以下、本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤補給システムについて具体的に説明する。なお、以下において、特段の記載がない限り、発明の思想の範囲内において現像剤補給容器の種々の構成を同様な機能を奏する公知の他の構成に置き換えることが可能である。すなわち、特段の記載がない限り、後述する実施例に記載された現像剤補給容器の構成だけに限定する意図はない。
〔実施例1〕
まず、画像形成装置の基本構成について説明し、続いて、この画像形成装置に搭載される現像剤補給システム、つまり、現像剤補給装置と現像剤補給容器の構成について順に説明する。
(画像形成装置)
現像剤補給容器(所謂、トナーカートリッジ)が着脱可能(取り外し可能)に装着される現像剤補給装置が搭載された画像形成装置の一例として、電子写真方式を採用した複写機(電子写真画像形成装置)の構成について図1を用いて説明する。
同図において、100は複写機本体(以下、画像形成装置本体もしくは装置本体という)である。また、101は原稿であり、原稿台ガラス102の上に置かれる。そして、原稿の画像情報に応じた光像を光学部103の複数のミラーMとレンズLnにより、電子写真感光体104(以下、感光体)上に結像させることにより静電潜像を形成する。この静電潜像は乾式の現像器(1成分現像器)201bにより現像剤(乾式粉体)としてのトナー(1成分磁性トナー)を用いて可視化される。
なお、本例では現像剤補給容器1から補給すべき現像剤として1成分磁性トナーを用いた例について説明するが、このような例だけではなく、後述するような構成としても構わない。
具体的には、1成分非磁性トナーを用いて現像を行う1成分現像器を用いる場合、現像剤として1成分非磁性トナーを補給することになる。また、磁性キャリアと非磁性トナーを混合した2成分現像剤を用いて現像を行う2成分現像器を用いる場合、現像剤として非磁性トナーを補給することなる。なお、この場合、現像剤として非磁性トナーとともに磁性キャリアも併せて補給する構成としても構わない。
105〜108は記録媒体(以下、「シート」ともいう)Sを収容するカセットである。これらカセット105〜108に積載されたシートSのうち、複写機の液晶操作部から操作者(ユーザ)が入力した情報もしくは原稿101のシートサイズを基に最適なカセットが選択される。ここで記録媒体としては用紙に限定されずに、例えばOHPシート等適宜使用、選択できる。
そして、給送分離装置105A〜108Aにより搬送された1枚のシートSを、搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送し、感光体104の回転と、光学部103のスキャンのタイミングを同期させて搬送する。
111、112は転写帯電器、分離帯電器である。ここで、転写帯電器111によって、感光体104上に形成された現像剤による像をシートSに転写する。そして、分離帯電器112によって、現像剤像(トナー像)の転写されたシートSを感光体104から分離する。
この後、搬送部113により搬送されたシートSは、定着部114において熱と圧によりシート上の現像剤像を定着させた後、片面コピーの場合には、排出反転部115を通過し、排出ローラ116により排出トレイ117へ排出される。
また、両面コピーの場合には、シートSは排出反転部115を通り、一度排出ローラ116により一部が装置外へ排出される。そして、この後、シートSの終端がフラッパ118を通過し、排出ローラ116にまだ挟持されているタイミングでフラッパ118を制御すると共に排出ローラ116を逆回転させることにより、再度装置内へ搬送される。さらに、この後、再給送搬送部119,120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。
上記構成の装置本体100において、感光体104の回りには現像手段としての現像器201b、クリーニング手段としてのクリーナ部202、帯電手段としての一次帯電器203等の画像形成プロセス機器(プロセス手段)が配置されている。現像器201bは、原稿101の画像情報に基づいて一様に帯電された感光体104上を光学部103により露光して形成された静電潜像を、現像剤(トナー)を用いて現像するものである。そして、この現像器201bへ現像剤としてのトナーを補給するための現像剤補給容器1が使用者によって装置本体100に着脱可能に装着されている。なお、現像剤補給容器1からトナーのみを画像形成装置側へ補給する場合や、トナー及びキャリアを補給する場合であっても本発明を適用できる。
また、収容手段としての現像剤ホッパ部201aは、現像剤補給容器1から補給された現像剤を撹拌するための撹拌部材201cを有している。そして、この撹拌部材201cにより撹拌された現像剤は、マグネットローラ201dにより現像器201bに送られる。現像器201bは、現像ローラ201fと、搬送部材201eを有している。そして、マグネットローラ201dにより現像剤ホッパ部201aから送られた現像剤は、搬送部材201eにより現像ローラ201fに送られて、この現像ローラ201fにより感光体104に供給される。なお、クリーナ部202は、感光体104に残留している現像剤を除去するためのものである。また、一次帯電器203は、感光体104上に所望の静電像を形成するために感光体104の表面を一様に帯電するためのものである。
(現像剤補給装置)
次に、現像剤補給システムの構成要素である現像剤補給装置201について、図1〜図4を用いて説明する。ここで、図2(a)は現像剤補給装置201の部分断面図、図2(b)は現像剤補給容器1を装着する装着部10の斜視図、図2(c)は装着部10の断面図を示している。また、図3は、制御系並びに、現像剤補給容器1と現像剤補給装置201を部分的に拡大した断面図を示している。図4は制御系による現像剤補給の流れを説明するフローチャートである。
現像剤補給装置201は、図1に示すように、現像剤補給容器1が取り外し可能(着脱可能)に装着される装着部(装着スペース)10と、現像剤補給容器1から排出された現像剤を一時的に貯留するホッパ10aと、現像器201bと、を有している。現像剤補給容器1は、図2(c)に示すように、装着部10に対してM方向に装着される構成となっている。つまり、現像剤補給容器1の長手方向(回転軸線方向)がほぼこのM方向と一致するように装着部10に装着される。なお、このM方向は、後述する図8(a)のX方向と実質平行である。また、現像剤補給容器1の装着部10からの取り出し方向はこのM方向(挿入方向)とは反対の方向となる。
現像器201bは、図1及び図2(a)に示すように、現像ローラ201fと、撹拌部材201c、マグネットローラ201d、搬送部材201eを有している。そして、現像剤補給容器1から補給された現像剤は撹拌部材201cにより撹拌され、マグネットローラ201d、搬送部材201eにより現像ローラ201fに送られて、現像ローラ201fにより感光体104に供給される。
なお、現像ローラ201fには、ローラ上の現像剤コート量を規制する現像ブレード201g、現像器201bとの間の現像剤の漏れを防止するために現像ローラ201fに接触配置された漏れ防止シート201hが設けられている。
また、装着部10には、図2(b)に示すように、現像剤補給容器1が装着された際に現像剤補給容器1のフランジ部4(図6参照)と当接することでフランジ部4の回転方向への移動を規制するための回転方向規制部(保持機構)11が設けられている。
また、装着部10は、現像剤補給容器1が装着された際に、後述する現像剤補給容器1の排出口(排出孔)4a(図6参照)と連通し、現像剤補給容器1から排出された現像剤を受入れるための現像剤受入れ口(現像剤受入れ孔、現像剤受入れ部)13を有している。そして、現像剤補給容器1の排出口4aから現像剤が現像剤受入れ口13を通して現像器201bへと供給される。なお、本実施例において、現像剤受入れ口13の直径φは、装着部10内での現像剤による汚れを可及的に防止する目的より、微細口(ピンホール)として約3mmに設定されている。なお、現像剤受入れ口の直径は排出口4aから現像剤が排出できる直径であればよい。
また、ホッパ10aは、図3に示すように、現像器201bへ現像剤を搬送するための搬送スクリュー10bと、現像器201bと連通した開口10cと、ホッパ10a内に収容されている現像剤の量を検出する現像剤センサ10dを有している。
更に、装着部10は、図2(b)、図2(c)に示すように、駆動機構(駆動部)として機能する駆動ギア300を有している。この駆動ギア300は、駆動モータ500(図3参照)から駆動ギア列を介して回転駆動力が伝達され、装着部10にセットされた状態にある現像剤補給容器1に対し回転駆動力を付与する機能を有している。
また、駆動モータ500は、図3に示すように、制御装置(CPU)600によりその動作を制御される構成となっている。制御装置600は、図3に示すように、現像剤センサ10dから入力された現像剤残量情報に基づき、駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。
なお、本例において、駆動ギア300は、駆動モータ500の制御を簡易化させるため、一方向にのみ回転するように設定されている。つまり、制御装置600は、駆動モータ500について、そのオン(作動)/オフ(非作動)のみを制御する構成となっている。従って、駆動モータ500(駆動ギア300)を正方向と逆方向とに周期的に反転させることで得られる反転駆動力を現像剤補給容器1に付与する構成に比して、現像剤補給装置201の駆動機構の簡易化を図ることができる。後述するが、駆動モータ500の駆動をオフする上で制御装置600を補助する検知部600aを装着部10は有している。
