JP2018128611A - 現像剤補給容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で安定した現像剤の排出を可能とすると共に、ポンプ部の伸縮動作時の動作音を低減することのできる現像剤補給容器を提供する。
【解決手段】現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器1は、現像剤を収容し、現像剤を排出する排出口4aを備えた現像剤収容部1aと、現像剤収容部1aに収容された現像剤を排出口4aに向けて搬送するための回転駆動力が入力されて回転する回転部2と、回転部2の回転軸線方向に沿う方向に伸縮して排出口4aを介した現像剤収容部1aの内外での吸気及び排気を行う、係合部3eを備えたポンプ部3と、ポンプ部3を伸縮動作させる、被係合部8aを備えたポンプ駆動部8と、を有し、ポンプ部3は、係合部3eと被係合部8aとが係合し、回転部2の回転に伴ってポンプ部3がポンプ駆動部8に対し相対的に回転することで伸縮動作する構成とする。
【選択図】図10
【解決手段】現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器1は、現像剤を収容し、現像剤を排出する排出口4aを備えた現像剤収容部1aと、現像剤収容部1aに収容された現像剤を排出口4aに向けて搬送するための回転駆動力が入力されて回転する回転部2と、回転部2の回転軸線方向に沿う方向に伸縮して排出口4aを介した現像剤収容部1aの内外での吸気及び排気を行う、係合部3eを備えたポンプ部3と、ポンプ部3を伸縮動作させる、被係合部8aを備えたポンプ駆動部8と、を有し、ポンプ部3は、係合部3eと被係合部8aとが係合し、回転部2の回転に伴ってポンプ部3がポンプ駆動部8に対し相対的に回転することで伸縮動作する構成とする。
【選択図】図10
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、あるいはこれらの機能を複数備えた複合機などの画像形成装置における現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器に関するものである。
従来、電子写真複写機などの画像形成装置では、微粉末の現像剤が使用されている。このような画像形成装置では、画像形成に伴い消費される現像剤が、現像剤補給容器から補給される。
特許文献1では、現像剤補給装置の駆動部から入力された回転駆動力をポンプ部を伸縮動作させる駆動力へ変換する駆動変換機構を備えた現像剤補給容器が開示されている。現像剤は、ポンプ部の駆動により次の2つの工程を経て、現像剤補給容器から排出される。第1の工程として、ポンプ部が伸張することにより、現像剤補給容器内の気圧が大気圧よりも低い状態になり、現像剤収容部内に空気が取り込まれて現像剤補給容器の現像剤が流動化される。次に、第2の工程として、ポンプ部が圧縮さることにより、現像剤補給容器内の気圧が大気圧よりも高い状態になり、現像剤補給容器内外の圧力差により、現像剤が現像剤補給容器から押し出されて排出される。この2つの工程を交互に繰り返すことで、現像剤が安定して排出される。
しかしながら、従来の現像剤補給容器の構成では、ポンプ部の伸縮動作時の動作音が比較的大きくなりやすい。
したがって、本発明の目的は、簡易な構成で安定した現像剤の排出を可能とすると共に、ポンプ部の伸縮動作時の動作音を低減することのできる現像剤補給容器を提供することである。
上記目的は本発明に係る現像剤補給容器にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、現像剤を収容し、現像剤を排出する排出口を備えた現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記排出口に向けて搬送するための回転駆動力が入力されて回転する回転部と、前記回転部の回転軸線方向に沿う方向に伸縮して前記排出口を介した前記現像剤収容部の内外での吸気及び排気を行う、係合部を備えたポンプ部と、前記ポンプ部を伸縮動作させる、被係合部を備えたポンプ駆動部と、を有し、前記ポンプ部は、前記係合部と前記被係合部とが係合し、前記回転部の回転に伴って前記ポンプ部が前記ポンプ駆動部に対し相対的に回転することで伸縮動作することを特徴とする現像剤補給容器である。
本発明によれば、簡易な構成で安定した現像剤の排出を可能とすると共に、ポンプ部の伸縮動作時の動作音を低減することができる。
以下、本発明に係る現像剤補給容器を図面に則して更に詳しく説明する。
[実施例1]
1.画像形成装置
図1は、本実施例の現像剤補給容器が着脱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100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を用いた複写機である。
1.画像形成装置
図1は、本実施例の現像剤補給容器が着脱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100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を用いた複写機である。
画像形成装置100は、ドラム型の感光体(電子写真感光体)104を有する。感光体104は、図1中の矢印R1方向(時計回り)に回転駆動される。感光体104の周りには、帯電手段としての帯電器203、現像手段としての現像器201、クリーニング手段としてのクリーナ部202などの画像形成プロセス機器が配置されている。
また、画像形成装置100は、原稿台ガラス102を有し、この原稿台ガラス102上に原稿Gが置かれる。そして、原稿Gの画像情報に応じた光像が、光学部103の複数のミラーMrとレンズLnとによって、予め帯電器203によって一様に帯電された感光体104上に結像されることにより、感光体104上に静電潜像(静電像)が形成される。この感光体104上に形成された静電潜像は、乾式の現像器(1成分現像器)201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)を用いて現像(可視化)され、感光体104上にトナー像(現像剤像)が形成される。
画像形成装置100には、記録媒体(以下、「シート」ともいう。)Pを収容するカセット105〜108が設けられている。これらカセット105〜108のうち、画像形成装置100に設けられた操作部(図示せず)などからユーザーなどの操作者によって入力された情報や、原稿Gのサイズに基づいて選択されたカセットから、シートPが給送される。シートPとしては、記録用紙、OHPシートなどが適宜使用される。給送分離装置105A〜108Aにより搬送された1枚のシートPが、搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送される。そして、このシートPが、感光体104の回転や光学部103のスキャンのタイミングと同期がとられて転写部に搬送される。
転写部では、転写帯電器111、分離帯電器112が感光体104に対向して配置されている。感光体104上に形成されたトナー像は、転写部において転写帯電器111によってシートPに静電的に転写される。転写後に感光体104上に残留したトナー(転写残トナー)は、クリーナ部202によって感光体104上から除去されて回収される。そして、トナー像が転写されたシートPは、分離帯電器112によって感光体104から分離される。感光体104から分離されたシートPは、搬送部113により定着部114へと搬送され、定着部114において熱及び圧力によりトナー像が定着(溶融固着)される。
その後、片面コピーの場合には、シートPは、排出反転部115を通過し、排出ローラ116により画像形成装置100の装置本体101の外部に設けられた排出トレイ117へ排出される。また、両面コピーの場合には、シートPは、排出反転部115を通り、一度排出ローラ116により一部が装置本体101の外部へ排出される。そして、このシートPは、その終端がフラッパ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が制御されると共に排出ローラ116が逆回転されることにより、再度装置本体101の内部へと搬送される。その後、このシートPは、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経て排出トレイ117へ排出される。
2.現像器
次に、本実施例における現像器201について更に説明する。図2(a)は、本実施例における現像器201の要部の概略断面図である。
