JP2009020302A - 現像剤補給容器 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ等の装置を設置しなくても現像剤のブロッキングを崩し、初期から安定して現像剤を補給することができる現像剤補給容器を提供する。
【解決手段】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において、変形可能な材質で構成されるとともに、変形により容積が減少可能に構成され、現像剤を収容するための第１容器10と、変形可能な材質で構成されるとともに、変形により容積が減少可能に構成され、気体を収容する第２容器11と、前記第１容器10と前記第２容器11を封止するキャップ12と、を有し、前記第１容器10と前記第２容器11が開封された状態で、前記第１容器10及び前記第２容器11の変形により、前記第１容器10内の現像剤が排出されるとともに、前記第２容器11内の気体が排出される現像剤に吹き付けられることを特徴とする。
【選択図】図１２

Description

本発明は電子写真画像形成装置に現像剤を補給するために装置本体に着脱可能なの現像剤補給容器及び現像剤補給装置に関する。ここで、電子写真画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ等がある。

電子写真複写機や、レーザビームプリンタ等の電子写真画像形成装置は、一様に帯電させた感光体ドラムに選択的な露光を行う。そして静電潜像を形成する。次に、その静電潜像を現像剤で現像して像を形成する。その後該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、現像剤がなくなる度に現像剤を補給しなければならない。

ここで画像形成装置に現像剤を補給するための現像剤容器としては、補給型容器と、据え置き型容器とに大別される。補給型容器は、収納した現像剤を画像形成装置本体の現像剤受け入れ容器に一度に全量補給するための容器である。一方、据え置き型容器は、画像形成装置本体に容器を装着後、そのまま該容器を据え置き、現像剤を使い切るまで徐々に現像装置に現像剤を補給するための容器である。

近年、現像剤容器は据え置き型が使用される傾向にある。この据え置き型容器は、現像装置に徐々に現像剤を補給させるため、現像剤を補給するための補給口と、以下に示す種々の現像剤補給構成が設けられている。

(1)例えば、前記容器内に撹拌部材を設け、画像形成装置本体側の駆動を受け、前記撹拌部材を回転させることで、現像剤を現像装置に補給する構成がある。

(2)また、別の構成としては、前記現像剤容器内部に直線状又は螺旋状の突起を一体的に設け、画像形成装置本体側の駆動を受け、前記現像剤容器自体を回転させることで現像剤を現像装置へ補給する構成が提案されている。

(3)また別の構成としては、画像形成装置本体側に粉体搬送ポンプを有し、本体側からのエアの吸引にて容器内の現像剤を任意の補給箇所へ搬送する構成が提案されている（特許文献１）。

上記(1)(2)の現像剤補給構成は、主にプラスチックなどの樹脂などからなる剛体容器において採用され、(3)の現像剤補給構成はフレキシブルな樹脂などの材料から成る減容可能な軟体容器において用いられることが多い。

さて、ここで現像剤はその特性上、例えば高温高湿等の特殊環境下で保管された場合、または長距離物流された場合において嵩密度が急激に増加することがある。こうした履歴を負った現像剤を収容する現像剤容器を本体に設置した際、補給口付近で現像剤のブロッキングが起こっているため、現像剤補給開始時に所望の量の現像剤を補給できないという不具合が発生することがある。あるいは全く現像剤が補給されないという不具合が発生することが容易に想像できる。

上記不具合に対して、前記(1)の現像剤補給構成を有する現像剤容器においては、撹拌部材を回転させ、補給口付近の現像剤のブロッキングを崩すため、現像剤を補給することが可能である。しかしながら、現像剤のブロッキングを崩すためには撹拌部材の駆動力が大きくなり、駆動源を有する画像形成装置本体にかかる負荷が大きくなる。

また、撹拌部材が現像剤のブロッキングを崩す力よりも撹拌部材の強度を大きくしなければならない。このため、撹拌部材の材料コストの増加や、設計の自由度が低くなるおそれがある。

前記(2)の現像剤補給構成を有する現像剤容器においては、容器自体を回転させることで現像剤のブロッキングを崩し、現像剤を補給することが可能である。これは、前記(1)の構成のように内部に撹拌部材が設けられていないため、画像形成装置本体への負荷が大きくなるという点は解決される。しかし、容器を回転させるためには容器が円筒状ないし、それに近い形状である必要がある。

これに対して前記(3)の現像剤補給構成を有する現像剤容器においては、画像形成装置本体内の粉体搬送ポンプより、補給口へエアを供給し、内部の現像剤とエアの混合体を吸引し、現像剤を補給する構成である。このため、補給口付近の現像剤ブロッキングを解消し、滞りなく現像剤を補給することが可能である。また、小さな開口でも、エアを使用することによって確実に現像剤を補給することが可能であると考えられる。