(現像剤補給容器の装着/取り出し方法)
次に、現像剤補給容器1の装着/取り出し方法について説明する。
まず、操作者が、交換カバーを開き、現像剤補給容器1を現像剤補給装置201の装着部10へ挿入、装着させる。この装着動作に伴い、現像剤補給容器1のフランジ部4が現像剤補給装置201に保持、固定される。
その後、操作者が交換カバーを閉じることで、装着工程が終了する。その後、制御装置600が駆動モータ500を制御することにより、駆動ギア300を適宜のタイミングで回転させる。
一方、現像剤補給容器1内の現像剤が空となってしまった場合には、操作者が、交換カバーを開き、装着部10から現像剤補給容器1を取り出す。そして、予め用意してある新しい現像剤補給容器1を装着部10へと挿入、装着し、交換カバーを閉じることにより、現像剤補給容器1の取り出し〜再装着に至る交換作業が終了する。
(現像剤補給装置による現像剤補給制御)
次に、現像剤補給装置201による現像剤補給制御について、図4のフローチャートを基に説明する。この現像剤補給制御は、制御装置(CPU)600により各種機器を制御することにより実行される。
本例では、現像剤センサ10dの出力に応じて制御装置(制御部)600が駆動モータ500の作動/非作動の制御を行うことにより、ホッパ10a内に一定量以上の現像剤が収容されないように構成している。
具体的には、まず、現像剤センサ10dがホッパ10a内の現像剤収容量をチェックする(S100)。そして、現像剤センサ10dにより検出された現像剤収容量が所定量未満であると判定された場合、つまり、現像剤センサ10dにより現像剤が検出されなかった場合、駆動モータ500を駆動し、一定時間、現像剤の補給動作を実行する(S101)。
この現像剤補給動作の結果、現像剤センサ10dにより検出された現像剤収容量が所定量に達したと判定された場合、つまり、現像剤センサ10dにより現像剤が検出された場合、駆動モータ500の駆動をオフし、現像剤の補給動作を停止する(S102)。この補給動作の停止により、一連の現像剤補給工程が終了する。
このような現像剤補給工程は、画像形成に伴い現像剤が消費されてホッパ10a内の現像剤収容量が所定量未満となると、繰り返し実行される構成となっている。
このように、現像剤補給容器1から排出された現像剤を、ホッパ10a内に一時的に貯留し、その後、現像器201bへ補給する構成でも構わない。具体的には、以下のような現像剤補給装置201の構成である。
具体的には、図5に示すように、上述したホッパ10aを省き、現像剤補給容器1から現像器201bへ直接的に現像剤を補給する構成である。この図5は、現像剤補給装置201として2成分現像器800を用いた例である。この現像器800には、現像剤が補給される攪拌室と現像スリーブ800aへ現像剤を供給する現像室を有しており、攪拌室と現像室には現像剤搬送方向が互いに逆向きとなる攪拌スクリュー800bが設置されている。そして、攪拌室と現像室は長手方向両端部において互いに連通しており、2成分現像剤はこれらの2つの部屋を循環搬送される構成となっている。また、攪拌室には現像剤中のトナー濃度を検出する磁気センサ800cが設置されており、この磁気センサ800cの検出結果に基づいて制御装置600が駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。この構成の場合、現像剤補給容器から補給される現像剤は、非磁性トナー、もしくは非磁性トナー及び磁性キャリアとなる。
本例では、後述するように、現像剤補給容器1内の現像剤は排出口4aから重力作用のみではほとんど排出されず、ポンプ部3aによる容積可変動作によって現像剤が排出されるため、排出量のばらつきを抑えることができる。そのため、ホッパ10aを省くことができ、図5のような例であっても、現像室へ現像剤を安定的に補給することが可能である。
(現像剤補給容器)
次に、現像剤補給システムの構成要素である現像剤補給容器1の構成について、図6、図7を用いて説明する。ここで、図6(a)は現像剤補給容器1の全体斜視図、図6(b)は現像剤補給容器1の排出口4a周辺の部分拡大図、図6(c)は現像剤補給容器1を装着部10に装着した状態を示す正面図である。また、図7は現像剤補給容器の断面斜視図、図8(a)はポンプ部が使用上最大限伸張された状態の部分断面図、(c)はポンプ部が使用上最大限収縮された状態の部分断面図である。
現像剤補給容器1は、図6(a)に示すように、中空円筒状に形成され内部に現像剤を収容する内部空間を備えた現像剤収容部2(容器本体とも呼ぶ)を有している。本例では、円筒部2kと排出部4c(図5参照)、ポンプ部3a(図5参照)が現像剤収容部2として機能する。さらに、現像剤補給容器1は、現像剤収容部2の長手方向(現像剤搬送方向)一端側にフランジ部4(非回転部とも呼ぶ)を有している。また、円筒部2kはこのフランジ部4に対して相対回転可能に構成されている。なお、円筒部2kの断面形状を、現像剤補給工程における回転動作に影響を与えない範囲内において、非円形状としても構わない。例えば、楕円形状のものや多角形状のものを採用しても構わない。
なお、本例では、図8(a)に示すように、現像剤収容室として機能する円筒部2kの全長L1が約460mm、外径R1が約60mmに設定されている。また、現像剤排出室として機能する排出部4cが設置されている領域の長さL2は約21mm、ポンプ部3aの全長L3(使用上の伸縮可能範囲の中で最も伸びた状態のとき)は約29mm、図8(b)に示すように、ポンプ部3aの全長L4(使用上の伸縮可能範囲の中で最も縮んだ状態のとき)は約24mmとなっている。
また、本例では、図6、図7に示すように、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された状態のとき円筒部2kと排出部4cが水平方向に並ぶように構成されている。つまり、円筒部2kは、その水平方向長さがその鉛直方向長さよりも充分に長く、その水平方向側が排出部4cと接続された構成となっている。従って、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された状態のとき排出部4cの鉛直上方に円筒部2kが位置するように構成する場合に比して、後述する排出口4a上に存在する現像剤の量が少なくすることができる。そのため、排出口4a近傍の現像剤が圧密され難く、吸排気動作を円滑に行うことが可能となる。
(現像剤補給容器の材質)
本例では、後述するように、ポンプ部3aにより現像剤補給容器1内の容積を変化させることにより、排出口4aから現像剤を排出させる構成となっている。よって、現像剤補給容器1の材質としては、容積の変化に対して大きく潰れてしまったり、大きく膨らんでしまったりしない程度の剛性を有したものを採用するのが好ましい。
また、本例では、現像剤補給容器1は、外部とは排出口4aを通じてのみ連通しており、排出口4aを除き外部から密閉された構成としている。つまり、ポンプ部3aにより現像剤補給容器1の容積を減少、増加させて排出口4aから現像剤を排出する構成を採用していることから、安定した排出性能が保たれる程度の気密性が求められる。
そこで、本例では、現像剤収容部2と排出部4cの材質をポリスチレン樹脂とし、ポンプ部3aの材質をポリプロピレン樹脂としている。
なお、使用する材質に関して、現像剤収容部2と排出部4cは容積可変に耐えうる素材であれば、例えば、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の他の樹脂を使用することが可能である。また、金属製であっても構わない。
また、ポンプ部3aの材質に関しては、伸縮機能を発揮し容積変化によって現像剤補給容器1の容積を変化させることができる材料であれば良い。例えば、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレン等を肉薄で形成したものでも構わない。また、ゴムや、その他の伸縮性材料などを使用することも可能である。
なお、樹脂材料の厚みを調整するなどして、ポンプ部3a、現像剤収容部2、排出部4cのそれぞれが上述した機能を満たすのであれば、それぞれを同じ材質で、例えば、射出成形法やブロー成形法等を用いて一体的に成形されたものを用いても構わない。
以下、フランジ部4、円筒部2k、ポンプ部3a、駆動受け機構2d、駆動変換機構2e(カム溝)、の構成について、順に、詳細に説明する。
(フランジ部)
このフランジ部4には、図7、図8(a)に示すように、現像剤収容部内(現像剤収容室内)2から搬送されてきた現像剤を一時的に貯留するための中空の排出部(現像剤排出室)4cが設けられている。この排出部4cの底部には、現像剤補給容器1の外へ現像剤の排出を許容する、つまり、現像剤補給装置201へ現像剤を補給するための小さな排出口4aが形成されている。この排出口4aの大きさについては後述する。
さらに、フランジ部4には排出口4aを開閉するシャッタ4bが設けられている。このシャッタ4bは、現像剤補給容器1の装着部10への装着動作に伴い、装着部10に設けられた突き当て部21(必要に応じて図2(b)参照)と突き当たるように構成されている。従って、シャッタ4bは、現像剤補給容器1の装着部10への装着動作に伴い、円筒部2kの回転軸線方向(M方向とは逆方向)へ現像剤補給容器1に対して相対的にスライドする。その結果、シャッタ4bから排出口4aが露出されて開封動作が完了する。
この時点で、排出口4aは装着部10の現像剤受入れ口13と位置が合致しているので互いに連通した状態となり、現像剤補給容器1からの現像剤補給が可能な状態となる。
また、フランジ部4は、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201の装着部10に装着されると、実質不動となるように構成されている。