次に、本実施例における現像器201について更に説明する。図2(a)は、本実施例における現像器201の要部の概略断面図である。
現像器201は、現像容器201a、現像ローラ201f、撹拌部材201c、及び送り部材201d、201eを有する。本実施例では、現像器201には、後述する現像剤補給容器(トナーカートリッジ)1が装着された現像剤補給装置20から、現像剤Tとして1成分磁性トナーが補給される。
現像器201に補給された現像剤Tは、撹拌部材201cにより撹拌され、送り部材201d、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。
また、現像器201には、現像ローラ201f上の現像剤Tのコート量を規制する現像ブレード201gが現像ローラ201fに接触して配置されている。また、現像器201には、現像ローラ201fと現像容器201aとの間からの現像剤Tの漏れを防止するために、漏れ防止シート201hが現像ローラ201fに接触して配置されている。
なお、本実施例では、現像器201は1成分現像器であり、現像剤補給容器1から現像器201に補給される現像剤Tは1成分磁性トナーであるが、これに限定されるものではない。具体的には、現像器201は、1成分非磁性トナーを用いて現像を行う1成分現像器であってもよく、この場合現像器201には現像剤Tとして1成分非磁性トナーが補給されることになる。また、現像器201は、磁性キャリアと非磁性トナーとを混合した2成分現像剤を用いて現像を行う2成分現像器であってもよく、この場合現像器201には現像剤Tとして非磁性トナーが補給されることになる。なお、この場合、現像器201に現像剤Tとして非磁性トナーと共に磁性キャリアも併せて補給されてもよい。
3.現像剤補給装置
次に、現像剤補給装置20について説明する。図2(b)は、現像剤補給容器1が装着される現像剤補給装置20の装着部10の斜視図、図2(c)は、装着部10の断面図である。また、図3は、駆動系及び制御系の模式図と共に示す、現像剤補給容器1が装着された現像剤補給装置20の一部の断面図である。
次に、現像剤補給装置20について説明する。図2(b)は、現像剤補給容器1が装着される現像剤補給装置20の装着部10の斜視図、図2(c)は、装着部10の断面図である。また、図3は、駆動系及び制御系の模式図と共に示す、現像剤補給容器1が装着された現像剤補給装置20の一部の断面図である。
現像剤補給装置20は、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、を有する。
現像剤補給容器1は、装着部10に対して図2(c)中の矢印M方向へと挿入されて装着される。現像剤補給容器1は、その長手方向がこの矢印M方向と略一致するように装着部10に装着される。また、後述するように、現像剤補給容器1の後述する収容室2(図6(a))は、現像剤補給容器1の長手方向、すなわち、矢印M方向と略平行な回転軸線の周りを回転する。なお、この矢印M方向は、後述する図7(b)中の矢印Xで示す現像剤搬送方向(以下、「現像剤搬送方向X」ともいう。)と略平行である。なお、現像剤補給容器1の装着部10からの取り出し方向は、矢印M方向とは反対方向となる。
装着部10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の後述するフランジ部4の保護部材8(図6(a))と当接することで該保護部材8などの回転方向への移動を規制するための回転規制部(保持機構)11を有する。また、装着部10は、図2(c)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に設けられた孔である排出口4a(図6(b))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孔である現像剤受入れ口13を有する。現像剤補給容器1の排出口4aから排出された現像剤が、現像剤受入れ口13を通してホッパ10aへと供給される。本実施例では、排出口4aの直径は、装着部10内の現像剤による汚れを抑制するべく、排出口4aを微細口(ピンホール)とするために、約2mmに設定されている。なお、現像剤受入れ口13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。ホッパ10aは、図3に示すように、現像器201へ現像剤を搬送するための搬送スクリュー10bと、現像器201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と、を有する。
また、装着部10は、図2(b)、(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を有する。この駆動ギア300は、図3に示すように駆動モータ500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に装着(セット)された状態の現像剤補給容器1に対し回転駆動力を付与する。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。制御装置600は、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。なお、本実施例では、駆動ギア300は、駆動モータ500の制御を簡易化するため、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。したがって、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に付与する構成と比べて、現像剤補給装置20の駆動機構の簡易化を図ることができる。
本実施例では、装着部10、ホッパ10a、駆動モータ500、制御装置600などを有して現像剤補給装置20が構成され、その装着部10に現像剤補給容器1が着脱可能に装着される。
4.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、装置本体101に設けられた交換カバー(図示せず)を開き、現像剤補給容器1(図6(a))を現像剤補給装置20の装着部10へと挿入して、装着する。この装着動作に伴い、現像剤補給容器1の後述するフランジ部4の保護部材8(図6(a))が、現像剤補給装置20の装着部10に保持されて、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。
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、装置本体101に設けられた交換カバー(図示せず)を開き、現像剤補給容器1(図6(a))を現像剤補給装置20の装着部10へと挿入して、装着する。この装着動作に伴い、現像剤補給容器1の後述するフランジ部4の保護部材8(図6(a))が、現像剤補給装置20の装着部10に保持されて、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内の現像剤が空になった場合には、操作者が交換カバーを開き、現像剤補給装置20の装着部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へと挿入して、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の取り出しから再装着に至る交換作業が終了する。
5.現像剤補給制御
次に、現像剤補給装置20による現像剤補給制御について説明する。図4は、制御系による現像剤補給制御の流れを示すフローチャート図である。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。
次に、現像剤補給装置20による現像剤補給制御について説明する。図4は、制御系による現像剤補給制御の流れを示すフローチャート図である。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。
