内筒外周面１４ｂに固着されている弾性シール部材１７と干渉しない構成としているためで、弾性シール部材１７と干渉しない位置で、第１係合突起１４ｄと係合する位置であれば長手方向及び周方向のどこに設けても構わない。

（弾性シール部材）
図７は外筒１２に内筒１４が組み込まれた状態を示す。内筒１４の外径は外筒１２の内径よりも小さくしているため、双方の間に隙間Ｇａが生じるように設定している。次に、図８では弾性シール部材１７が内筒１４に固着された状態を、
図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図８（ｃ）は図８（ｂ）に外筒１２を組み込んだ時の弾性シール部材の状態を示す。

弾性シール部材１７は図８のように現像剤排出口１４ａの周縁部を囲繞して、内筒外周面１４ｂに固着されている。そのため、図８（ｃ）のように内筒１４は外筒１２の内部に組み込むことで内筒外周面１４ｂと外筒内周面１２ｃの壁からの規制によって弾性シール部材１７が潰される状態となる。このときの弾性シール部材の潰し量は、内筒外周面１４ｂと外筒内周面１２ｃの壁との隙間Ｇａで決まり、図５及び図６のような第１係合突起１４ｄと第２係合突起１２ｄで係合、又は解除することにより外筒１２に対して内筒１４を片寄せして前記隙間Ｇａを適切に制御し、圧縮率を変える構成となっている。

ここで、弾性シール部材の圧縮率は図８（ｂ）の無負荷状態であるシール厚さＴ１と、図８（ｃ）の内筒外周面１４ｂと外筒内周面１２ｃの壁からの規制により弾性変形した状態であるシール厚さＴ２で以下の（１），（２）式で表される。又、（１），（２）式から（３）式を導くことができる。

Ｐ＝（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１×１００ …（１）
Ｔ２＝Ｇａ …（２）
Ｐ：圧縮率（％）
Ｔ１：シール部材の無負荷状態のシール厚さ（ｍｍ）
Ｔ２：シール部材の弾性変形後のシール厚さ（ｍｍ）
Ｇａ：内筒外周面１４ｂと外筒内周面１２ｃの壁との隙間（ｍｍ）
Ｐ＝（Ｔ１−Ｇａ）／Ｔ１×１００ …（３）
即ち、シール部材の弾性変形後のシール厚さＴ２は、内筒外周面１４ｂと外筒内周面１２ｃの壁との隙間Ｇａと等しいため、圧縮率Ｐは（３）式のように隙間Ｇａを変化させることにより変えることができる。

前記シール部材１７としては弾性を有する材質が好ましく、ポリエチレン、ポリウレタン等の発泡体、ゴム、スポンジ等が利用できるが、発泡ウレタンが特に好ましい。発泡ウレタンは、適度な弾性を有し、耐久性に優れ、摺動性も比較的良くて回転トルクを低くでき、しかも低コストである。発泡ウレタンの圧縮率は高い場合、密閉性は得易くなるが、回転トルクが高くなり易い。従って、シール部材１７の圧縮率を高くして使用する場合には、表面の摺動抵抗の低いものを選定し、回転トルクを低く抑える必要がある。

又、高い圧縮率で弾性シール部材を使用する時は、前記のような寸法精度のバラツキや表面粗さは吸収し易く密閉性は得易いが、長期間圧縮された状態が続くと永久圧縮歪みが生じて密閉性はむしろ悪くなることがある。特に、圧縮率が８０％を超えると発泡ウレタンの特徴である微細な気泡構造が潰れてしまい、この状態が長期に亘って続くと、本来の弾性力又は復元力が得られなくなるため、密閉性が損なわれる。

一方、圧縮率が低過ぎると、密閉性を長期に亘って維持するのが難しくなるという問題がある。内筒、外筒は熱可塑性樹脂を射出成型して成るため、これらのシール部材１７への当接部には微細な凹凸が生じる可能性がある。シール部材１７の圧縮率が低いとこれらを吸収して密閉性を確保するのが難しくなる。特に、圧縮率が５％未満では発泡ウレタンの反発力が低く、物流時に外部から受ける振動、衝撃に対して密着性が悪くなり、密閉性が損なわれることがある。