具体的には、フランジ部4が自ら円筒部2kの回転方向へ回転することがないように、図2(b)に示す回転方向規制部11が設けられている。
従って、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された状態では、フランジ部4に設けられている排出部4cも、円筒部2kの回転方向へ回転することが実質阻止された状態となる(ガタ程度の移動は許容する)。
一方、円筒部2kは現像剤補給装置201により回転方向への規制は受けることなく、現像剤補給工程において回転する構成となっている。
(フランジ部の排出口について)
本例では、現像剤補給容器1の排出口4aについて、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に現像剤を補給する姿勢のとき、重力作用のみでは十分に排出されない程度の大きさに設定している。つまり、排出口4aの開口サイズは、重力作用のみでは現像剤補給容器から現像剤の排出が不充分となる程度に小さく設定している(微細口(ピンホール)とも言う)。言い換えると、排出口4aが現像剤で実質閉塞されるようにその開口の大きさを設定している。これにより、以下の効果を期待できる。
(1)排出口4aから現像剤が漏れ難くなる。
(2)排出口4aを開放した際の現像剤の過剰排出を抑制できる。
(3)現像剤の排出をポンプ部3aによる排気動作に支配的に依存させることができる。
そこで、本発明者等は、重力作用のみで十分に排出されない排出口4aをどのくらいの大きさに設定すべきか、検証実験を行った。以下、その検証実験(測定方法)とその判断基準を以下に説明する。
底部中央に排出口(円形状)が形成された所定容積の直方体容器を用意し、容器内に現像剤を200g充填した後、充填口を密閉し排出口を塞いだ状態で容器をよく振って現像剤を十分に解す。この直方体容器は、容積が約1000cm3、大きさは、縦90mm×横92mm×高さ120mmとなっている。
その後、可及的速やかに排出口を鉛直下方に向けた状態で排出口を開封し、排出口から排出された現像剤の量を測定する。このとき、この直方体容器は、排出口以外は完全に密閉されたままの状態とする。また、検証実験は温度24℃、相対湿度55%の環境下で行った。
上記手順で、現像剤の種類と排出口の大きさを変えて排出量を測定する。なお、本例では、排出された現像剤の量が2g以下である場合、その量は無視できるレベルであり、その排出口が重力作用のみでは十分に排出されない大きさであると判断した。
検証実験に用いた現像剤を表1に示す。現像剤の種類は、1成分磁性トナー、2成分現像器に用いられる2成分非磁性トナー、2成分現像器に用いられる2成分非磁性トナーと磁性キャリアの混合物である。
これらの現像剤の特性を表す物性値として、流動性を示す安息角の他に、粉体流動性分析装置(Freeman Technology社製 パウダーレオメータFT4)により、現像剤層の解れ易さを示す流動性エネルギーについて測定した。
この流動性エネルギーの測定方法について図9を用いて説明する。ここで図9は流動性エネルギーを測定する装置の模式図である。
この粉体流動性分析装置の原理は、粉体サンプル中でブレードを移動させ、そのブレードが粉体中を移動するのに必要な流動性エネルギーを測定するものである。ブレードはプロペラ型で、回転すると同時に回転軸方向にも移動するためブレードの先端はらせんを描くことになる。
プロペラ型のブレード54(以下、ブレードと呼ぶ)として、径が48mmで、反時計回りになめらかにねじられたSUS製のブレード(型番:C210)を使用した。詳細には、48mm×10mmのブレード板の中心にブレード板の回転面に対して法線方向に回転軸が存在し、ブレード板の両最外縁部(回転軸から24mm部分)のねじれ角が70°、回転軸から12mmの部分のねじれ角が35°となっている。
流動性エネルギーとは、粉体層中に上述の如くらせん状に回転するブレード54を侵入させ、ブレードが粉体層中を移動する際に得られる回転トルクと垂直荷重の総和を時間積分して得られたトータルエネルギーを指す。この値が、現像剤粉体層の解れ易さを表しており、流動性エネルギーが大きい場合は解れにくく、流動性エネルギーが小さい場合は解れ易いことを意味している。
今回の測定では、図9に示す通り、この装置の標準部品であるφが50mmの円筒容器53(容積200cc、図9のL1=50mm)に各現像剤Tを粉面高さ70mm(図9のL2)となるように充填した。充填量は、測定する嵩密度に合せて調整する。更に、標準部品であるφ48mmのブレード54を粉体層に侵入させ、侵入深さ10〜30mm間に得られたエネルギーを表示する。
測定時の設定条件としては、ブレード54の回転速度(tip speed。ブレードの最外縁部の周速)を60mm/s、また、粉体層への鉛直方向のブレード進入速度を、移動中のブレード54の最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角θ(helix angle。以後なす角と呼ぶ)が10°になるスピードとした。粉体層への垂直方向の進入速度は11mm/sである(粉体層への鉛直方向のブレード進入速度=ブレードの回転速度×tan(なす角×π/180))。また、この測定についても温度24℃、相対湿度55%の環境下で行った。
なお、現像剤の流動性エネルギーを測定する際の現像剤の嵩密度は、現像剤の排出量と排出口の大きさとの関係を検証する実験の際の嵩密度に近く、嵩密度の変化が少なく安定して測定ができる嵩密度として0.5g/cm3に調整した。
このようにして測定された流動性エネルギーをもつ現像剤(表1)について、検証実験を行った結果を図10に示す。図10は、排出口の径と排出量との関係を、現像剤の種類毎に示したグラフである。
図10に示す検証結果より、現像剤A〜Eについて、排出口の直径φが4mm(開口面積が12.6mm2:円周率は3.14で計算、以下同じ)以下であれば、排出口からの排出量が2g以下になることが確認された。排出口の直径φが4mmよりも大きくなると、いずれの現像剤とも、排出量が急激に多くなることが確認された。
つまり、現像剤の流動性エネルギー(嵩密度が0.5g/cm3)が4.3×10−4(kg・m2/s2(J))以上4.14×10−3(kg・m2/s2(J))以下のとき、排出口の直径φが4mm(開口面積が12.6(mm2))以下であれば良い。
また、現像剤の嵩密度については、この検証実験では十分に現像剤を解して流動化した状態で測定を行っており、通常の使用環境で想定される状態(放置された状態)よりも嵩密度が低く、より排出し易い条件で測定を行っている。
次に、図10の結果から最も排出量が多くなる現像剤Aを用いて、排出口の直径φを4mmに固定して、容器内の充填量を30〜300gに振って、同様の検証実験を行った。その検証結果を図11に示す。図11の検証結果から、現像剤の充填量を変化させても、排出口からの排出量はほとんど変わらないことが確認できた。
以上の結果から、排出口をφ4mm(面積12.6mm2)以下にすることで、現像剤の種類や嵩密度状態に依らず、排出口を下にした状態(現像剤補給装置201への補給姿勢を想定)で、排出口から重力作用のみでは十分に排出されないことが確認できた。
一方、排出口4aの大きさの下限値としては、現像剤補給容器1から補給すべき現像剤(1成分磁性トナー、1成分非磁性トナー、2成分非磁性トナー、2成分磁性キャリア)が少なくとも通過できる値に設定するのが好ましい。つまり、現像剤補給容器1に収容されている現像剤の粒径(トナーの場合は体積平均粒径、キャリアの場合は個数平均粒径)よりも大きい排出口にするのが好ましい。例えば、補給用の現像剤に2成分非磁性トナーと2成分磁性キャリアが含まれている場合、大きい方の粒径、つまり、2成分磁性キャリアの個数平均粒径よりも大きな排出口にするのが好ましい。
具体的には、補給すべき現像剤に2成分非磁性トナー(体積平均粒径が5.5μm)と2成分磁性キャリア(個数平均粒径が40μm)が含まれている場合、排出口4aの径を0.05mm(開口面積0.002mm2)以上に設定するのが好ましい。
但し、排出口4aの大きさを現像剤の粒径に近い大きさに設定してしまうと、現像剤補給容器1から所望の量を排出させるのに要するエネルギー、つまり、ポンプ部3aを動作させるのに要するエネルギーが大きくなってしまう。また、現像剤補給容器1の製造上においても制約が生じる場合がある。射出成形法を用いて樹脂部品に排出口4aを成形するには、排出口4aの部分を形成する金型部品の耐久性が厳しくなってしまう。以上から、排出口4aの直径φは0.5mm以上に設定するのが好ましい。
なお、本例では、排出口4aの形状を円形状としているが、このような形状に限定されるものでは無い。つまり、直径が4mmの場合に相当する開口面積である12.6mm2以下の開口面積を有する開口であれば、正方形、長方形、楕円や、直線と曲線を組合わせた形状等、に変更可能である。
但し、円形状の排出口は、開口の面積を同じとした場合、他の形状に比べて現像剤が付着して汚れてしまう開口の縁の周長が最も小さい。そのため、シャッタ4bの開閉動作に連動して広がってしまう現像剤の量も少なく、汚れ難い。また、円形状の排出口は、排出時の抵抗も少なく最も排出性が高い。従って、排出口4aの形状としては、排出量と汚れ防止のバランスが最も優れた円形状がより好ましい。
以上より、排出口4aの大きさについては、排出口4aを鉛直下方に向けた状態(現像剤補給装置201への補給姿勢を想定)で、重力作用のみで十分に排出されない大きさが好ましい。具体的には、排出口4aの直径φは、0.05mm(開口面積0.002mm2)以上4mm(開口面積12.6mm2)以下の範囲に設定するのが好ましい。さらに、排出口4aの直径φは、0.5mm(開口面積0.2mm2)以上4mm(開口面積12.6mm2)以下の範囲に設定するのがより好ましい。本例では、以上の観点から、排出口4aを円形状とし、その開口の直径φを2mmに設定している。