本実施例では、現像剤センサ10dの出力に応じて制御装置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なっている。具体的には、まず、現像剤センサ10dがホッパ10a内の現像剤量(現像剤残量、現像剤収容量)をチェックする(S100)。そして、制御装置600は、現像剤センサ10dにより検出された現像剤量が所定量未満であると判定した場合、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させる(S101)。なお、制御装置600は、現像剤センサ10dにより現像剤が検出されなかった場合、現像剤センサ10dにより検出された現像剤量が所定量未満であると判定する。制御装置600は、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量が所定量に達したと判定した場合、駆動モータ500の駆動をオフし、現像剤の補給動作を停止させる(S102)。なお、制御装置600は、現像剤センサ10dにより現像剤が検出された場合、現像剤センサ10dにより検出された現像剤量が所定量に達したと判定する。この補給動作の停止により、一連の現像剤補給制御が終了する。このような現像剤補給制御は、画像形成に伴い現像剤が消費されてホッパ10a内の現像剤量が所定量未満となると、繰り返し実行される。
なお、本実施例では、現像剤補給装置20は、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201へ補給する。しかし、これに限定されるものではなく、次のような構成としてもよい。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から現像器へ直接的に現像剤を補給する構成である。図5に示す例は、現像器として2成分現像器800を用いた例である。この現像器800は、現像剤が補給される撹拌室と、現像スリーブ800aへ現像剤を供給する現像室と、を有しており、撹拌室と現像室とにはそれぞれ現像剤搬送方向が互いに逆向きとなる撹拌スクリュー800bが設置されている。そして、撹拌室と現像室とは長手方向の両端部において互いに連通しており、現像剤はこれらの2つの室を循環搬送される。また、撹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。この構成の場合、現像剤補給容器1から補給される現像剤は、非磁性トナー、又は非磁性トナー及び磁性キャリアとなる。
本実施例では、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、後述するポンプ部3による吸排気動作によって排出口4aから排出されるため、現像剤の排出量のばらつきを抑えることができる。したがって、上述の図5の例のようにホッパ10aを省いた場合でも、現像器に現像剤を安定的に補給することが可能である。
6.現像剤補給容器の概略構成
次に、図6、図7を参照して、現像剤補給容器1の概略構成について説明する。図6(a)は、現像剤補給容器1の全体斜視図、図6(b)は、図6(a)中の矢印S方向から見た現像剤補給容器1の排出口4aの周辺の拡大図、図6(c)は、図2(b)中の矢印Q方向から見た現像剤補給容器1を装着した状態の装着部10の正面図である。また、図7(a)は、図6(a)中のA−A線(後述する収容室2の回転軸線を含む垂直面)で切った現像剤補給容器1の一端部(後述するフランジ部4側の端部)の断面を示す斜視図、図7(b)、(c)は、その断面を示す断面図である。なお、図7(b)は、後述するポンプ部3が使用上最大限伸張された状態、図7(c)は、ポンプ部3が使用上最大限圧縮された状態を示している。
次に、図6、図7を参照して、現像剤補給容器1の概略構成について説明する。図6(a)は、現像剤補給容器1の全体斜視図、図6(b)は、図6(a)中の矢印S方向から見た現像剤補給容器1の排出口4aの周辺の拡大図、図6(c)は、図2(b)中の矢印Q方向から見た現像剤補給容器1を装着した状態の装着部10の正面図である。また、図7(a)は、図6(a)中のA−A線(後述する収容室2の回転軸線を含む垂直面)で切った現像剤補給容器1の一端部(後述するフランジ部4側の端部)の断面を示す斜視図、図7(b)、(c)は、その断面を示す断面図である。なお、図7(b)は、後述するポンプ部3が使用上最大限伸張された状態、図7(c)は、ポンプ部3が使用上最大限圧縮された状態を示している。
現像剤補給容器1は、中空円筒状の収容室2を有する。つまり、収容室2は、主に概略円筒状の円筒部2kで構成されている。収容室2の内周面には、搬送部として機能する搬送突起2cが一体的に形成されている。また、収容室2の長手方向の一端部、より詳細には現像剤搬送方向Xの下流側端部(以下、「先端」ともいう。)側の内部には、搬送部材として機能する搬送板6が配置されている。
また、現像剤補給容器1は、収容室2の先端側に、フランジ部4を有する。フランジ部4は、上述した排出口4aが設けられた排出室4c、この排出室4cに接続されたポンプ部3、排出口4aを開閉するシャッタ4b、及びポンプ部3などを覆って保護する保護部材8などを有して構成される。
フランジ部4の排出室4c、シャッタ4b及び保護部材8は、現像剤補給容器1が現像剤補給装置20に装着された状態で現像剤補給装置20に対して回転しない非回転部を構成する。一方、収容室2及びその内部に配置された搬送板6は、フランジ部4の排出室4c、シャッタ4b及び保護部材8に対して相対的に回転可能な回転部を構成する。この回転部を構成する収容室2及び搬送板6は、現像剤収容部1aに収容された現像剤を排出口4aに向けて搬送するための回転駆動力が入力されて回転する。また、詳しくは後述するように、ポンプ部3は、収容室2及びその内部に配置された搬送板6と一体的に回転するように構成されている。
なお、収容室2の断面形状を、後述する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、例えば、楕円形状や多角形状としてもよい。
本実施例では、現像剤補給容器1は、現像剤補給装置20に装着された状態で収容室2と排出室4cとが略水平方向に並ぶように構成されている。つまり、収容室2は、その略水平方向の長さがその略鉛直方向の長さよりも充分に長く、その略水平方向の一端部側(先端側)が排出室4cと接続されている。したがって、現像剤補給容器1が現像剤補給装置20に装着された状態で排出室4cの鉛直上方に収容室2が位置するような構成と比べて、排出口4aの上に存在する現像剤の量を少なくすることができる。そのため、排出口4aの近傍の現像剤が圧密され難く、後述する吸排気動作を円滑に行うことが可能となる。
本実施例では、主に収容室2及び排出室4cが、内部に現像剤を収容する内部空間(現像剤収容空間)を備えた現像剤収容部1aとして機能する。
7.現像剤補給容器の材質
本実施例では、現像剤補給容器1は、ポンプ部3により現像剤補給容器1内の容積が変化させられることにより、排出口4aから現像剤を排出する。そのため、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するものを採用することが好ましい。また、本実施例では、現像剤補給容器1は、外部とは実質的に排出口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ている。つまり、本実施例では、ポンプ部3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ので、現像剤補給容器1には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、本実施例では、収容室2及び排出室4cの材質としてポリスチレン樹脂を用い、ポンプ部3の材質としてポリプロピレン樹脂を用いている。
本実施例では、現像剤補給容器1は、ポンプ部3により現像剤補給容器1内の容積が変化させられることにより、排出口4aから現像剤を排出する。そのため、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するものを採用することが好ましい。また、本実施例では、現像剤補給容器1は、外部とは実質的に排出口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ている。つまり、本実施例では、ポンプ部3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ので、現像剤補給容器1には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、本実施例では、収容室2及び排出室4cの材質としてポリスチレン樹脂を用い、ポンプ部3の材質としてポリプロピレン樹脂を用いている。