以上のような事情から、シール部材１７の材質としては発泡ウレタンであって、前記シール部材１７の圧縮率は５〜８０％で圧縮するのが好ましく、より好ましくは１０〜７０％、更に好ましくは１５〜６５％圧縮させることが望ましい。特に、本実施の形態のような物流時と排出回転時でシール部材１７の圧縮率を変化させる構成では、それぞれ最適な圧縮率で使用することが望ましく、物流時には密閉性向上のために圧縮率を高めに、排出回転時には摺動性向上のため圧縮率を低くめに設定することが望ましい。

本実施の形態では、シール部材１７は厚さＴ＝４．０ｍｍ、回転方向の片側シール幅Ｗ＝５．０ｍｍで密度０．２ｇ／ｃｍ³の発泡ウレタンを用いており、弾性変形後のシール厚さＴ２を１．４ｍｍ（圧縮率６５％）〜３．４ｍｍ（圧縮率１５％）に制御して用いている。因に、このときの外筒内周面１２ｃと内筒外周面１４ｂの隙間Ｇａ（外筒１２の内径６０．４ｍｍ、内筒１４の外径５５ｍｍ）は、物流時で隙間Ｇａが１．４ｍｍ（圧縮率６５％）、排出回転時で隙間Ｇａが３．４ｍｍ（圧縮率１５％）となるように第１係合突起１４ｄの係合高さ、第２係合突起１２ｄの係合高さを設定している。
［弾性シール部材の回転構成］
次に、本構成の特徴である外筒内周面１２ｃに設けられた第１係合突起１２ｄと内筒外周面１４ｂに設けられた第２係合突起１４ｄの構成について図９及び図１０を用いて更に詳しく説明する。

（物流時）
図９は物流時でシール部材の圧縮率が大の時を示す模式図である。

第２係合突起１２ｄは、逆回転（ＣＣＷ）方向で周方向に沿って徐々に係合突起の高さ１４ｄｈが高くなる形状となっている。工場組立時は内筒１４を外筒１２の内部に組み込む際、挿入方向に付勢しながら、逆回転（ＣＣＷ）することにより、内筒１４の第１係合突起１４ｄが第２係合突起１２ｄの凸部に徐々に乗り上げて互いに係合するようになる。このとき、内筒１４は、第２係合突起１２ｄによる径方向からの規制を徐々に受け、最終的にズレ量Ｙだけ対向面側へ移動する。前記対向面側には弾性シール部材１７を有しているので、内筒１４、外筒１２の径方向の隙間Ｇａは小さくなり、弾性シール部材１７は潰されて圧縮率が高くなる。尚、圧縮率の設定は第２係合突起１２ｄの係合高さ１２ｄｈ、第１係合突起１４ｄの係合高さ１４ｄｈをそれぞれ設定すれば良く、本実施の形態では、Ｈ１＝４ｍｍとなるように第２係合突起１２ｄの係合高さ１２ｄｈ、第１係合突起１４ｄの係合高さ１４ｄｈを設定している。このことにより、弾性シール部材の圧縮率を最大で６５％まで高めることが可能となる。よって、物流時の密閉性能を最大限に引き出すことができる。

尚、第１係合突起１４ｄは、内筒外周面１４ｂの現像剤排出口１４ａと対向する面に設けてあれば物流時の密閉性能を最大限に引き出すため尚良い。

（排出回転時）
図１０は排出回転時でシール部材の圧縮率が小の時を示す模式断面図である。

本構成では、現像剤を収納した内筒１４と外筒１２が相対回転可能となっており、内筒回転により内筒の現像剤排出口１４ａと外筒の現像剤排出口１２ａとが一致した時に現像剤が現像剤補給容器Ｃの内部から画像形成装置側に補給される。