なお、本例では、排出口4aの数を1個としているがそれに限るものではなく、それぞれの開口面積が上述した開口面積の範囲を満足するように、排出口4aを複数設ける構成としても構わない。例えば、直径φが3mmの1つの現像剤受入れ口13に対して、直径φが0.7mmの排出口4aを2つ設ける構成である。但し、この場合、現像剤の排出量(単位時間当たり)が低下してしまう傾向となるため、直径φが2mmの排出口4aを1つ設ける構成の方がより好ましい。
(円筒部)
次に、現像剤収容室として機能する円筒部2kについて図6、図7を用いて説明する。
円筒部2kは、図6、図7に示すように、円筒部2kの内面には、収容された現像剤を自らの回転に伴い、現像剤排出室として機能する排出部4c(排出口4a)に向けて搬送する手段として機能する螺旋状に突出した搬送部2cが設けられている。また、円筒部2kは、上述した材質の樹脂を用いてブロー成型法により形成されている。
なお、現像剤補給容器1の容積を大きくし充填量を増やそうとした場合、現像剤収容部2としてのフランジ部4の容積を高さ方向に大きくする方法が考えられる。しかし、このような構成とすると、現像剤の自重により排出口4a近傍の現像剤への重力作用がより増大してしまう。その結果、排出口4a近傍の現像剤が圧密されやすくなり、排出口4aを介した吸気/排気の妨げとなる。この場合、排出口4aからの吸気で圧密された現像剤を解す、または、排気で現像剤を排出させるためには、ポンプ部3aの容積変化量を更に大きくしなければならなくなる。しかし、その結果、ポンプ部3aを駆動させるための駆動力も増加し、画像形成装置本体100への負荷が過大になる恐れがある。
それに対し、本例においては、円筒部2kをフランジ部4に水平方向に並べて設置しているため、上記構成に対して、現像剤補給容器1内における排出口4a上の現像剤層の厚さを薄く設定することができる。これにより、重力作用により現像剤が圧密されにくくなるため、その結果、画像形成装置本体100へ負荷をかけることなく、安定した現像剤の排出が可能になる。
また、円筒部2kは、図8(a)、図8(b)に示すように、フランジ部4の内面に設けられたリング状のシール部材のフランジシール5bを圧縮した状態で、フランジ部4に対して相対回転可能に固定されている。
これにより、円筒部2kは、フランジシール5bと摺動しながら回転するため、回転中において現像剤が漏れることなく、また、気密性が保たれる。つまり、排出口4aを介した空気の出入りが適切に行われるようになり、補給中における、現像剤補給容器1の容積可変を所望の状態にすることができるようになっている。
(ポンプ部)
次に、往復動に伴いその容積が可変なポンプ部(往復動可能な)3aについて図7を用いて説明する。ここで、図7は現像剤補給容器の断面斜視図、図8(a)はポンプ部が使用上最大限伸張された状態の部分断面図、図8(b)はポンプ部が使用上最大限収縮された状態の部分断面図である。
本例のポンプ部3aは、排出口4aを介して吸気動作と排気動作を交互に行わせる吸排気機構として機能する。言い換えると、ポンプ部3aは、排出口4aを通して現像剤補給容器の内部に向かう気流と現像剤補給容器から外部に向かう気流を交互に繰り返し発生させる気流発生機構として機能する。
ポンプ部3aは、図8(a)に示すように、排出部4cからX方向に設けられている。つまり、ポンプ部3aは排出部4cとともに、円筒部2kの回転方向へ自らが回転することがないように設けられている。
そして、本例では、ポンプ部3aとして、往復動に伴いその容積が可変な樹脂製の容積可変型ポンプ部(蛇腹状ポンプ)を採用している。具体的には、図7、図8(a)、図8(b)に示すように、蛇腹状のポンプを採用しており、「山折り」部と「谷折り」部が周期的に交互に複数形成されている。従って、このポンプ部3aは、現像剤補給装置201から受けた駆動力により、圧縮、伸張を交互に繰り返し行う(伸縮する)ことができる。なお、本例では、ポンプ部3aの伸縮時の容積変化量は、5cm3(cc)に設定されている。図8(a)に示すL3は約29mm、図8(b)に示すL4は約24mmとなっている。ポンプ部3aの外径R2は約45mmとなっている。
このようなポンプ部3aを採用することにより、現像剤補給容器1の容積を、可変させるとともに、所定の周期で、交互に繰り返し変化させることができる。即ち、図8(a)に示すようにポンプ部が伸びた場合には容積が大きくなる。一番伸びた場合に最大容積となる。逆に、図8(b)に示すようにポンプ部が縮んだ場合には容積は小さくなる。一番縮んだ場合に最小容積となる。このように、ポンプ部の伸縮に伴い容積が変化する構成となっている。その結果、小径(直径が約2mm)の排出口4aから排出部4c内にある現像剤を効率良く、排出させることが可能となる。
(駆動受け機構)
次に、搬送部2cを回転させるための回転駆動力を現像剤補給装置201から受ける、現像剤補給容器1の駆動受け機構(駆動受入れ部、駆動力受け部)について説明する。
現像剤補給容器1には、図6(a)に示すように、現像剤補給装置201の駆動ギア300(駆動機構として機能する)と係合(駆動連結)可能な駆動受け機構(駆動受入れ部、駆動力受け部)として機能するギア部2dが設けられている。このギア部2dは、円筒部2kと一体的に回転可能な構成となっている。
従って、駆動ギア300からギア部2dに入力された回転駆動力は図12(a)、図12(b)の往復動部材(駆動伝達部材)3bを介してポンプ部3aへ伝達される仕組みとなっている。具体的には、駆動伝達機構で後述する。本例の蛇腹状のポンプ部3aは、その伸縮動作を阻害しない範囲内で、回転方向へのねじれに強い特性を備えた樹脂材を用いて製造されている。
なお、本例では、円筒部2kの長手方向(現像剤搬送方向)側にギア部2dを設けているが、このような例に限られるものではなく、例えば、現像剤収容部2の長手方向他端側、つまり、最後尾側に設けても構わない。この場合、対応する位置に駆動ギア300が設置されることになる。
また、本例では、現像剤補給容器1の駆動受入れ部と現像剤補給装置201の駆動部間の駆動連結機構としてギア機構を用いているが、このような例に限られるものではなく、例えば、公知のカップリング機構を用いるようにしても構わない。具体的には、駆動受入れ部として非円形状の凹部を設け、一方、現像剤補給装置201の駆動部として前述の凹部と対応した形状の凸部を設け、これらが互いに駆動連結する構成としても構わない。
(駆動変換機構)
次に、現像剤補給容器1の駆動変換機構(駆動変換部)について説明する。なお、本例では、駆動変換機構の例としてカム機構を用いた場合について説明する。
現像剤補給容器1には、ギア部2dが受けた搬送部2cを回転させるための回転駆動力を、ポンプ部3aを往復動させる方向の力へ変換する駆動変換機構(駆動変換部)として機能するカム機構が設けられている。
つまり、本例では、搬送部2cの回転とポンプ部3aの往復動するための駆動力を1つの駆動受入れ部(ギア部2d)で受ける構成としつつ、ギア部2dが受けた回転駆動力を、現像剤補給容器1側で往復動力へ変換する構成としている。
これは、現像剤補給容器1に駆動受入れ部を2つ別々に設ける場合に比して、現像剤補給容器1の駆動入力機構の構成を簡易化できるからである。更に、現像剤補給装置201の1つの駆動ギアから駆動を受ける構成としたため、現像剤補給装置201の駆動機構の簡易化にも貢献することができる。
ここで、図12(a)はポンプ部3aが使用上最大限伸張された状態の部分図、図12(b)はポンプ部3aが使用上最大限収縮された状態の部分図、図12(c)はポンプ部の部分図である。図12(a)、図12(b)に示すように、回転駆動力をポンプ部3aの往復動力に変換するために介する部材としては往復動部材(駆動伝達部材)3bを用いている。具体的には、駆動ギア300から回転駆動を受けた駆動受入れ部(ギア部2d)と、一体となっている全周に溝が設けられているカム溝2eが回転する。この駆動変換部を構成するカム溝2eについては後述する。このカム溝2eには、往復動部材3bから一部が突出した係合突起(往復部材係合突起、駆動伝達部材係合突起)3cがカム溝2eに係合している。なお、本例では、この往復動部材3bは図12(c)に示すように、円筒部2kの回転方向へ自らが回転することがないように(ガタ程度は許容する)保護部材回転規制部3fによって円筒部2kの回転方向が規制されている。このように、回転方向が規制されることで、カム溝2eの溝に沿って(図7のX方向もしくは逆方向)往復動するように規制されている。さらに、係合突起3cはカム溝2eに複数係合するように設けられている。具体的には、円筒部2kの外周面に2つの係合突起3cが約180°対向するように設けられている。
ここで、係合突起3cの配置個数については、少なくとも1つ設けられていれば構わない。但し、ポンプ部3aの伸縮時の抗力により駆動変換機構等にモーメントが発生し、スムーズな往復動が行われない恐れがあるため、後述するカム溝2e形状との関係が破綻しないよう複数個設けるのが好ましい。
つまり、駆動ギア300から入力された回転駆動力でカム溝2eが回転することで、カム溝2eに沿って係合突起3cがX方向もしくは逆方向に往復動作をすることで、ポンプ部3aが伸張した状態(図12の(a))とポンプ部3aが収縮した状態(図12の(b))を交互に繰り返すことで、現像剤補給容器1の容積可変を達成することができる。
(駆動変換機構の設定条件)
本例では、駆動変換機構は、円筒部2kの回転に伴い排出部4cへ搬送される現像剤搬送量(単位時間当たり)が、排出部4cからポンプ部作用により現像剤補給装置201へ排出される量(単位時間当たり)よりも多くなるように駆動変換している。