なお、収容室2及び排出室4cの材質としては、容積変化に耐えうる材質であれば、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、ポリプロピレンなどの他の樹脂を使用することも可能である。また、収容室2及び排出室4cは、金属製であってもよい。また、ポンプ部3の材質は、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質であればよい。例えば、ポンプ部3は、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、ポリエチレンなどを肉薄で形成したものでもあってもよい。また、ポンプ部3の材質としては、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。
また、ポンプ部3、収容室2、排出室4cは、それぞれが上述した機能を満たすのであれば、樹脂材料の厚みを調整するなどして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などを用いて一体的に成形してもよい。
8.フランジ部
次に、フランジ部4について説明する。図7(b)に示すように、フランジ部4には、収容室2から搬送されてきた現像剤を一時的に収容するための中空の排出室4cが設けられている。この排出室4cの底部には、現像剤補給容器1の外部への現像剤の排出を許容する、つまり排出室4cから現像剤補給装置20のホッパ10aへ現像剤を補給するための孔である排出口4aが形成されている。排出口4aの上部には、排出前の現像剤を一定量貯留可能な現像剤貯留部4dが設けられている。現像剤貯留部4dは、排出室4cの一部を構成する。
次に、フランジ部4について説明する。図7(b)に示すように、フランジ部4には、収容室2から搬送されてきた現像剤を一時的に収容するための中空の排出室4cが設けられている。この排出室4cの底部には、現像剤補給容器1の外部への現像剤の排出を許容する、つまり排出室4cから現像剤補給装置20のホッパ10aへ現像剤を補給するための孔である排出口4aが形成されている。排出口4aの上部には、排出前の現像剤を一定量貯留可能な現像剤貯留部4dが設けられている。現像剤貯留部4dは、排出室4cの一部を構成する。
また、図7(a)に示すように、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(図2(b))と突き当たる。これにより、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、収容室2の回転軸線方向に沿って図2(c)中の矢印M方向とは逆方向へと、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(図2(c))と位置が合致している。そのため、排出口4aと現像剤受入れ口13とが互いに連通した状態となり、現像剤補給容器1から現像剤補給装置20のホッパ10aへの現像剤の補給が可能な状態となる。図7(b)に示すように、シャッタ4bと排出口4aの周囲との間には、開口シール5aが設けられている。
フランジ部4の排出室4c、シャッタ4b及び保護部材8は、現像剤補給容器1が現像剤補給装置20の装着部10に装着されると、実質的に不動となる。具体的には、装着部10には、フランジ部4の保護部材8が自ら収容室2の回転方向へ回転することがないように、図2(b)に示す回転規制部11が設けられている。したがって、現像剤補給容器1が装着部10に装着された状態では、保護部材8及びこれに回転不可能に保持されている排出室4c及びシャッタ4bは、収容室2の回転方向へ回転することが実質的に阻止された状態となる(ガタ程度の移動は許容する)。
本実施例では、排出口4aは、現像剤補給容器1が現像剤補給装置20のホッパ10aに現像剤を補給する姿勢のとき、重力作用のみでは現像剤が十分に排出されない程度の大きさに設定されている。つまり、排出口4aの開口の大きさ(開口面積)は、重力作用のみでは現像剤補給容器1から現像剤の排出が不充分となる程度に小さく設定されている。言い換えると、排出口4aの開口の大きさは、排出口4aが現像剤で実質的に閉塞され得るように設定されている。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3による排気動作に支配的に依存させることができる。
(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3による排気動作に支配的に依存させることができる。
なお、本実施例では、排出口4aの数を1個としているが、これに限定されるものではなく、それぞれの開口面積が上述のような開口面積の範囲を満足するように排出口4aを複数設けてもよい。例えば、直径が3mmの1つの現像剤受入れ口13に対して、直径が0.7mmの排出口4aを2つ設けることができる。ただし、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、直径が2mmの排出口4aを1つ設ける構成の方がより好ましい。
9.収容室
次に、収容室2について説明する。現像剤補給装置1が装着部10に装着された状態で、収容室2は装着部10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。
次に、収容室2について説明する。現像剤補給装置1が装着部10に装着された状態で、収容室2は装着部10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。
図6(a)、図7(a)に示すように、収容室2(円筒部2k)の内面には、収容室2に収容された現像剤を自らの回転に伴って排出室4c(排出口4a)に向けて搬送する搬送部として機能する、螺旋状に突出した搬送突起2cが設けられている。本実施例では、収容室2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。
ここで、現像剤補給容器1の容積を大きくして現像剤の充填量を増やそうとした場合、排出室4c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の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の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、又は排気で現像剤を排出させるためには、ポンプ部3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、その場合、ポンプ部3を駆動させるための駆動力も増加し、装置本体101への負荷が過大になるおそれがある。これに対し、本実施例では、収容室2を排出室4cに対し略水平方向に並べて設置して、収容室2の容積により現像剤補給容器1の現像剤の充填量を調整しているため、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、装置本体101への負荷を過大とすることなく、安定した現像剤の排出が可能になる。
図7(b)、(c)に示すように、本実施例では、排出室4cの現像剤搬送方向Xにおける上流側端部の内面に、リング状のシール部材であるフランジシール5bが設けられている。そして、収容室2は、その先端でフランジシール5bを圧縮した状態で排出室4cに対して相対的に回転可能なように、フランジ部4の保護部材8に保持されている。収容室2は、フランジシール5bと摺動しながら回転するため、回転中において排出室4cと収容室2との相対回転部から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、現像剤補給工程における現像剤補給容器1の容積変化を所望の状態にすることができる。
また、図7(a)〜(c)に示すように、収容室2の先端側の内部には、収容室2内を搬送突起(螺旋状の凸部)2cによって搬送されてきた現像剤を排出室4cへと搬送するための搬送部材として機能する、板状の部材で構成された搬送板6が設けられている。この搬送板6は、収容室2の先端側の一部の領域を収容室2の回転軸線に沿って略2分割するように設けられており、収容室2と一体的に回転する。そして、この搬送板6には、その両面に、収容室2の回転軸線方向に対し排出室4c側に傾斜した複数の傾斜リブ6aが突出して設けられている。搬送突起2cにより搬送されてきた現像剤は、収容室2の回転に連動して搬送板6により鉛直方向下方から上方へと掻き上げられる。その後、現像剤は、収容室2の回転が進むに連れて重力によって搬送板6の表面上を滑り落ち、やがて傾斜リブ6aによって排出室4c側へと受け渡される。本実施例では、この傾斜リブ6aは、収容室2が半周するごとに現像剤が排出室4cへと送り込まれるように、搬送板6の両面に設けられている。