ここで、図９に示した現像剤補給容器を本体に装着して、本体側からの回転駆動により排出回転方向である正回転（ＣＷ）方向に内筒１４が駆動を受けると、第１係合突起１４ｄと第２係合突起１２ｄは互いに係合解除されるようになる。このとき、内筒１４は、第２係合突起１２ｄによる径方向からの規制を解かれ、最終的にズレ量Ｙだけ内筒１４全体が対向面側が外筒１２の現像剤排出口１２ａ側に移動する。前記対向面側にはこのため弾性シール部材１７側を有しているため、側の内筒１４、と外筒１２の径方向の隙間Ｇａは大きくなり、弾性シール部材１７の潰し量が低減され圧縮率が低くなる。本実施の形態では、このことにより、弾性シール部材の圧縮率を１５％まで低減するよう設定した。よって、排出回転時の摺動性能を最大限に引き出すことができる。

次に、排出回転中では本体側のメインモータが正回転（ＣＷ）をすることにより内筒１４が本体のカップリングとは反対の軸線方向（図３のＢ方向）に移動可能な構成について説明する。

図１１（ａ）は図６の第２係合突起の部分拡大図で外筒内周面１２ｃに設けた第２係合突起１２ｄの形状を、図１１（ｂ）は図５の第１係合突起の部分拡大図で内筒外周面１４ｂに設けた第１係合突起１４ｄの形状を示す。第２係合突起１２ｄは、内筒１４の逆回転（ＣＣＷ）方向に向かって尖った先端１２ｄ１を有し、傾斜面１２ｄ２は回転軸線方向の垂直線に対して角度θ傾いた面を有している。又、第１係合突起１４ｄは、内筒１４の正回転（ＣＷ）方向に向かって尖った先端１４ｄ１を有し、傾斜面１４ｄ２は回転軸線方向の垂直線に対して同じく角度θ傾いた面を有している。

図１２に内筒１４が回転軸線方向に移動する時の模式図を示す。

図１２（ａ）は物流時の状態で第２係合突起１２ｄと第１係合突起１４ｄとが互いに係合している状態を示している。内筒１４が正回転（ＣＷ）方向に回転すると、図１２（ｂ）のように係合解除されて弾性シール部材の圧縮率が低減し、更に１回転進むと図１２（ｃ）のように互いの傾斜面１２ｄ２，１４ｄ２が当接する。このとき、内筒側の第１係合突起１４ｄは正回転（ＣＷ）方向に進もうとするが、外筒側の第２係合突起１２ｄは本体側に固定されているため、内筒１４が回転軸線方向であるＢ方向に移動可能となる。それ以降の排出回転は、図１２（ｄ）のように、常に正回転（ＣＷ）方向であるため、回転方向が逆転しない限り、再び第２係合突起１２ｄと第１係合突起１４ｄの係合が行われることはない。

（再係合時）
図１３は外筒１２の第２係合突起１２ｄと内筒１４の第１係合突起１４ｄが再び係合する時の模式図を示す。

図１３（ａ）は排出回転時とは逆方向に回転をした状態を示す。この状態では未だ第１係合突起１４ｄは第２係合突起１２ｄとは係合していない。ここで、図１４（ａ）及び（ｂ）のような本体からの引張り手段５２又は付勢手段５３により、内筒１４が軸方向の力を得るとＡ方向への移動が可能となるため、図１３（ｂ）の状態にすることができる。

図１４（ａ）は本体側カップリング５１の中央に本体側引張り手段５２として球状の凸状突起を有している。このため、現像剤補給容器Ｃは本体に装着後、本体側からカップリング５１が軸方向へ移動して引張り手段５２はカップリング１６に圧入される。排出回転時はこのまま一方向への回転を続けるが、再係合時には逆回転しながら軸方向へ移動する。この状態で更に逆回転すると図１３（ｃ）のように係合開始状態となり、第１係合突起１４ｄは第２係合突起１２ｄに徐々に乗り上げて図１３（ｄ）のように再係合が終了し、工場組立時と同等レベルの物流時の状態になる。よって、物流時の密閉性能を最大限に引き出すことができる。本体側引張り手段５２は再係合が完了後、軸方向に退避し、内筒１４が外筒１２の抜け止め（図示せず）に当接して圧入が外れることで開放される。

図１４（ｂ）は把手１３の内側にコイル状の付勢手段５３を設けた例である。本例では内筒１４全体は常にＡ方向へ付勢されているので排出回転時とは逆方向に回転することで容易に再係合することができる。
［現像剤補給容器の交換方法］
次に、現像剤補給容器の交換方法を図１〜図３に基づいて説明する。