これは、排出部4cへの搬送部2cによる現像剤の搬送能力に対してポンプ部3aによる現像剤の排出能力の方が大きいと、排出部4cに存在する現像剤の量が次第に減少してしまうからである。つまり、現像剤補給容器1から現像剤補給装置201への現像剤補給に要する時間が長くなってしまうことを防止するためである。
また、本例では、駆動変換機構は、円筒部2kが1回転する間にポンプ部3aが複数回往復動するように、駆動変換している。これは以下の理由に依るものである。
円筒部2kを現像剤補給装置201内で回転させる構成の場合、駆動モータ500は円筒部2kを常時安定して回転させるために必要な出力に設定するのが好ましい。但し、画像形成装置における消費エネルギーを可能な限り削減するためには、駆動モータ500の出力を極力小さくする方が好ましい。ここで、駆動モータ500に必要な出力は、円筒部2kの回転トルクと回転数から算出されることから、駆動モータ500の出力を小さくするには、円筒部2kの回転数を可能な限り低く設定するのが好ましい。
しかし、本例の場合、円筒部2kの回転数を小さくしてしまうと、単位時間当たりのポンプ部3aの動作回数が減ってしまうことから、現像剤補給容器1から排出される現像剤の量(単位時間当たり)が減ってしまう。つまり、画像形成装置本体100から要求される現像剤の補給量を短時間で満足させるには、現像剤補給容器1から排出される現像剤の量では不足してしまう恐れがある。
そこで、ポンプ部3aの容積変化量を増加させれば、ポンプ部3aの1周期当たりの現像剤排出量を増やすことができるため、画像形成装置本体100からの要求に応えることが可能となるが、このような対処方法では以下のような問題がある。
つまり、ポンプ部3aの容積変化量を増加させると、排気工程における現像剤補給容器1の内圧(正圧)のピーク値が大きくなるため、ポンプ部3aを往復動させるのに要する負荷が増大してしまう。
このような理由から、本例では、円筒部2kが1回転する間にポンプ部3aを複数周期動作させているのである。これにより、円筒部2kが1回転する間にポンプ部3aを1周期しか動作させない場合に比して、ポンプ部3aの容積変化量を大きくすることなく、単位時間当たりの現像剤の排出量を増やすことが可能となる。そして、現像剤の排出量を増やすことができた分、円筒部2kの回転数を低減することが可能となる。
従って、本例のような構成とすることにより、駆動モータ500をより小さい出力に設定できるため、画像形成装置本体100での消費エネルギーの削減に貢献することができる。
(駆動変換機構の配置位置)
本例では、図12に示すように、駆動変換機構(係合突起3cとカム溝2eにより構成されるカム機構)を、現像剤収容部2の外部に設けている。つまり、駆動変換機構を、円筒部2k、ポンプ部3a、フランジ部4の内部に収容された現像剤と接触することが無いように、円筒部2k、ポンプ部3a、フランジ部4の内部空間から隔てられた位置に設けている。
これにより、駆動変換機構を現像剤収容部2の内部空間に設けた場合に想定される問題を解消することができる。つまり、駆動変換機構の摺擦箇所への現像剤の侵入により、現像剤の粒子に熱と圧が加わって軟化していくつかの粒子同士がくっついて大きな塊(粗粒)となることや、変換機構への現像剤の噛み込みによりトルクアップするのを防止することができる。
(現像剤補給工程)
次に、図12、図13を用いて、ポンプ部3aによる現像剤補給工程について説明する。
本例では、後述するように、ポンプ部動作による吸気工程(排出口4aを介した吸気動作)と排気工程(排出口4aを介した排気動作)とポンプ部非動作による動作停止工程(排出口4aから吸排気が行われない)が行われるように、駆動変換機構で回転駆動力を往復動力へ変換する構成となっている。以下、吸気工程と排気工程と動作停止工程について、順に、詳細に説明する。
(吸気工程)
まず、吸気工程(排出口4aを介した吸気動作)について説明する。
上述した駆動変換機構(カム機構)によりポンプ部3aが最も縮んだ状態の図12(b)からポンプ部3aが最も伸びた状態の図12(a)になることで、吸気動作が行われる。つまり、この吸気動作に伴い、現像剤補給容器1の現像剤を収容し得る部位(ポンプ部3a、円筒部2k、フランジ部4)の容積が増大する。
その際、現像剤補給容器1の内部は排出口4aを除き実質密閉された状態となっており、さらに、排出口4aが現像剤Tで実質的に塞がれた状態となっている。そのため、現像剤補給容器1の現像剤Tを収容し得る部位の容積増加に伴い、現像剤補給容器1の内圧が減少する。
このとき、現像剤補給容器1の内圧は大気圧(外気圧)よりも低くなる。そのため、現像剤補給容器1外にあるエアーが、現像剤補給容器1内外の圧力差により、排出口4aを通って現像剤補給容器1内へと移動する。
その際、排出口4aを通して現像剤補給容器1外からエアーが取り込まれるため、排出口4a近傍に位置する現像剤Tを解す(流動化させる)ことができる。具体的には、排出口4a近傍に位置する現像剤に対して、エアーを含ませることで嵩密度を低下させ、現像剤Tを適切に流動化させることができる。
更に、この際、エアーが排出口4aを介して現像剤補給容器1内に取り込まれるため、現像剤補給容器1の内圧はその容積が増加しているにも関わらず大気圧(外気圧)近傍を推移することになる。
このように、現像剤Tを流動化させておくことにより、後述する排気動作時に、現像剤Tが排出口4aに詰まってしまうことなく、排出口4aから現像剤をスムーズに排出させることが可能となるのである。従って、排出口4aから排出される現像剤Tの量(単位時間当たり)を、長期に亘り、ほぼ一定とすることが可能となる。
なお、吸気動作が行われるために、ポンプ部3aが最も縮んだ状態から最も伸びた状態になることに限らず、ポンプ部3aが最も縮んだ状態から最も伸びる状態途中で停止したとしても、現像剤補給容器1の内圧変化が行われれば吸気動作は行われる。つまり、吸気工程とは、係合突起3cが図13に示すカム溝(第2動作部)2hに係合している状態のことである。
(排気工程)
次に、排気工程(排出口4aを介した排気動作)について説明する。
上述した駆動変換機構(カム機構)によりポンプ部3aが最も伸びた状態の図12(a)からポンプ部3aが最も縮んだ状態の図12(b)になることで、排気動作が行われる。具体的には、この排気動作に伴い、現像剤補給容器1の現像剤を収容し得る部位(ポンプ部3a、円筒部2k、フランジ部4)の容積が減少する。
その際、現像剤補給容器1の内部は排出口4aを除き実質密閉されており、現像剤が排出されるまでは、排出口4aが現像剤Tで実質的に塞がれた状態となっている。従って、現像剤補給容器1の現像剤Tを収容し得る部位の容積が減少していくことで現像剤補給容器1の内圧が上昇する。
このとき、現像剤補給容器1の内圧は大気圧(外気圧)よりも高くなる。そのため、現像剤Tは現像剤補給容器1内外の圧力差により、排出口4aから押し出される。つまり、現像剤補給容器1から現像剤補給装置201へ現像剤Tが排出される。
現像剤Tとともに現像剤補給容器1内のエアーも排出されていくため、現像剤補給容器1の内圧は低下する。
以上のように、本例では、1つの往復動式のポンプ部3aを用いて現像剤の排出を効率良く行うことができるので、現像剤排出に要する機構を簡易化することができる。
なお、排気動作が行われるために、ポンプ部3aが最も伸びた状態から最も縮んだ状態になることに限らず、ポンプ部3aが最も伸びた状態から最も縮む状態途中で停止したとしても、現像剤補給容器1の内圧変化が行われれば排気動作は行われる。つまり、排気工程とは、係合突起3cが図13に示すカム溝2gに係合している状態のことである。
(動作停止工程)
次に、ポンプ部3aが往復動作しない動作停止工程について説明する。
本例では、前述したように磁気センサ800cや現像剤センサ10dの検出結果に基づいて制御装置600が駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。この構成では、現像剤補給容器1から排出される現像剤量がトナー濃度に直接影響を与えるので、画像形成装置が必要とする現像剤量を現像剤補給容器1から補給する必要がある。このとき、現像剤補給容器1から排出される現像剤量を安定させるために、毎回決まった容積可変量を行うことが望ましい。
例えば、排気工程と吸気工程のみで構成されたカム溝2eにすると、排気工程もしくは吸気工程途中でモータ駆動を停止させることになる。その際、駆動モータ500が回転停止後も惰性で円筒部2kが回転し、円筒部2kが停止するまでポンプ部3aも連動して往復動作し続けることとなり、排気工程もしくは吸気工程が行われることとなる。惰性で円筒部2kが回転する距離は、円筒部2kの回転速度に依存する。さらに、円筒部2kの回転速度は駆動モータ500へ与えるトルクに依存する。このことから、現像剤補給容器1内の現像剤量によってモータへのトルクが変化し、円筒部2kの速度も変化する可能性があることから、ポンプ部3aの停止位置を毎回同じにすることが難しい。
そこで、ポンプ部3aを毎回決まった位置で停止させるためには、カム溝2eに、円筒部2kが回転動作中でもポンプ部3aが往復動しない領域を設ける必要がある。本例では、ポンプ部3aを往復動させないために、ギア部2dに入力された回転駆動力をポンプ部3aを動作させる力へ変換しない非動作部として、図13に示すカム溝2iを設けている。カム溝2iは、円筒部2kの回転方向に溝が掘られており、回転しても往復動部材3bが動かないストレート形状である。カム溝2iは矢印Aは円筒部2kの回転方向に平行な溝である。つまり、動作停止工程とは、係合突起3cがカム溝(非動作部)2iに係合している状態のことである。