特開平１０−３２３９４９

しかしながら、前記(3)の現像剤補給構成は、画像形成装置本体に粉体供給ポンプを設ける必要があり、装置の複雑化を招き、また装置本体へ前記粉体供給ポンプを設置するためのスペースを確保しなければならない。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で現像剤のブロッキングを崩し、初期から安定して現像剤を補給する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ものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、電子写真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において、変形可能な材質で構成されるとともに、変形により容積が減少可能に構成され、現像剤を収容するための第１容器と、変形可能な材質で構成されるとともに、変形により容積が減少可能に構成され、気体を収容する第２容器と、前記第１容器と前記第２容器を封止するキャップと、を有し、前記第１容器と前記第２容器が開封された状態で、前記第１容器及び前記第２容器の変形により、前記第１容器内の現像剤が排出されるとともに、前記第２容器内の気体が排出される現像剤に吹き付けられることを特徴とする。

本発明にあっては、第１容器及び第２容器を変形させて第１容器から現像剤を排出するときに、第２容器から気体が吹き付けられる。これにより、簡単な構成で現像剤のブロッキングが崩され、現像剤が初期から安定して補給されるようになる。

次に本発明の一実施形態に係る現像剤補給容器について、図面を参照して具体的に説明する。

［電子写真画像形成装置］
まず、図１を参照して本実施形態の現像剤補給容器により現像剤を補給する電子写真画像形成装置の構成について画像形成動作とともに概略説明する。なお、図１は電子写真画像形成装置の模式説明図である。

本実施形態の電子写真画像形成装置Ａは、像担持体である回転可能なドラム形状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という）１の周囲に、帯電ローラ２、現像装置３、クリーニング手段４が配設されている。画像形成に際しては、帯電ローラ２への帯電バイアス印加により矢印方向に回転する感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。この感光体ドラム１に対して露光手段（図示せず）から画信号に応じた光照射を行うことで、静電像を形成し、この静電像を現像装置３によって現像する。

現像装置３は現像剤収容部３ａ内に撹拌搬送ローラ３ｂ、現像ローラ３ｃが回転可能に設けられている。現像に際しては、現像ローラ３ｃと感光体ドラム１間に現像バイアスを印加することで、現像ローラ３ｃに担持された現像剤を感光体ドラム１に転移させて静電像を可視像化する。

上記画像形成動作と同期してシート搬送手段（図示せず）によってシートを感光体ドラム１と転写ローラ５とのニップ部へと搬送する。そして、転写ローラ５へ転写バイアスを印加することで前記感光体ドラム１上の現像剤像をシートへ転写し、そのシートを定着部（図示せず）へ搬送して現像剤像を加熱定着した後、装置外へと排出する。

一方、シートへ現像剤像を転写した後の感光体ドラムに残留した現像剤は、クリーニング手段４によって除去される。

［現像剤補給容器］
本実施形態の現像装置３の上部には現像剤補給容器Ｂが着脱可能に装着されている。そして、現像装置３内の現像剤が減少すると、現像剤補給容器Ｂから現像剤を補給するように構成されている。次に現像剤補給容器Ｂについて説明する。

図２は現像剤補給容器Ｂの断面説明図であり、図３は現像剤補給容器Ｂの斜視説明図である。本実施形態の現像剤補給容器Ｂは、図２に示すように、現像剤補給容器Ｂの内層を形成する第１容器10と、現像剤補給容器Ｂの外層を形成する第２容器11と、第１容器10と第２容器11とを封止するキャップ12とで構成されている。

（第１容器及び第２容器）
第１容器10は容器内に現像剤を収容するための現像剤収容部10ａと、現像剤を排出するための排出部10ｂとで構成されている。現像剤収容部10ａは変形可能な材質で構成されるとともに、変形により容積が減少可能な袋状に構成されている。そして、現像剤収容部10ａの下部は排出部10ｂに向かって径が徐々に小さくなる漏斗状であり、その下端に排出部10ｂが形成されている。

第２容器11も第１容器と同様である。すなわち、容器内に気体としてのエア（空気）を収容したエア収容部11ａと、エアを吹き付けるための吹付部11ｂとで構成されている。そして、エア収容部11ａは変形可能な材質で構成されるとともに、変形により容積が減少可能な袋状に構成されている。そして、エア収容部11ａの下部は吹付部11ｂに向かって径が徐々に小さくなり、その下端に吹付部11ｂが形成されている。