10.ポンプ部
次に、ポンプ部3について説明する。図8は、ポンプ部3の斜視図である。ポンプ部3は、収容室2の回転軸線方向に沿う方向(本実施例では略平行)に伸縮して排出口4aを介した現像剤収容部1aの内外での吸気及び排気を行う。本実施例では、ポンプ部3は、伸縮動作可能であり、その伸縮動作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)で構成されている。つまり、本実施例では、ポンプ部3は、排出口4aを介して現像剤補給容器1の現像剤収容部1aの内外での吸気動作と排気動作と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3は、排出口4aを通して現像剤補給容器1の内部に向かう気流と現像剤補給容器1から外部に向かう気流と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。なお、ポンプ部3は、典型的には本実施例のように収容室2の回転軸線方向と略平行な方向に伸縮するが、該回転軸線方向に沿う方向(該回転軸線方向と直交する方向よりも該回転軸線方向と平行な方向に近い方向)に伸縮すればよい。また、ポンプ部3が収容室2の回転軸線方向と略平行な方向に収縮するとは、完全に平行な方向に伸縮する場合の他、誤差程度に平行からずれた方向(例えば±10度以内程度)に伸縮する場合も含む。
次に、ポンプ部3について説明する。図8は、ポンプ部3の斜視図である。ポンプ部3は、収容室2の回転軸線方向に沿う方向(本実施例では略平行)に伸縮して排出口4aを介した現像剤収容部1aの内外での吸気及び排気を行う。本実施例では、ポンプ部3は、伸縮動作可能であり、その伸縮動作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)で構成されている。つまり、本実施例では、ポンプ部3は、排出口4aを介して現像剤補給容器1の現像剤収容部1aの内外での吸気動作と排気動作と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3は、排出口4aを通して現像剤補給容器1の内部に向かう気流と現像剤補給容器1から外部に向かう気流と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。なお、ポンプ部3は、典型的には本実施例のように収容室2の回転軸線方向と略平行な方向に伸縮するが、該回転軸線方向に沿う方向(該回転軸線方向と直交する方向よりも該回転軸線方向と平行な方向に近い方向)に伸縮すればよい。また、ポンプ部3が収容室2の回転軸線方向と略平行な方向に収縮するとは、完全に平行な方向に伸縮する場合の他、誤差程度に平行からずれた方向(例えば±10度以内程度)に伸縮する場合も含む。
図8に示すように、ポンプ部3は、現像剤搬送方向Xにおける上流側端部の第1端面3aと、下流側端部の第2端面3dと、第1端面3aと第2端面3dとの間に設けられた伸縮動作可能な蛇腹部3bと、を有する。第1端面3aには、現像剤搬送方向Xの上流側端部に開口部である吸排気口3cが形成された吸排気部3fが設けられ、この吸排気部3fの吸排気口3cを介してポンプ部3の内部と外部とが連通している。一方、第2端面3dは閉塞されている。本実施例では、ポンプ部3は、収容室2の回転軸線に関し略円対象(該回転軸線方向に見た場合略円形)の形状とされ、吸排気部3fは収容室2の回転軸線が略中央を通るように該回転軸線方向に延びる略円筒形状とされている。蛇腹部3bには、「山折り」部と「谷折り」部とが周期的に交互に複数形成されている。したがって、ポンプ部3は、後述するように現像剤補給容器1が現像剤補給装置20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ことができる。
図7(b)に示すように、ポンプ部3は、第1端面3aが排出室4cの現像剤搬送方向Xにおける下流側端部の排出室端面4fに隣接するようにして、フランジ部4の保護部材8の内部に配置される。排出室端面4fには、開口部である連結穴4gが形成されており、この連結穴4gにポンプ部3の吸排気部3fが嵌入される。ここで、排出室4cの内部には、上述の搬送板6の現像剤搬送方向Xにおける下流側端部に設けられた軸部6cを保持する軸受部4eが形成されている。搬送板6の軸部6cは、収容室2の回転軸線が略中央を通るように該回転軸線方向に延びる略円筒形状とされている。搬送板6の軸部6cの現像剤搬送方向Xにおける下流側には、ポンプ部3の吸排気部3fが内側に嵌入される保持穴6eが形成されている。一方、搬送板6の軸部6cの現像剤搬送方向Xにおける上流側には、上記保持穴6eを排出室4cの内部と連通させる連通穴6dが形成されている。上述のように排出室端面4fの連結穴4gに嵌入されたポンプ部3の吸排気部3fは、搬送板6の軸部6cの保持穴6gに嵌入されて、搬送板6の軸部6cにより保持される。この状態で、ポンプ部3は、その内部がポンプ部3の吸排気口3c及び搬送板6の連通穴6dを介して排出室4cの内部と連通する。
このような構成により、ポンプ部3は、収容室2の回転に伴って収容室2及び搬送板6と一体的に回転可能とされている。つまり、ポンプ部3は、搬送板6を介して収容室2と一体的に回転可能とされている。また、ポンプ部3の吸排気部3fと排出室4cの連結穴4gとの間(本実施例では更に第1端面3aと排出室端面4fとの間)は、相対的に回転(摺動)可能なように略密接し、現像剤補給容器1の内部は排出口4aを除いて略気密状態に保たれる。
このようなポンプ部3を採用することにより、現像剤補給容器1の容積を所定の周期で交互に繰り返し変化させることができる。その結果、小径(直径が約2mm)の排出口4aから現像剤補給容器1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。
ここで、図8に示すように、ポンプ部3の第2端面3dには、現像剤補給容器1が受けた回転駆動力をポンプ部3を伸縮動作させる駆動力に変換する駆動変換機構1bを構成する係合部3eが設けられている。この係合部3eについては後述する。
11.保護部材
次に、保護部材8について説明する。保護部材8は、ポンプ部3を保護すると共に、ポンプ部3を伸縮動作させるポンプ駆動部として機能する。
次に、保護部材8について説明する。保護部材8は、ポンプ部3を保護すると共に、ポンプ部3を伸縮動作させるポンプ駆動部として機能する。
図7(b)に示すように、保護部材8は、ポンプ部3の全体を覆うように現像剤補給容器1の現像剤搬送方向Xにおける下流側端部に設けられている。本実施例では、保護部材8は更に、排出室4c、及び収容室2の先端側の一部を覆う。保護部材8は、排出室4c及びシャッタ4bなどを回転しないように保持する一方、収容室2を回転可能なように保持している。また、上述のように、ポンプ部3は、収容室2及び搬送板6と一体的に保護部材8に対して相対的に回転可能なように搬送板6に保持されている。
ここで、図7(b)に示すように、保護部材8の内壁には、現像剤補給容器1が受けた回転駆動力をポンプ部3を伸縮動作させる駆動力に変換する駆動変換機構1bを構成する被係合部8aが設けられている。この被係合部8aについては後述する。
12.駆動受け機構
次に、駆動受け機構について説明する。図6(a)に示すように、現像剤補給容器1には、現像剤補給装置20に設けられた駆動機構(駆動部)として機能する駆動ギア300と係合(駆動連結)可能な、駆動受け機構(駆動入力部、駆動受け部)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、収容室2と一体的に回転可能なように収容室2に固定されている。駆動ギア300からギア部2dに入力された回転駆動力により、ギア部2dと収容室2とが一体的に回転することで、収容室2内に収容された現像剤が排出室4cへと搬送される。また、この回転駆動力が、上述のように搬送板6を介してポンプ部3に伝達されて、ポンプ部3は収容室2と一体的に回転する。本実施例では、ポンプ部3は、後述する駆動変換機構1bによる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料で構成されている。