また、上記のポンプ部3aが往復動しないとは、排出口4aから現像剤が排出されないこと(円筒部2kの回転時振動等で排出口4aから落ちてしまう現像剤は許容する)である。つまり、カム溝2iは排出口4aを通じた排気工程、吸気工程が行われなければ、回転方向に対して回転軸方向に傾斜していても構わない。さらに、カム溝2iが傾斜していることから、ポンプ部3aの傾斜分の往復動作は許容できる。
後述するが、本例では、現像剤補給容器1に、モータ駆動を停止させる際に、係合突起3cが非動作部であるカム溝2iにいるように、搬送部2c(円筒部2k)を回転停止するための位相検知部としての位相検知部6aを設けている。
(現像剤補給容器の内圧の推移)
次に、現像剤補給容器1の内圧がどのように変化しているかについての検証実験を行った。以下、この検証実験について説明する。
現像剤補給容器1内の現像剤収容スペースが現像剤で満たされるように現像剤を充填した上で、ポンプ部3aを所定(ここでは5cm3)の容積変化量で伸縮させた際の、現像剤補給容器1の内圧の推移を測定した。現像剤補給容器1の内圧の測定は、現像剤補給容器1に圧力計(株式会社キーエンス社製、型名:AP−C40)を接続して行った。
現像剤を充填した現像剤補給容器1のシャッタ4bを開いて排出口4aを外部のエアーと連通可能とした状態で、ポンプ部3aを伸縮動作させている際の圧力変化の推移を図14に示す。
図14において、横軸は時間を示し、縦軸は大気圧(基準(1kPa))に対する現像剤補給容器1内の相対的な圧力を示している(+が正圧側、−が負圧側を示している)。
現像剤補給容器1の容積が増加し、現像剤補給容器1の内圧が外部の大気圧に対して負圧になると、その気圧差により排出口4aからエアーが取り込まれる。また、現像剤補給容器1の容積が減少し、現像剤補給容器1の内圧が大気圧に対して正圧になると、内部の現像剤に圧力が掛かる。このとき、現像剤及びエアーが排出された分だけ内部の圧力が緩和される。
この検証実験により、現像剤補給容器1の容積が増加することで現像剤補給容器1の内圧が外部の大気圧に対して負圧になり、その気圧差によりエアーが取り込まれることを確認できた。また、現像剤補給容器1の容積が減少することで現像剤補給容器1の内圧が大気圧に対して正圧になり、内部の現像剤に圧力が掛かることで現像剤が排出されることを確認できた。この検証実験では、負圧側の圧力の絶対値は約1.2kPa、正圧側の圧力の絶対値は約0.5kPaであった。
このように、本例の構成の現像剤補給容器1であれば、ポンプ部3aによる吸気動作と排気動作に伴い現像剤補給容器1の内圧が負圧状態と正圧状態とに交互に切り替わり、現像剤の排出を適切に行うことが可能となることが確認された。
以上説明した通り、本例では、現像剤補給容器1に吸気動作と排気動作を行う簡易なポンプ部を設けたことで、エアーによる現像剤の解し効果を得ながら、エアーによる現像剤の排出を安定的に行うことができる。
つまり、本例の構成であれば、排出口4aの大きさが極めて小さい場合であっても、現像剤を嵩密度の小さい流動化した状態で排出口4aを通過させることが出来るため、現像剤に大きなストレスをかけることなく、高い排出性能を確保することができる。
また、本例では、容積可変型のポンプ部3aの内部を現像剤収容スペースとして利用する構成としているため、ポンプ部3aの容積を増大させて内圧を減圧させる際に、新たな現像剤収容空間を形成することができる。従って、ポンプ部3aの内部が現像剤で満たされている場合であっても、簡易な構成で、現像剤にエアーを含ませて、嵩密度を低下させることができる(現像剤を流動化させることができる)。よって、現像剤補給容器1に現像剤を従来以上に高密度に充填させることが可能となる。
(カム溝の設定条件の変形例)
次に、図13を用いて駆動変換部を構成するカム溝2eの設定条件の変形例について説明する。まず、前述した図13はカム溝2eの展開図を示したものである。図13に示す駆動変換機構部の展開図を用いて、カム溝2eの形状を変更した場合のポンプ部3aの運転条件に与える影響について説明する。
ここで、図13において、矢印Aは円筒部2kの回転方向(カム溝2eの移動方向)、矢印Bはポンプ部3aの伸張方向、矢印Cはポンプ部3aの圧縮方向を示す。
駆動変換部を構成するカム溝2eは、ギア部2dに入力された回転駆動力を、ポンプ部3aの容積を減少させる力へ変換する第1動作部としてのカム溝2gと、ポンプ部の容積を増加させる力へ変換する第2動作部としてのカム溝2hと、ポンプ部3aを動作させる力へ変換しない非動作部としてのカム溝2iを備えている。すなわち、カム溝2eの構成は、ポンプ部3aを圧縮させる際に使用されるカム溝2gと、ポンプ部3aを伸張させる際に使用するカム溝2hと、前述したポンプ部3aが往復動作しないカム溝2iとなっている。
更に、図13において、円筒部2kの回転方向Aに対するカム溝2gのなす角度をα、カム溝2hのなす角度をβとして、カム溝のポンプ部3aの伸縮方向B、Cにおける振幅(=ポンプ部3aの伸縮長さ)はK1である。
まず、ポンプ部3aの伸縮長さK1に関して説明する。
例えば、伸縮長さK1を短くした場合、即ち、ポンプ部3aの容積可変量が減少してしまうことから、外気圧に対し発生させることができる圧力差も小さくなってしまう。そのため、現像剤補給容器1内の現像剤にかかる圧力が減少し、結果としてポンプ部の1周期(=ポンプ部3aを1往復伸縮)当たりの現像剤補給容器1から排出される現像剤の量が減少する。
このことから、図15に示すように、角度α、βが一定の状態でカム溝の振幅K2をK2<K1に設定すれば、図13の構成に対し、ポンプ部3aを1往復させた際に排出される現像剤の量を減少させることができる。逆に、K2>K1に設定すれば、現像剤の排出量を増加させることも当然可能となる。
また、カム溝の角度α、βに関して、例えば、角度を大きくした場合、円筒部2kの回転速度が一定であれば、現像剤収容部2が一定時間回転した時に移動する係合突起3cの移動距離が増えるため、結果としてポンプ部3aの伸縮速度は増加する。
その一方、係合突起3cがカム溝2g、カム溝2hを移動する際にカム溝2g、カム溝2hから受ける抵抗が大きくなるため、結果として円筒部2kを回転させるのに要するトルクが増加する。
このことから、図16に示すように、伸縮長さK1が一定の状態で、カム溝2gの角度α´、カム溝2hの角度β´を、α´>α及びβ´>βに設定すれば、図13の構成に対しポンプ部3aの伸縮速度を増加できる。その結果、円筒部2kの1回転当たりのポンプ部3aの伸縮回数を増加させることができる。更に、排出口4aから現像剤補給容器1内へ入り込む空気の流速が増加するため、排出口4a周辺に存在する現像剤の解し効果は向上する。
逆に、α´<α及びβ´<βに設定すれば円筒部2kの回転トルクを減少させることができる。また、例えば、流動性の高い現像剤を使用した場合、ポンプ部3aを伸張させた際に、排出口4aから入り込んだ空気により排出口4a周辺に存在する現像剤が吹き飛ばされやすくなる。その結果、排出部4c内に現像剤を十分に貯留することができなくなり、現像剤の排出量が低下する可能性がある。この場合は、本設定によりポンプ部3aの伸張速度を減少させれば、現像剤の吹き飛ばしを抑えることで排出能力を向上することができる。
また、図17に示すカム溝2eのように、角度α<角度βに設定すれば、ポンプ部3aの伸張速度を圧縮速度に対して大きくすることができる。逆に、角度α>角度βに設定すれば、ポンプ部3aの伸張速度を圧縮速度に対して小さくすることができる。
それにより、例えば現像剤補給容器1内の現像剤が高密度状態にある場合、ポンプ部3aを伸張する時よりも圧縮する時の方がポンプ部3aの動作力が大きくなるため、結果としてポンプ部3aを圧縮する時の方が円筒部2kの回転トルクが高くなりやすい。しかし、この場合は、カム溝2eを図17に示す構成に設定すれば、図13の構成に対しポンプ部3aの伸張時における現像剤の解し効果を増加させることができる。更に、ポンプ部3aの圧縮時に係合突起3cがカム溝2eから受ける抵抗が小さくなり、ポンプ部3aの圧縮時における回転トルクの増加を抑制することが可能になる。
なお、図18に示すように、係合突起3cがカム溝2hを通過した直後に、カム溝2gを通過する様にカム溝2eを設けても良い。この場合、ポンプ部3aが吸気動作を行った直後に排気動作に入る構成になる。図13のポンプ部3aが伸張した状態で動作停止する過程が除かれるので、除かれる動作停止の間、現像剤補給容器1内の減圧状態が持続されず、現像剤Tの解し効果が薄れてしまう。しかし、動作停止する過程が除かれるので、円筒部2kが1回転する間に吸排気工程を多く取り入れることができ、多く現像剤Tを排出することができる。
また、図19に示すように、動作停止工程(カム溝2i)を、ポンプ部3aが最も縮んだ状態、もしくはポンプ部3aが最も伸びた状態以外に、排気工程および吸気工程途中にも設けることができる。このことより、必要量の容積可変量に設定することが可能で、現像剤補給容器1内の圧力を調整することができる。
以上のように、図13、図15〜図19のカム溝2eの形状を変更することにより、現像剤補給容器1の排出能力を調整することができるため、現像剤補給装置201から要求される現像剤の量や使用する現像剤の物性等に適宜対応することが可能となる。
以上のように、本例では、搬送部(螺旋状の凸部)3cを回転させるための駆動力とポンプ部3aを往復動させるための駆動力を1つの駆動受入れ部(ギア部2a)で受ける構成としている。従って、現像剤補給容器の駆動入力機構の構成を簡易化することができる。また、現像剤補給装置に設けられた1つの駆動機構(駆動ギア300)により現像剤補給容器へ駆動力を付与する構成としたため、現像剤補給装置の駆動機構の簡易化にも貢献することができる。