現像剤補給容器Ｂは、第１容器10が第２容器11の内部にあり、キャップ12を介して一体形成された二重構造の容器として構成され、両容器10，11との間にエア層が形成されている。

（キャップ）
前記第１容器10と第２容器11とを一体化するキャップ12は、図４乃至図６に示すように構成されている。なお、図４はキャップの全体構成を示し、(a)は斜視図であり、(b)は平面説明図である。また、図５は内キャップの構成を示し、(a)は部品分解図であり、(b)は組み立てた状態の斜視説明図である。また、図６は外キャップの構成を示し、(a)は斜視図であり、(b)は平面説明図である。

本実施形態のキャップ12は、図４(a)、(b)に示すように、外キャップ13の内部に内キャップを嵌合して構成されている。そして、内キャップは、図５(a)に示すように、第１内キャップ14と第２内キャップ15とを一体化して構成されている。

第１内キャップ14は、図５(a)に示すように、周囲に鍔部14ａが起立形成された現像剤排出口14ｂが形成されている。この現像剤排出口14ｂは鍔部上部は長円形をしているが、下部では円形となる貫通孔であり、上部から下部に向けてテーパガイド部14ｃが形成されている。

また、現像剤排出口14ｂと並んでエア供給口14ｄが貫通形成されている。さらに、周囲には嵌合鍔部14ｅが形成されている。

第２内キャップ15は、図５(a)に示すように、第１内キャップ14の現像剤排出口14ｂと連通する円形の現像剤排出口15ａが形成されている。また、現像剤排出口15ａを囲うように壁部15ｂが形成され、この壁部15ｂによって現像剤排出口15ａと連通するエア通路15ｃが形成されている。また、第２内キャップ15の外周２箇所には係止ボス15ｄが突出形成されている。

内キャップの組み立ては、図５(b)に示すように、第１内キャップ14と第２内キャップ15とを密着するように結合する。このとき、第１内キャップ14と第２内キャップ15との間からエアが漏れないように、図５(a)に示すＯリング状のシール部材16を介在させて第１内キャップ14と第２内キャップ15とを接着等により結合する。

これにより、第１内キャップ14及び第２内キャップ15の現像剤排出口14ｂ，15ａが連通し、またエア供給口14ｄとエア通路15ｃとが連通する。

外キャップ13は、図６(a)に示すように、周面の２箇所に固定ボス13ａが突出形成され、ている。また、外キャップ13の周面の２箇所には、上下方向に斜めに切り込まれたカム溝13ｂが形成されている。

さらに、外キャップ13の底面には、図６(b)に示すように、円形の排出口13ｃが貫通形成され、この排出口13ｃにかかるように、円弧形状のシール部13ｄが形成されている。

内キャップと外キャップ13の結合は、図４に示すように、第１内キャップ14と第２内キャップ15とを結合した内キャップを外キャップ13内に嵌入する。そして、第２内キャップ15の係止ボス15ｄを外キャップ13のカム溝13ｂに係合させることにより、キャップを組み立てる。

（第１容器、第２容器とキャップの結合）
次に前述した第１容器10と第２容器11をキャップ12と一体化して現像剤補給容器Ｂを組み立てる構成について、図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は第１容器10と第１内キャップ14とを結合する状態を示し、(a)は結合前の状態図であり、(b)は結合後の状態説明図である。また、図８は第２容器11と第１内キャップ14とを結合する状態を示し、(a)は結合前の状態図であり、(b)は結合後の状態説明図である。

組み立てに際しては、図７(a)に示すように、第１容器10と第２容器11とで内外２層に形成された容器のうち、第１容器10の排出部10ｂを第１内キャップ14の鍔部14ａに嵌め込み、超音波等で溶着密封する。図７(b)に示すように、溶着後の状態で第１容器10の内部の現像剤はキャップ12の現像剤排出口14ｂ、現像剤排出口15ａからしか排出されない構成となる。

また、図８(a)に示すように、第２容器11の吹付部11ｂを、第１内キャップ14の嵌合鍔部14ｅに嵌め込み、超音波等で溶着密封する。図８(b) に示すように、溶着後の状態では第２容器内部のエアはキャップ12のエア供給口14ｄ、エア通路15ｃからしか通流しない構成となる。