次に、駆動受け機構について説明する。図6(a)に示すように、現像剤補給容器1には、現像剤補給装置20に設けられた駆動機構(駆動部)として機能する駆動ギア300と係合(駆動連結)可能な、駆動受け機構(駆動入力部、駆動受け部)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、収容室2と一体的に回転可能なように収容室2に固定されている。駆動ギア300からギア部2dに入力された回転駆動力により、ギア部2dと収容室2とが一体的に回転することで、収容室2内に収容された現像剤が排出室4cへと搬送される。また、この回転駆動力が、上述のように搬送板6を介してポンプ部3に伝達されて、ポンプ部3は収容室2と一体的に回転する。本実施例では、ポンプ部3は、後述する駆動変換機構1bによる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料で構成されている。
なお、本実施例では、ギア部2dは、現像剤搬送方向Xにおいて収容室2の略中央より下流側(本実施例では下流側端部近傍)に設けられている。しかし、これに限定されるものではなく、例えば現像剤搬送方向Xにおいて収容室2の略中央より上流側(例えば上流側端部近傍)に設けられていてもよい。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、本実施例では、現像剤補給容器1の駆動入力部と現像剤補給装置20の駆動部との間の駆動連結機構としてギア機構を用いているが、これに限定されるものではなく、利用可能な任意のカップリング機構を用いるようにしてもよい。具体的には、例えば、現像剤補給容器1の駆動入力部として非円形状の凹部を設け、現像剤補給装置20の駆動部としてそ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することができる。
13.現像剤補給工程
次に、現像剤補給工程について説明する。前述のように、図7(b)はポンプ部3が使用上最大限伸張された状態の断面図、図7(c)はポンプ部3が使用上最大限圧縮された状態の断面図である。
次に、現像剤補給工程について説明する。前述のように、図7(b)はポンプ部3が使用上最大限伸張された状態の断面図、図7(c)はポンプ部3が使用上最大限圧縮された状態の断面図である。
本実施例では、ポンプ部3の動作による吸気工程(排出口4aを介した吸気動作)及び排気工程(排出口4aを介した排気動作)が行われる。ポンプ部3の動作は、後述する駆動変換機構1bが現像剤補給容器1に入力された回転駆動力をポンプ部3aを伸縮動作させる駆動力へ変換することで行われる。
<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。後述する駆動変換機構1bにより駆動されて、ポンプ部3が最も縮んだ状態(図7(c))からポンプ部3が最も伸びた状態(図7(b))になることで、吸気動作が行われる。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(収容室2、排出室4c、ポンプ部3)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を除き実質的に密閉された状態となっており、また排出口4aが現像剤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の現像剤を収容し得る部位の容積の増加に伴い、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外の空気(エアー)が、現像剤補給容器1の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。この時、排出口4aを通して現像剤補給容器1外から空気が取り込まれるため、排出口4aの近傍に位置する現像剤を解す(流動化させる)ことができる。具体的には、排出口4aの近傍に位置する現像剤に空気を含ませることで嵩密度を低下させ、現像剤を適切に流動化させることができる。また、この時、排出口4aを介して現像剤補給容器1内に空気が取り込まれるため、現像剤補給容器1の容積が増加しているにもかかわらず、現像剤補給容器1の内圧は大気圧(外気圧)近傍を推移することになる。
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。後述する駆動変換機構1bにより駆動されて、ポンプ部3が最も縮んだ状態(図7(c))からポンプ部3が最も伸びた状態(図7(b))になることで、吸気動作が行われる。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(収容室2、排出室4c、ポンプ部3)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を除き実質的に密閉された状態となっており、また排出口4aが現像剤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の現像剤を収容し得る部位の容積の増加に伴い、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外の空気(エアー)が、現像剤補給容器1の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。この時、排出口4aを通して現像剤補給容器1外から空気が取り込まれるため、排出口4aの近傍に位置する現像剤を解す(流動化させる)ことができる。具体的には、排出口4aの近傍に位置する現像剤に空気を含ませることで嵩密度を低下させ、現像剤を適切に流動化させることができる。また、この時、排出口4aを介して現像剤補給容器1内に空気が取り込まれるため、現像剤補給容器1の容積が増加しているにもかかわらず、現像剤補給容器1の内圧は大気圧(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。したがって、排出口4aから排出される現像剤の量(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、吸気動作は、ポンプ部3が最も縮んだ状態から最も伸びた状態になることで行われることに限定されるものではない。例えば、ポンプ部3が最も縮んだ状態から最も伸びた状態になる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。
<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。後述する駆動変換機構1bにより駆動されて、ポンプ部3が最も伸びた状態(図7(b))からポンプ部3が最も縮んだ状態(図7(c))になることで、排気動作が行われる。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(収容室2、排出室4c、ポンプ部3)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を除き実質的に密閉されており、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。この時、現像剤補給容器1の内圧は大気圧(外気圧)よりも高くなるため、現像剤は現像剤補給容器1の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から現像剤が排出される。現像剤と共に現像剤補給容器1内の空気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。
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。後述する駆動変換機構1bにより駆動されて、ポンプ部3が最も伸びた状態(図7(b))からポンプ部3が最も縮んだ状態(図7(c))になることで、排気動作が行われる。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(収容室2、排出室4c、ポンプ部3)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を除き実質的に密閉されており、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。この時、現像剤補給容器1の内圧は大気圧(外気圧)よりも高くなるため、現像剤は現像剤補給容器1の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から現像剤が排出される。現像剤と共に現像剤補給容器1内の空気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。