（装着時）
現像剤補給容器Ｃは物流時の現像剤の漏れ・飛散が起こらないようにシール部材１７で密閉された状態で梱包されてユーザー先へ届けられる。ユーザーは、開梱後、使用済みの現像剤補給容器Ｃ１を本体から取り外し、新品の現像剤補給容器Ｃ２と交換する。このとき、ユーザーは本体係合突起１２ｅと係合するガイド部（図示せず）に沿って回転軸線方向に突き当たるまで挿入をする。この動作によりカップリング１６は画像形成装置本体のカップリング（図示せず）と係合することで回転可能となっている。このとき、外筒の現像剤排出口１２ａは、現像剤収容部５ａ側の開口部と外筒の現像剤排出開口１２ａが一致している状態となっており、本体係合突起１２ｅにより外筒１２のは回転方向回転不可に規制される。

ここで、本体側のメインモータが正回転（ＣＷ）方向に回転駆動をすると、本体からの回転駆動を受けて内筒１４が正回転（ＣＷ）方向に回転しながら軸方向に移動することができ、排出回転時の構成である弾性シール部材１７の圧縮率を低減して、現像剤を本体へ 供給することが可能となる。

（脱着時）
次に、現像剤補給容器の取り外しについて述べる。

現像剤補給容器内部の現像剤が無くなると、本体側に備えた残量検知機構により、現像剤補給容器の交換のメッセージが表示される。これとほぼ同時に本体側の回転検知機構により、内筒の現像剤排出開口１４ａは外筒の現像剤排出開口１２ａとは双方の開口部が一致しないように位相をずらして位置決めできるため、外筒１２により内筒の現像剤排出口１４ａは封止されるので現像剤の飛散は軽減できる。このため、ユーザーは現像剤補給容器を本体から取り出す作業のみとなる。

又、本体側から現像剤収納容器の交換のメッセージ（信号）が出力されると、本体側のメインモータが逆回転（ＣＣＷ）をすることにより内筒１４が回転軸線方向に移動可能な構成となっているので、工場組立時と同様に第２係合突起１２ｄと第１係合突起１４ｄは再度、係合することができ、物流時の密閉状態にすることが可能となる。よって、物流時の構成である弾性シール部材１７の圧縮率を高くして、密閉することが可能となる。

尚、内筒移動手段は、例えば図１４（ａ）で本体側のカップリングと現像剤補給容器側のカップリング１６が逆回転（ＣＣＷ）方向に噛合うことで回転軸線方向であるＡ方向に引っ張る構成や、図１４（ｂ）のように本体側からの付勢手段５３により、内筒１４を回転軸線方向であるＡ方向に押圧する構成等があるが、内筒１４が移動する構成であればどのような構成であっても構わない。又、第２係合突起１２ｄの高さは内外筒の隙間Ｇａとシール部材１７の厚さＴ等によって適宜選択されるが、弾性シール部材としての密閉性能、摺動性能等を満足する範囲内であれば幾つに設定しても構わない。

又、本実施の形態の回転方向は物流時の状態にするための逆回転は反時計回り（ＣＣＷ）、排出回転時の正回転時は時計回り（ＣＷ）としているが、本体構成により、画像品質上問題がなければ、回転方向は物流時の逆回転は時計回り（ＣＷ）、排出回転時の正回転時は反時計回り（ＣＣＷ）としても良い。

又、本実施の形態では、第１係合突起と第２係合突起の形状を、図１５（ａ）の三角ねじ、図１５（ｂ）の丸ねじ、図１５（ｃ）の台形ねじのように第２係合突起をめねじ、第１係合突起をおねじとした場合でも、同様の効果が得られればこの限りではない。この場合、実施の形態ではねじの螺旋の長さは円周上の幾つに設定しても構わず、１／４巻にしているが、本実施の形態の効果が得られれば１／２巻でも1 巻きでも構わない。又、より確実に再係合するために、２条ねじ又は多条ねじにしても構わない。