また、本例の構成によれば、現像剤補給装置から受けた搬送部を回転させるための回転駆動力を、現像剤補給容器の駆動変換機構により駆動変換する構成としたことで、ポンプ部3aを適切に往復動させることが可能となる。
(位相検知部)
更に現像剤補給容器1は、駆動変換部を構成するカム溝2eのカム溝(第1動作部)2g、カム溝(第2動作部)2h、又はカム溝(非動作部)2iのいずれか1つのカム溝に係合突起3cを回転停止するために溝の位相を検知するための位相検知部(被検知部)6aを有している。
実施例1では、駆動受入れ部を所定位置で回転停止するため、即ち係合突起3cをカム溝の所定位置で停止するために位相検知部6aを現像剤補給容器1に設けた構成を例示している。
この位相検知部6aは、係合突起3cがカム溝2eのうちの非動作部であるカム溝2iに係合している状態で、搬送部2cを有する現像剤補給容器1を回転停止するための位相検知部である。すなわち、この位相検知部である位相検知部6aが、搬送部2cの回転停止のタイミングである現像剤補給容器1の位相(ここでは係合突起3cがカム溝2iに係合している状態)を制御装置(CPU)600に指示する構成である。なお、後述するが、装置本体側には位相検知部6aを検知する検知部600aが設けられている(図20参照)。この検知部600aの検知信号に基づいて、前述したように、制御装置(CPU)600が駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。
図22は、回転制御の流れを説明するフローチャートである。図22を用いて現像剤の補給工程を説明する。
撹拌室内の現像剤中のトナー濃度を検出する磁気センサ800cの出力に応じて、制御装置600が駆動モータ500の回転動作を指示している。
具体的には磁気センサ800cが撹拌室内の現像剤中のトナー濃度をチェックする(S200)。そして、撹拌室内の現像剤中のトナー濃度が薄い場合、制御装置600に駆動モータ500を回転させるよう指示する(S201)。この回転駆動によってギア部2dが回転を始める。次に、ポンプ部3aが動作停止工程である場合(係合突起3cがカム溝2iに係合している場合)は、位相検知部6aが制御装置600に駆動モータ500を停止するように指示する(S202)。一方、ポンプ部3aが動作停止工程ではない場合(係合突起3cがカム溝2iに係合していない場合)は、この駆動モータ500は回転し続ける。そして、この駆動モータ500の回転駆動停止によってギア部2dの回転が停止される(S203)。この一連の動作(S200〜S203)後に、再度磁気センサ800cが撹拌室内の現像剤中のトナー濃度をチェックする(S200)。そこで、撹拌室内の現像剤中のトナー濃度が十分である場合、この一連の現像剤補給工程が終了し、撹拌室内の現像剤中のトナー濃度が不十分である場合、再度S200〜S203を繰り返す。
なお、現像剤補給容器からの1回(吸気工程から排気行程へのポンプ部の一往復の動作)の現像剤の排出量は一定(5g)であるが、受け側となる現像剤補給装置側の必要な現像剤の補給量に影響を与えることはない。例えば、受け側となる現像剤補給装置側のトナー濃度が十分でない場合(図22、S200、NO)、受け側の現像剤の必要な補給量としては一定量(5g)の場合もあれば、一定量(5g)以下の場合もある。ここで、受け側の現像剤の必要な補給量が前述の一定量以下の場合、現像剤補給容器から一定量の現像剤が排出され、受け側に補給された現像剤の量は足らない分より多く補給されることとなる。しかしながら、この現像剤補給容器からの現像剤の補給により、受け側の画像形成に影響を与えることはない。
図20は、現像剤補給容器と現像剤補給装置を示す拡大断面図である。図21(a)は駆動モータ回転時の位相検知部位置構成を示す拡大部分図、図21(b)は駆動モータ回転停止時の位相検知部位置構成を示す拡大部分図、図21(c)は駆動モータ回転停止時の位相検知部位置構成の1例を示す拡大部分図である。駆動モータ500の回転時と回転停止時における位相検知部6aの位置構成を図21(a)、(b)を用いて説明する。
本例では、現像剤補給容器1が有する位相検知部6aを検知する検知部600aは光学式のフォトセンサを用いている。回転している現像剤補給容器1を停止する動作を行う場合には、回転する現像剤補給容器1と一体に回転移動する位相検知部6aによって隠し部600bを持ち上げて検知部600aを遮ると、駆動モータ500の回転を停止させる信号が制御装置600から出力される。その信号の出力により、駆動モータ500の回転が停止する。本実施例では、信号の出力から駆動モータ500の停止までの時間はほぼ0秒であり、ほぼ信号の出力と同時に停止するものである。一方、位相検知部6aによって、検知部600aを遮らない場合には、遮るまで、駆動モータ500は回転し続ける構成となっている。図21(a)は、ポンプ部3aが動作停止工程で、位相検知部6aによって隠し部600bを持ち上げて検知部600aを遮っている状態である。図21(b)は、ポンプ部3aが動作停止工程でなく(排気工程もしくは吸気工程)、位相検知部6aによって隠し部600bを持ち上げておらず検知部600aが遮られていない状態である。つまり、位相検知部6aによって隠し部600bを持ち上げ検知部600aを遮ることで、制御装置600に駆動モータ500の回転駆動を停止させる指示を出す構成となっている。
以上のように、ポンプ部3aが回転開始をする際に、ポンプ部の伸縮状態が毎回同じ状態から補給動作に入るため、補給開始時の補給の状態のばらつきを小さくすることができる。
そこで、本発明者はポンプ部3aの停止位置が毎回決まっている場合とそうでない場合で上述した効果があるか、考察した。
この考察において、停止位置が毎回決まっている場合とは、吸気工程途中に回転停止した場合と、排気工程途中に回転停止した場合と、動作停止工程途中に回転停止した場合である。またそうでない場合とは、吸気工程、排気工程、動作停止工程のどこで停止するかを制御せずに、毎回ランダムに停止した場合である。
吸気工程途中に回転停止した場合は、容器が半回転する間に吸気工程、排気工程、動作停止工程、吸気工程の順でポンプ部3aが動作して、その間、排出口から現像剤が排出される。同様に、排気工程途中に回転停止した場合は、容器が半回転する間に排気工程、動作停止工程、吸気工程、排気工程の順でポンプ部3aが動作して、その間、排出口から現像剤が排出される。また、動作停止工程途中に回転停止した場合は、容器が半回転する間に動作停止工程、吸気工程、排気工程、動作停止工程の順でポンプ部3aが動作して、排出口から現像剤が排出される。
なお、停止位置が毎回決まっている場合の容器の回転停止は、容器が半回転する毎(ポンプ部が1往復する毎)に、各工程の工程途中にそれぞれ行われるものとする。すなわち、吸気工程から次の吸気工程までの容器の半回転の場合には吸気工程途中に回転停止し、排気工程から次の排気工程までの容器の半回転の場合には排気工程途中に回転停止し、動作停止工程から次の動作工程途中までの容器の半回転の場合には動作停止工程途中に回転停止する。一方、停止位置が毎回ランダムにかわる場合の容器の停止位置は、上記いずれかの工程途中にランダムに停止するものとする。
吸気工程、排気工程、動作停止工程のどこで停止するかを制御せずに、容器の停止位置が毎回ランダムにかわると、現像剤の排出量がばらつき、安定しない。これは、吸気工程途中に回転停止した場合と、排気工程途中に回転停止した場合と、動作停止工程途中に回転停止した場合とで、容器の半回転毎の現像剤の排出量が異なるためであると考えられる。一方、各工程途中で回転停止させた場合、各工程ごとの現像剤の排出量は、停止位置が毎回ランダムにかわる場合ほどのばらつきはなく、安定している。
そのため、上記考察の結果から、排気工程、吸気工程、動作停止工程のいずれか1つの工程中に搬送部2cを回転停止することで、現像剤の排出量のばらつきが抑制でき、安定する。
より好ましくは、吸気工程又は動作停止工程のいずれかの工程中に駆動受入れ部を回転停止することで、現像剤の排出性のばらつきがより抑制でき、より安定する。例えば、現像剤補給動作後、長期間放置されたような場合、ポンプ部の引き動作(吸気動作)から開始して容器内の現像剤を解し、その後排気工程で排出する方が、排出口(開口)の閉塞に対しては安定性がある。そのため、ポンプ部の動作開始は引き動作(吸気動作)から開始するのが現像剤による排出口の閉塞に対しては信頼性が高く、排気工程途中で止めてしまうと、次の動作開始も押し動作(排気工程)からの開始となるため、好ましくない。なお、吸気工程中に駆動受入れ部を停止する場合には、予め設定した同じ位置に停止させるように位相検知部6aの検知に基づいて駆動モータ500を停止させる構成にする。
更に好ましくは、動作停止工程の工程中に駆動受入れ部を回転停止することで、現像剤の排出性のばらつきが更に抑制でき、更に排出性が安定する。これは、容器内の内圧が減少する吸気工程において動作を停止すると、容器内は減圧状態ではあるものの、徐々に大気圧に近づいていき、その状態で次の動作時に吸気工程途中から回転が開始された場合、容器内の内圧の減少値が最大値まで上昇せず、現像剤の解し効果が少なくなり、現像剤の排出量が不安定になる場合がある。特に長期間放置された場合は尚更である。そのため、常に吸気工程の解し効果を最大限に発揮させるためには、排出工程が終了し、且つ吸気工程が開始する前の動作停止工程の工程中に駆動受入れ部の回転を停止させるのが最も現像剤の解し効果が発揮される。すなわち、回転停止位置を動作停止工程に絞った場合において、ポンプ部の容積が減少から増加に転じる間の動作停止工程で停止させることが最も好ましい。