このように、本実施例では、1つの伸縮動式のポンプ部3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、現像剤の排出に要する機構を簡易化することができる。
なお、排気動作は、ポンプ部3が最も伸びた状態から最も縮んだ状態になることで行われることに限定されるものではない。例えば、ポンプ部3が最も伸びた状態から最も縮んだ状態になる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。
14.駆動変換機構
次に、図7〜図10を参照して、駆動変換機構1bについて説明する。図9は、保護部材8の内側を示す保護部材8の部分断面斜視図である。また、図10は、駆動変換機構1bを構成する係合部及び被係合部の動作を説明するための模式的な展開図である。
次に、図7〜図10を参照して、駆動変換機構1bについて説明する。図9は、保護部材8の内側を示す保護部材8の部分断面斜視図である。また、図10は、駆動変換機構1bを構成する係合部及び被係合部の動作を説明するための模式的な展開図である。
現像剤補給容器1には、ギア部2dが受けた収容室2を回転させるための回転駆動力をポンプ部3を伸縮動作させる方向の駆動力へ変換する駆動変換機構1bとして機能する、係合部3eと被係合部8aとで構成されるカム機構が設けられている。係合部3eは、ポンプ部3に設けられており、被係合部8aは、ポンプ駆動部として機能する保護部材8に設けられている。そして、ポンプ部3は、係合部3eと被係合部8aとが係合し、収容室2の回転に伴ってポンプ部3が保護部材8に対し相対的に回転することで伸縮動作する。本実施例では、係合部3eは、収容室2の回転軸線方向におけるポンプ部3の端部に設けられている。また、本実施例では、被係合部8aは、ポンプ部3の上記端部に対向して設けられている。この被係合部8aは、凹部8a4と、収容室2の回転軸線方向において凹部8a4よりもポンプ部側に突出しかつ収容室2の回転軸線を中心とする円周方向において凹部8a4と整列して配置された凸部8a1と、を有する。そして、ポンプ部3は、係合部3eが上記凹部8a4と上記凸部8a1とに順次係合することで伸縮動作する。
このように、本実施例では、ギア部2dが受けた回転駆動力を、現像剤補給容器1側で伸縮動力へ変換することで、収容室2を回転させる駆動力とポンプ部3を伸縮動作させる駆動力とを、1つの駆動入力部(ギア部2d)で受ける構成としている。これにより、現像剤補給容器1に駆動入力部を2つ別々に設ける場合と比べて、現像剤補給容器1の駆動入力機構の構成を簡易化することが可能となる。また、現像剤補給装置20の1つの駆動部(駆動ギア300)から駆動を受ける構成としているため、駆動部を2つ別々に設ける場合と比べて、現像剤補給装置20の駆動機構の構成を簡易化することが可能となる。以下、更に詳しく説明する。
図8に示すように、ポンプ部3の第2端面3d上に、現像剤搬送方向Xの下流側に突出した係合部3eが一体的に形成されている。本実施例では、係合部3eは、第2端面3dから現像剤搬送方向Xの下流側に凸状の略円柱形状とされており、現像剤搬送方向Xの下流側端部は後述する被係合部8aとの摺動性を向上するなどの目的で略ドーム状とされている。
本実施例では、係合部3eは、収容室2の回転軸線を中心とする略同一円周上に複数設けられている。そして、収容室2の回転軸線を中心とする円周方向における隣り合う係合部3eの間の距離d1は略等しい。ここで、複数の係合部3eが略同一円周上に設けられているとは、各係合部3eを該円周方向に投影した領域同士が完全に一致している場合の他、該領域同士が少なくとも一部で重なっている場合も含む。また、距離が略等しいとは、完全に等しい場合の他、誤差程度に異なっている(例えば±10%以内程度)場合も含む。特に、本実施例では、係合部3eは、収容室2の回転軸線を中心とする略同一円周上に2つ設けられている。そして、この2つの係合部3eは、収容室2の回転軸線を中心とする円周方向に互いに略180度離れた位置に配置されるように、互いに対向して設けられている。また、係合部3eは、収容室2の回転軸線に関して円対象の構成(突出方向の長さや太さなどは略同一)とされている。
図9に示すように、保護部材8の内壁には、ポンプ部3の係合部3eと係合することによりポンプ部3をガイドする被係合部8aが一体的に形成されている。本実施例では、被係合部8aは、ポンプ部3の係合部3eが該被係合部8aと係合しながらポンプ部3が保護部材8に対して相対的に回転可能なように、全体として収容室2の回転軸線を中心とする円環状かつ溝状に構成されている。そして、被係合部8aには、凹部8a4と、該凹部8a4よりもポンプ部3側に突出する凸部8a1と、が形成されている。また、被係合部8aには、保護部材8に対するポンプ部3の相対的な回転方向(図中矢印A方向)において凸部8a1から凹部8a4に向けて傾斜し、凸部8a1と凹部8a4とを接続する、第1のテーパ部8a2が形成されている。また、被係合部8aには、保護部材8に対するポンプ部3の相対的な回転方向(図中矢印A方向)において凹部8a4から凸部8a1に向けて傾斜し、凹部8a4と凸部8a1とを接続する、第2のテーパ部8a3が形成されている。
本実施例では、凸部8a1及び凹部8a4は、それぞれ収容室2の回転軸線を中心とする略同一円周上に複数設けられている。そして、収容室2の回転軸線を中心とする円周方向における隣り合う凸部8a1の間の距離d2は略等しく、かつ、収容室2の回転軸線を中心とする円周方向における隣り合う凹部8a4の間の距離d3は略等しい。ここで、複数の凸部8a1が略同一円周上に設けられているとは、各凸部8a1を該円周方向に投影した領域同士が完全に一致している場合の他、該領域同士が少なくとも一部で重なっている場合も含む。凹部8a4についても同様である。また、上記同様、距離が略等しいとは、完全に等しい場合の他、誤差程度に異なっている(例えば±10%以内程度)場合も含む。特に、本実施例では、被係合部8aは、収容室2の回転軸線を中心とする略同一円周上に2つの凸部8a1を有する。そして、この2つの凸部8a1は、その収容室2の回転軸線を中心とする円周方向の中央が互いに180°離れた位置に配置されるように、互いに対向して設けられている。また、この2つの凸部8a1の間に、それぞれ一対の凹部8a4、第1のテーパ部8a2、第2のテーパ部8a3が設けられている。つまり、本実施例では、凸部8a1、第1のテーパ部8a2、第2のテーパ部8a3、凹部8a4は、それぞれ収容室2の回転軸線を中心とする円周方向に互いに180度離れた位置に配置されるように2個ずつ設けられている。また、凸部8a1、第1のテーパ部8a2、第2のテーパ部8a3、凹部8a4は、それぞれ収容室2の回転軸線に関して円対象の構成(凸部8a1の凹部8a4に対する高さや収容室2の回転軸線を中心とする周方向の長さなどは略同一)とされている。
前述のように、駆動ギア300から回転駆動を受けたギア部2dが回転すると、ポンプ部3は収容室2と一体的に回転するが、保護部材8は回転しない。そのため、ポンプ部3に設けられた係合部3eは、保護部材8に設けられた被係合部8aに対して相対的に回転する。係合部3eは、ポンプ部3の弾性力により、被係合部8aに当接して係合しながら回転する。
このように、本実施例では、現像剤収容部1aは、排出口4aを備えた排出室4cを有する。また、この現像剤収容部1aは、排出室4cに対し相対的に回転可能なように配置され排出室4cに供給される現像剤を収容する収容室2を有する。更に、この現像剤収容部1aは、収容室2と一体的に回転して収容室2に収容された現像剤を排出口4aに向けて搬送する搬送部材6を有する。そして、ポンプ部3は、収容室2の回転軸線方向において排出室4cを挟んで収容室2とは反対側に排出室4cに対し相対的に回転可能なように配置され、収容室2及び搬送部材6と一体的に回転する。また、ポンプ駆動部としての保護部材8は、収容室2の回転軸線方向においてポンプ部3を挟んで排出室4cとは反対側に配置されている。
図10を参照して、上記回転による係合部3e及び被係合部8aの動作(ポンプ部3の伸縮動作)について説明する。図10において、矢印Aは係合部3eの被係合部8aに対する相対的な回転方向、矢印Bはポンプ部3の伸張方向、矢印Cはポンプ部3の圧縮方向を示す。