なお、第１容器10、第２容器11とキャップ12の溶着は、超音波以外でも熱やレーザを用いた溶着密封であってもよい。

その後、前述したように外キャップ13を組み付けることにより、第１容器10、第２容器11、キャップ12とが一体となった現像剤補給容器を組み立てることができる。

ここで、上記組み立てられた現像剤補給容器Ｂにおいて、内キャップと外キャップの関係について説明する。

図４(a)に示すように、第２内キャップ15に設けられた係止ボス15ｄが外キャップ13に形成されたカム溝13ｂの下端部13ｂ1に位置するときは、現像剤排出口15ａは外キャップ13のシール部13ｄ（図６(b)参照）に密着している。このため、容器内部の現像剤は現像剤排出口15ａから漏れることはない。

一方、前記係止ボス15ｄが図４(a)の上端部13ｂ2に位置するときは、第２内キャップ15の現像剤排出口15ａは外キャップ13の排出口13ｃ（図６(b)参照）と一致する。このため、容器内の現像剤は現像剤排出口15ａから排出口13ｃを通って排出可能となる。

［現像剤の補給］
次に、図９乃至図12を参照して現像剤が充填された現像剤補給容器Ｂを画像形成装置Ａに装着し、現像装置３に現像剤を補給する現像剤補給装置の構成について説明する。

図９は現像剤補給容器Ｂを装置本体へ装着した状態を示す斜視説明図である。画像形成装置本体には現像剤補給容器Ｂのキャップ12が嵌合し得る嵌合部材20が回動可能に取り付けられている。この嵌合部材20が、現像剤補給容器Bの装着を行う装着部となる。この嵌合部材20はリング形状に構成され、内周面には現像剤補給容器Ｂのキャップ12に設けられた固定ボス13ａが係合し得る係合溝20ａが形成され、外周面にはギア部20ｂが形成されている。

また、画像形成装置本体には装着された現像剤補給容器Ｂの上面を押さえる圧縮板21上下にスライド可能に取り付けられている。そして、この圧縮板21は外周にネジ溝が形成された螺旋軸22と螺合し、螺旋軸22の回動によって上下に移動するように構成されている。この螺旋軸22の下端にはギア22ａが固着されている。

さらに、前記ギア部20ｂ及びギア22ａには装置本体に設けた駆動伝達機構（図示せず）から回転力が伝達されるようになっている。以上のような、圧縮板21、螺旋軸22、ギア20b,22a、駆動伝達機構により、容器変形手段が構成され、現像剤補給装置が構成されている。そして、この現像剤補給装置の動作は、制御手段であるところのコントローラによって制御されている。

上記構成において、現像剤補給容器Ｂの固定ボス13ａが嵌合部材20の係合溝20ａに係合するように装着し、現像剤補給容器Ｂの上面を圧縮板21によって固定する。この状態でギア部20ｂを図９の矢印ａ方向に所定量回転させると、外キャップ13が矢印ａ方向に回転し、第２内キャップ15の係止ボス15ｄがカム溝13ｂに沿って矢印ｂ方向に相対的に回転する。そして、係止ボス15ｄがカム溝13ｂの上端部13ｂ2に至った時点でキャップ12が開封され、図10に示すように、現像剤排出口15ａと排出口13ｃが連通して現像剤の補給が可能となる。

現像剤補給容器Ｂから現像剤を補給は図11及び図12に示すようにして行われる。なお、図11は現像剤補給中の現像剤補給容器周辺の斜視説明図であり、図12は現像剤補給中の現像剤補給容器の断面説明図である。

これを具体的に説明すると、現像剤補給容器Ｂから現像剤を補給する場合には、図11に示すように、ギア22ａが矢印ｃ方向へ回転し、それに伴って螺旋軸22が矢印ｄ方向へ回転する。これにより、螺旋軸22と螺合した圧縮板21が螺旋形状に従って矢印ｅ方向にスライドし、現像剤補給容器Ｂをｅ方向に圧縮する。

すると、図12に示すように、第１容器10の現像剤収容部10ａが圧縮変形して容積が減少する。このため、第１容器内に収容された現像剤が矢印ｆ方向に押し出されてキャップ12の現像剤排出口14ｂ、現像剤排出口15ａ、排出口13ｃによって構成される現像剤排出部を通って現像装置３へ補給される。

また、このとき第１容器10と同様に第２容器11も矢印ｅ方向に圧縮変形して容積が減少する。このため、第２容器内のエアがエア供給口14ｄ、エア通路15ｃを通って矢印ｇ方向に供給され、排出される現像剤に吹き付けられる。これにより、現像剤のブロッキングが崩され、エアと現像剤と混ざることで、現像剤の流動性を向上し、現像剤が現像装置３に確実に補給させることになる。このように、エアが現像剤排出部に積極的に供給されることで、現像剤排出部が小さな開口であったとしても、滞りなく現像剤を排出することができる。そして、エアの供給に際してポンプ等を設ける必要がないため、画像形成装置本体を小型化することが可能となる。