以上のように、排気工程、吸気工程、動作停止工程のいずれか1つの工程中に駆動受入れ部を回転停止することで、毎回の停止位置を一定の位置に決めていない場合に比べて、現像剤の排出性のばらつきが抑制でき、安定する。より好ましくは、吸気工程又は動作停止工程のいずれかの工程中に駆動受入れ部を回転停止することで、現像剤の排出性のばらつきがより抑制でき、より安定する。
そして、更に好ましくは、回転停止位置を動作停止工程に絞った場合、吸気工程途中や排気工程途中で回転停止した現像剤の排出量にならず、動作停止工程途中で回転停止した現像剤の排出量となる。そのため、現像剤の排出性のばらつきを更に抑制でき、現像剤の排出量が更に安定する。特に、回転停止位置を動作停止工程に絞った場合、現像剤を解する吸気動作も現像剤を排出する排気動作も行っていないため、これらに比べて特に現像剤の排出量が安定する。
本例では、駆動モータ500を停止させたい場合に、検知部600aを遮ることで、制御装置600に駆動モータ500の回転駆動を停止させる指示を出したが、検知部600aを遮る場合に駆動モータ500は回転し続け、検知部600aを遮らない場合に駆動モータ500の回転を停止させる構成にすることも可能である。その場合、回転時にポンプ部3aが動作停止工程でない状態、回転停止時にポンプ部3aが動作停止工程である状態にカム溝2eを配置しなければならない。また、位相検知部6aも同様に、回転時に検知部600aを遮り、回転停止時に検知部600aを遮らない位置に配置しなければならない。
さらに、本例では、図21(a)、(b)に示すように、検知部600aを遮るために隠し部600bを用いているが、図21(c)に示すように、隠し部600bを用いずとも位相検知部6aのみで検知部600aを遮る構成とすることが可能である。また、本例では検知部600aにフォトセンサを用いたが、これに限らず、例えば市販のマイクロスイッチ等を用いてもよい。
以上のように、本例では、ポンプ部3aが動作停止工程である状態で駆動モータ500の回転停止を指示する位相検知部6aを現像剤補給容器1に設けた構成としている。また、本例の位相検知部6aは、現像剤補給容器1の円筒部2kと連動して回転する凹凸を持った構成である。これにより、ポンプ部3aが動作停止工程にいる際に搬送部2cを有する現像剤補給容器1の回転が停止される。このため、ポンプ部の往復動作による容積可変量が異なってしまうことを抑制し、現像剤補給容器の排出口から現像剤補給装置への現像剤の排出性が不安定になることを抑制することができる。すなわち、本例によれば、毎回決まった容積可変量を行うことが可能となり、排出口からの現像剤の排出性が向上する。
また、本例では、図20に示すように、位相検知部である位相検知部6aを、装置本体100に対する現像剤補給容器1の挿入方向(図8(a)のX方向)において駆動変換部であるカム溝2eより下流側に設けている。これにより、現像剤補給容器の容積を確保することができる。また、容器装着時の本体側のギアとの干渉を考慮すると、容器本体部や駆動受入れ部より外形側に突出させたくないため、前述のカム溝2eより容器挿入方向下流側の位置が好ましい。また、カム溝2eが容器取り出し方向最下流側に位置することとなるため、往復動部材3bを小型化でき、容器全体をコンパクトにできる。
また、本例では、円筒部2k(搬送部2c)が1回転する間にポンプ部3aを複数周期動作させているのが、図21(a)、図21(c)に示すように、被検知部としての位相検知部6aを、搬送部2cが1回転する間のポンピング回数(往復動の数)と同じ数設けている。これにより、吸気工程、排気工程、動作停止工程の一サイクル毎に回転停止の制御ができるので、現像剤の補給時の定量性が向上する。
また、現像剤補給容器は完全な密閉容器ではないため、ポンプ部の容積変化量は同じでも、ポンプ部を往復動させた際の速度が遅い場合と速い場合とでは、達する圧力のピークが変わってしまう。そのため、ポンプ部が動作する際の速度はある程度一定となるように制御することが好ましい。そこで、被検知部としての位相検知部6aは、回転開始後、ポンプ部が第1動作部(排気工程)に到達する前に回転速度が所望速度になるように、非動作部でポンプ部を停止させる構成としている。この構成によれば、現像剤を補給する工程であるポンプ部の排気工程の際に搬送部が所望の速度に達していることとなる。そのため、回転速度が所望速度以下でポンプ部の動作部に達して十分な吸気工程が行われずに現像剤の補給量が不安定になるのを防止できる。すなわち、この構成によれば、現像剤の補給量がより安定し、その排出性がより向上する。
〔実施例2〕
次に、実施例2の構成について図23、図24を用いて説明する。図23(a)は実施例2に係るポンプ部が使用上最大限伸張された状態の部分図、図23(b)はポンプ部が使用上最大限収縮された状態の部分図である。また、図24(a)は図23(a)の保護部材3eを取り除いた部分図、図24(b)は図23(b)の保護部材3eを取り除いた部分図である。
本例では、上述した実施例1と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
前述した実施例1では、被検知部としての位相検知部6aを、回転する現像剤補給容器1の円周面上に設け、現像剤補給容器1の円筒部2kと連動して回転する構成を例示した。これに対し、本例では、被検知部としての往復動指示部6bを、往復動する往復動部材3bに設け、往復動部材3bと連動して往復動する構成を例示している。その他の構成は実施例1とほぼ同様である。
本例では、往復動部材3bが往復動指示部6bと一体になっており、実質、往復動部材3bが往復動指示部6bの役割を担っている。図23(a)に示すように、ポンプ部3aが最も伸びた状態では、往復動指示部6bは保護部材3eの内側に隠れて現像剤補給容器1の外観から見ることができない状態になっている。次に、図23(b)に示すようにポンプ部3aが最も縮んだ状態では、往復動指示部6bは保護部材3eから露出して現像剤補給容器1の外観から見ることができる状態になっている。
図23(a)、(b)に示すように、往復動部材3bの往復動作に連動して往復動指示部6bが現像剤補給容器1の表面上に露出することで検知部600aを遮り、制御装置600に駆動モータ500を停止するように指示するように構成されている。なお、往復動指示部6bはポンプ部3aが動作停止工程にいる場合(係合突起3cがカム溝2iに係合している状態)に回転停止指示を出す構成である。
図23、図24に示すカム溝2eは図18の構成だが、この構成に限らず、図13、図15、図16、図17、図19のカム溝2iで回転停止を指示する構成でも構わない。さらに、往復動指示部6bが現像剤補給容器1の表面上に露出する場合に回転停止を指示する構成に限らず、常に往復動指示部6bが現像剤補給容器1の外観から見ることができる状態であってもよい。つまり、本例では往復動指示部6bを往復動部材3bの最もギア部2dに近い位置に配置しているが、往復動部材3bの動作に連動して往復動指示部6bが検知部600aによる検知位置と検知位置から退避した非検知位置に移動する構成であれば、往復動部材3bのどこにでも往復動指示部6bを配置できる。
以上のように、本例においても、実施例1と同様に、ポンプ部3aが動作停止工程である状態で制御装置600に駆動モータ500を停止するように指示することができる。そのため、実施例1と同様の効果が得られる。また、本例では、ポンプ部3aが動作停止工程である状態を判断するための検知部600aは、往復動部材3bの円筒部2kの回転軸方向距離間に配置することが可能なので、設計の自由度が見込める。
〔実施例3〕
前述した実施例では、駆動変換部であるカム溝2eが、ポンプ部3aを動作させる力へ変換しない非動作部であるカム溝2iを有する構成を例示したが、これに限定されるものではない。駆動変換部が非動作部を持たない構成であっても良い。すなわち、駆動変換部であるカム溝2eが、ポンプ部3aの容積を減少させる力へ変換する第1動作部であるカム溝2gと、ポンプ部3aの容積を増加させる力へ変換する第2動作部であるカム溝2hを備えた構成であっても良い。
この場合、駆動変換部であるカム溝2eのうち、第1動作部であるカム溝2g又は第2動作部であるカム溝2hのいずれかのカム溝中に回転停止するための位相検知部を設けた構成とする。すなわち、ポンプ部3aが排気工程又は吸気工程のいずれか一方の工程である状態で駆動モータ500の回転停止をするための位相検知部を設けた構成とする。
より好ましくは、駆動変換部であるカム溝2eのうちの第2動作部であるカム溝2hで回転停止するための位相検知部を設けた構成とする。すなわち、ポンプ部3aが吸気工程である状態で駆動モータ500の回転停止をするための位相検知部を設けた構成とする。
この構成によっても、前述した実施例と同様に、ポンプ部の往復動作による容積可変量が異なってしまうことを抑制し、排出口からの現像剤の排出性が不安定になることを抑制することができる。
〔他の実施例〕
前述した実施例では、図19等に示すように、位相検知部である位相検知部6aは、現像剤補給容器1(円筒部2k)の円周面上の凸である構成を例示したが、これに限定されるものではない。図25に示すように、位相検知部である位相検知部6aは、現像剤補給容器1(円筒部2k)の円周面上の凹である構成であっても良い。図25(a)は、現像剤補給容器と現像剤補給装置を示す拡大断面図、図25(b)は駆動モータ回転時の位相検知部位置構成を示す拡大部分図、図25(c)は駆動モータ回転停止時の位相検知部位置構成を示す拡大部分図である。このように構成しても、位相検知部が凸である構成を例示して説明した実施例と同様の効果が得られる。
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる現像剤補給容器或いは現像剤補給システムに本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。