又、本実施の形態では、部品点数を削減するため、内筒内部に攪拌部材を使用せず、現像剤排出口を下方にして現像剤が自重落下できる構成としているが、本実施の形態のようにシールの圧縮率を変化させることができれば、現像剤排出口が横向きとなっていても同様の効果が得られるのは言うまでもない。

以上のことから、シール部材１７の圧縮率が適宜変化する構成になっているため、物流時、排出回転時の弾性シール部材の圧縮率をそれぞれ最適な状態に設定することができ、物流時には弾性シール部材の圧縮率が最も高い位置で保持、回転時には回転トルクの低減、弾性シール部材の負荷軽減が確実に行われる。

又、ユーザーが現像剤補給容器を装着後にシャッタ開閉動作を行う必要がないため、操作ステップを簡易にでき、現像剤による飛散も防ぐことができ、ユーザビリティ向上を図ることができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明をする。

本実施の形態は実施の形態１の第１係合突起と第２係合突起の係合位置を現像剤排出開口の長手方向中央部にも設けている点が異なり、その他の同一機能を有する部分は同一符号にて示す。図１５及び図１６に本実施の形態の内筒と外筒の模式断面図を示す。

外筒内周面１２ｂには第２係合突起１２ｄが長手方向の両端部と中央部で、周方向では現像剤排出口１２ａ側に設けてある。又、内筒外周面１４ｂには、第１係合突起１４ｄが長手方向で両端部と中央部の第２係合突起と係合可能な位置で、周方向では現像剤排出開口１４ａとは略反対側に設けてある。

本構成によれば、実施の形態１と同様な効果が得られることは言うまでもない。即ち、物流時は内筒１４が逆回転（ＣＣＷ）することにより、内外筒に設けられた第２係合突起１２ｄと第１係合突起１４ｄとが係合することによって弾性シール部材１７を押圧することができるため、圧縮率が高くなり、物流時の密閉性能を最大限に引き出すことができる。排出回転時は内筒が正回転（ＣＷ）することにより、内外筒に設けられた第２係合突起１２ｄと第１係合突起１４ｄとが係合解除することによって弾性シール部材を軽減に掛かる圧力を低減することができるため、圧縮率が低くなり、排出回転時の摺動性能を最大限に引き出すことができる。このため、物流時と排出回転時の相反する密閉、摺動性能を両立させることができる。

更に、第２係合突起１２ｄと第１係合突起１４ｄを長手方向の中央部にも設けているので、両端のみならず、中央部でも、弾性シール部材１７を押圧することができるため、中央部での弾性シール部材の圧縮率低下がなく、物流時の密閉性能を最大限に引き出すことができる。特に、内外筒の肉厚が薄肉化したときに顕著である。

尚、本実施の形態では、第２係合突起１２ｄと第１係合突起１４ｄを長手方向の３箇所で設けているが、現像剤排出開口を分割した構成で現像剤排出口１４ａを囲繞している弾性シール部材１７と干渉しない位置であれば幾つ設けても構わない。

以上のことから、シール部材１７の圧縮率を長手方向全域で適宜変化する構成になっているため、回転時、排出時の弾性シール部材の圧縮率をそれぞれ最適な状態に設定することができ、現像剤の排出時にはシール部材の圧縮率が最も高い位置で保持、回転時には回転トルクの低減及び弾性シール部材の負荷軽減が確実に行われる。

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現像剤を補給するための現像剤補給容器に対して適用可能である。

複写機の全体構成説明図である。 現像装置の構成説明図である。 現像剤カートリッジの斜視説明図である。 現像剤カートリッジの部品分解説明図である。 （ａ）は内筒の斜視図、（ｂ）は内筒の係合突起の拡大図である。 （ａ）は外筒の斜視図、（ｂ）は外筒の係合突起の拡大図である。 内外筒の隙間 （ａ）は弾性シール部材の斜視図、（ｂ）は無負荷状態の弾性シール部の詳細図、（ｃ）は弾性変形後の弾性シール部材の詳細図である。 内筒回転の模式断面図（物流時）である。 内筒回転の模式断面図（排出回転時）である。 （ａ）は第２係合突起の形状を示す図、（ｂ）は第１係合突起の形状を示す図である。 係合突起による軸方向への移動（係合解除時）を示す図である。 係合突起による軸方向への移動（再係合時）を示す図である。 （ａ）は再係合時の引張り手段を示す斜視図、（ｂ）は再係合時の付勢手段を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｂ）は係合部をねじとした場合の係合状態を示すの模式図である。 本発明の実施の形態２に係る内筒の斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る外筒の斜視図である。