また、本実施形態の現像剤補給容器Ｂにあっては、第１容器10と第２容器11とにより、内外の二重構造の容器として構成され、かつ、現像剤を収容した第１容器10の周りはエアにより覆われている。このため、物流による振動が引き起こす現像剤のブロッキングを緩和することができる。さらに、生産工場や、ユーザ先で過酷環境保管に放置され、例えば直射日光に照射された場合であっても、現像剤雰囲気の温度、湿度上昇を和らげることが可能となる。

さらに、第１容器10及び第２容器11は変形により容積が減少可能なフレキシブルな材料で作られている。このため、現像剤を補給し終わった後は、小さく変形している。このため、ユーザが簡単に交換等することが可能となる。

なお、前述した実施形態では第２容器11にエアを収容する例を示したが、エア以外であって現像剤の成分に影響を与えないガス等の気体を収容するようにしてもよい。

電子写真画像形成装置の模式説明図である。 現像剤補給容器の断面説明図である。 現像剤補給容器の斜視説明図である。 キャップの全体構成を示す斜視図である。 キャップの全体構成を示す平面説明図である。 内キャップの構成を示す部品分解図である。 内キャップの構成を示す組み立て状態の斜視説明図である。 外キャップの構成を示す斜視図である。 外キャップの構成を示す平面説明図である。 第１容器と第１内キャップとを結合する状態を示す結合前の状態図である。 第１容器と第１内キャップとを結合する状態を示す結合後の状態説明図である。 第２容器と第１内キャップとを結合する状態を示す結合前の状態図である。 第２容器と第１内キャップとを結合する状態を示す結合後の状態説明図である。 現像剤補給容器Ｂを装置本体へ装着した状態を示す斜視説明図である。 現像剤補給容器Ｂを装置本体へ装着した状態を示す断面説明図である。 現像剤補給中の現像剤補給容器周辺の斜視説明図である。 現像剤補給中の現像剤補給容器の断面説明図である。

符号の説明

Ａ …電子写真画像形成装置
Ｂ …現像剤補給容器
３ …現像装置
３ａ …現像剤収容部
３ｃ …現像ローラ
10 …第１容器
10ａ …現像剤収容部
10ｂ …排出部
11 …第２容器
11ａ …エア収容部
11ｂ …吹付部
12 …キャップ
13 …外キャップ
13ａ …固定ボス
13ｂ …カム溝
13ｂ1 …下端部
13ｂ2 …上端部
13ｃ …排出口
13ｄ …シール部
14 …第１内キャップ
14ａ …鍔部
14ｂ …現像剤排出口
14ｃ …テーパガイド部
14ｄ …エア供給口
14ｅ …嵌合鍔部
15 …第２内キャップ
15ａ …現像剤排出口
15ｂ …壁部
15ｃ …エア通路
15ｄ …係止ボス
16 …シール部材
20 …嵌合部材
20ａ …係合溝
20ｂ …ギア部
21 …圧縮板
22 …螺旋軸
22ａ …ギア

Claims (6)

1. 電子写真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において、
   変形可能な材質で構成されるとともに、変形により容積が減少可能に構成され、現像剤を収容するための第１容器と、
   変形可能な材質で構成されるとともに、変形により容積が減少可能に構成され、気体を収容する第２容器と、
   前記第１容器と前記第２容器を封止するキャップと、
   を有し、
   前記第１容器と前記第２容器が開封された状態で、前記第１容器及び前記第２容器の変形により、前記第１容器内の現像剤が排出されるとともに、前記第２容器内の気体が排出される現像剤に吹き付けられることを特徴とした現像剤補給容器。
2. 前記キャップは、前記第１容器内の現像剤を排出するための現像剤排出部と、前記第２容器内の気体を前記現像剤排出部へ供給するための気体の通路が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。
3. 前記第１容器は前記第２容器内に収容され、前記第１容器が現像剤補給容器の内層を構成し、前記第２容器が現像剤補給容器の外層を構成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤補給容器。
4. 前記第１容器は現像剤が排出されるに従って容積が減少し、前記第２容器は気体が供給されるにしたがって容積が減少することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。
5. 前記気体はエアであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。
6. 現像剤補給容器から電子写真画像形成装置に現像剤を補給する現像剤補給装置であって、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の現像剤補給容器を装着する装着部と、
   前記装着された現像剤補給容器の容積が減少するように変形させる容器変形手段と、
   を有することを特徴とする現像剤補給装置。

Images