符号の説明

Ｃ 現像剤補給容器
１ 原稿読取装置
１ａ 原稿台ガラス
１ｂ 照明ランプ
１ｃ〜１ｆ ミラー
１ｇ レンズ
２ 感光体ドラム
３ メインモータ
４ 帯電装置
５ 現像装置
５ａ 現像剤収容部
５ｂ 現像剤送り部材
５ｃ 現像スリーブ
５ｄ 現像ブレード
５ｅ カートリッジ装着部
５ｆ 開口部
６ 転写装置
６ａ 転写帯電器
６ｂ 分離帯電器
７ クリーニング手段
７ａ クリーニングブレード
７ｂ 回収現像剤溜め
８ 搬送装置
８ａ１，８ａ２ カセット
８ｂ１，８ｂ２ ピックアップローラ
８ｃ レジストローラ
８ｄ 手差しトレイ
８ｅ 搬送ベルト
８ｆ 排出ローラ
９ 記録媒体
１０ 定着装置
１０ａ 駆動ローラ
１０ｂ 加熱押圧ローラ
１１ 原稿自動給送装置
１２ 外筒
１２ａ 現像剤排出口
１２ｃ 外筒内周面
１２ｄ 第２係合突起
１２ｅ 本体係合突起
１２ｆ 駆動受け面側
１２ｄ１ 先端
１２ｄ２ 傾斜面
１２ｄｈ 係合高さ
１２ｐ 外筒中心
１３ 把手
１４ 内筒
１４ａ 現像剤排出口
１４ｂ 内筒外周面
１４ｄ 第１係合突起
１４ｄ１ 先端
１４ｄ２ 傾斜面
１４ｄｈ 係合高さ
１４ｐ 内筒中心
１５ 充填口キャップ
１６ カップリング
１６ａ 駆動受け部
１７ シール部材
５１ 本体カップリング
５２ 本体側引張り手段
５３ 本体側付勢手段
Ｙ ズレ量
Ｔ シール厚さ
Ｔ１ 無不可状態でのシール厚さ
Ｔ２ 弾性変形状態のシール厚さ
Ｗ シール幅
Ｇａ 隙間

Claims (5)

1. 画像形成装置に補給するための現像剤を内部に収納し、前記現像剤を収納し、周面には現像剤を排出するための開口と、該開口周縁部には弾性シール部材と、端部には前記画像形成装置からの駆動を受ける駆動受け部と、が設けられた円筒状内筒と、該円筒状内筒とは回転自在に支持され、周面には現像剤を排出するための開口を有する円筒状外筒から成り、前記画像形成装置からの駆動により前記円筒状内筒が一方向に回転し、前記円筒状外筒の開口と連通した時に現像剤を排出するように構成された現像剤収納容器であって、
   前記円筒状外筒の内周部と前記円筒状内筒の外周部には、現像剤の排出時とは逆に回転させると係合状態になり、現像剤の排出時と同じ方向に回転させると係合解除される係合部が双方に設けられていることを特徴とする現像剤補給容器。
2. 前記円筒状外筒と前記円筒状内筒は第１係合部と第２係合部の係合又は係合解除により、回転軸線方向へ移動可能になっていることを特徴とする請求項１記載の現像剤補給容器。
3. 前記第１係合部と前記第２係合部は、前記円筒状外筒と前記円筒状内筒の開口側の長手方向端部で前記弾性シール部材とは干渉しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の現像剤補給容器。
4. 前記第２係合突起は、内筒外周面の現像排出開口と対向する面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の現像剤補給容器。
5. 前記円筒状内筒の端部には開封後に現像剤の排出時とは逆に回転させると再係合できるように、軸方向からの付勢を受けていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の現像剤補給容器。

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