本実施例では、現像剤補給容器1を現像剤補給装置20の装着部10に装着した際は、係合部3eは凸部8a1と係合している。この時、係合部3eは、蛇腹部3bの弾性力により、矢印B方向に向けて付勢され、凸部8a1に押し付けられた状態になっている。この状態から、矢印Aで示すようにポンプ部3が保護部材8に対して相対的に回転すると、係合部3eは凸部8a1から第1のテーパ部8a2を経て凹部8a4へと移動する。この時、ポンプ部3は、蛇腹部3bの弾性力により矢印B方向へ伸張する。これにより、排出口4aから現像剤補給容器1内に空気が取り込まれる吸気動作が行われる。この状態から更にポンプ部3が保護部材8に対して相対的に回転すると、係合部3eは凹部8a4から第2のテーパ部8a3を経て凸部8a1へと移動する。この時、ポンプ部3は、蛇腹部3bの弾性力に抗して矢印C方向へ圧縮される。これにより、排出口4aから現像剤補給容器1外に空気と共に現像剤が排出される排気動作が行われる。上記伸縮動作によるポンプ部3の振幅は、図10中の幅Kとなる。本実施例では、ポンプ部3は常に自然長(外力が加わらない状態)よりも圧縮された状態とされているため、上記伸縮動作の間、常に係合部3eは被係合部8aに当接した状態になっている。このように、係合部3eが被係合部8aに常に当接していることにより、滑らかにポンプ部3の伸縮動作が行われるため、現像剤の排出が安定する。
このように、本実施例では、弾性部材であるポンプ部3の係合部3eを駆動変換機構1bとして用いているため、剛体の駆動変換機構を用いた構成よりも動作音を低減することができる。
なお、図10を参照して、一対の係合部3eのうち一方の係合部1eが一対の凸部8a1のうち一方の凸部8a1から他方の凸部8a1へと移動するまでの動作を説明したが、他方の係合部3eの動作も同様である。本実施例では、2つの係合部3e、2つの凸部8a1、2つの第1のテーパ部8a2、2つの第2のテーパ部8a3、及び2つの凹部8a4は、それぞれ収容室2の回転軸線に関し円対象の構成とされている。そのため、2つの係合部3eのそれぞれは、収容室2の回転に伴って同期して凸部8a1と係合しかつ同期して凹部8a4と係合することで、同期して(略同時に)往復動作する。つまり、係合部3eの凸部8a1、第1のテーパ部8a2、第2のテーパ部8a3又は凹部8a4との係合状態は常に実質的に同じである。したがって、第2端面3dを偏りなく収容室2の回転軸線方向に変位させて、蛇腹部3bを収容室2の回転軸線方向に伸縮動作させることができる。これにより、現像剤補給容器1内の内圧を安定して変化させることができ、現像剤の排出が安定する。
ここで、本実施例では、凸部8a1、第1、第2のテーパ部8a2、8a3及び凹部8a4を2個ずつ設けたが、これらは3個以上ずつ設けてもよい。そして、複数の係合部3eは、被係合部3aの凸部8a1、第1、第2のテーパ部8a2、8a3、凹部8a4との係合状態が常に実質的に同じになるように設ければよい。典型的には、凸部8a1、第1、第2のテーパ部8a2、8a3及び凹部8a4の数と係合部3eの数とは同じとして、収容室2の回転軸線を中心とする円周方向における隣接する各部(凸部、テーパ部、凹部、係合部)の間の距離を略等しくするようにする。ただし、上述のように複数の係合部3eの被係合部3aとの係合状態を常に実質的に同じにできるのであれば、凸部8a1、第1、第2のテーパ部8a2、8a3及び凹部8a4の数と係合部3eの数とは異なっていてもよい。
また、本実施例では、収容室2の回転軸線を中心とする円周方向における凸部8a1の長さは、同方向における凹部8a4の長さよりも長くされている。係合部3eが凸部8a1と係合している間は、ポンプ部3は伸縮動作しない。このように、収容室2が回転動作中でもポンプ部3を伸縮動作させない領域を設けることで、次のような効果が期待できる。つまり、現像剤補給装置20は、現像器201が必要とする量の現像剤を現像剤補給容器1から現像器201に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、毎回決まった現像剤補給容器1の容積変化量とすることが望ましい。排気工程又は吸気工程の途中で駆動モータ500の駆動を停止させると、駆動モータ500の回転が停止した後も惰性で収容室2が回転し、収容室2が停止するまでポンプ部3も連動して往復動作し続け、排気工程又は吸気工程が行われることが考えられる。惰性で収容室2が回転する距離は、収容室2の回転速度などに依存し、ポンプ部3の停止位置を毎回同じにすることが難しい場合がある。これに対し、収容室2が回転動作中でもポンプ部3が往復動しない領域を設けることで、駆動モータ500の駆動を停止した際に毎回ポンプ部3を同じ状態(本実施例では使用上最大限圧縮された状態)とすることが容易となる。なお、本実施例では、凸部8a1の長さを係合部3eの大きさに対して十分に長くしたが、その代わりに又はそれに加えて凹部8a4の長さを係合部3eの大きさに対して十分に長くしてもよい。
以上のように、本実施例によれば、比較的簡易な構成により、安定してポンプ部3を伸縮動作させて現像剤の排出を安定して行うことができる。そして、本実施例によれば、弾性部材であるポンプ部3の被係合部3eを駆動変換機構1bとして用いることで、ポンプ部3の伸縮動作時の動作音を低減することができる。このように、本実施例によれば、静音性と現像剤の安定排出性を満足することができる。
1 現像剤補給容器
1a 現像剤収容部
1b 駆動変換機構
2 収容室
3 ポンプ部
3e 係合部
4c 排出室
8 保護部材
8a 被係合部
10 装着部
20 現像剤補給装置
100 画像形成装置
1a 現像剤収容部
1b 駆動変換機構
2 収容室
3 ポンプ部
3e 係合部
4c 排出室
8 保護部材
8a 被係合部
10 装着部
20 現像剤補給装置
100 画像形成装置
Claims (11)
- 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、
現像剤を収容し、現像剤を排出する排出口を備えた現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記排出口に向けて搬送するための回転駆動力が入力されて回転する回転部と、
前記回転部の回転軸線方向に沿う方向に伸縮して前記排出口を介した前記現像剤収容部の内外での吸気及び排気を行う、係合部を備えたポンプ部と、
前記ポンプ部を伸縮動作させる、被係合部を備えたポンプ駆動部と、
を有し、
前記ポンプ部は、前記係合部と前記被係合部とが係合し、前記回転部の回転に伴って前記ポンプ部が前記ポンプ駆動部に対し相対的に回転することで伸縮動作することを特徴とする現像剤補給容器。 - 前記係合部は、前記回転部の回転軸線方向における前記ポンプ部の端部に設けられており、
前記被係合部は、前記ポンプ部の前記端部に対向して設けられ、凹部と、前記回転部の回転軸線方向において前記凹部よりも前記ポンプ部側に突出しかつ前記回転部の回転軸線を中心とする円周方向において前記凹部と整列して配置された凸部と、を有し、
前記ポンプ部は、前記係合部が前記凹部と前記凸部とに順次係合することで伸縮動作することを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。 - 前記凸部及び前記凹部は、それぞれ前記回転部の回転軸線を中心とする略同一円周上に複数設けられていることを特徴とする請求項2に記載の現像剤補給容器。
- 前記回転部の回転軸線を中心とする円周方向における隣り合う前記凸部の間の距離は略等しく、かつ、前記回転部の回転軸線を中心とする円周方向における隣り合う前記凹部の間の距離は略等しいことを特徴とする請求項3に記載の現像剤補給容器。
- 前記係合部は、前記回転部の回転軸線を中心とする略同一円周上に複数設けられていることを特徴とする請求項3又は4に記載の現像剤補給容器。
- 前記回転部の回転軸線を中心とする円周方向における隣り合う前記係合部の間の距離は略等しいことを特徴とする請求項5に記載の現像剤補給容器。
- 複数の前記係合部のそれぞれは、前記回転部の回転に伴って同期して前記凸部と係合しかつ同期して前記凹部と係合することを特徴とする請求項5又は6に記載の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ部は、常に自然長よりも圧縮された状態とされていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ駆動部は、前記ポンプ部を覆う保護部材の機能を有し、前記被係合部は、前記保護部材の内側に設けられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ部は、前記回転部と一体的に回転し、前記ポンプ駆動部は、前記回転部の回転方向に関し固定されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の現像剤補給容器。
- 前記現像剤収容部は、前記排出口を備えた排出室と、前記排出室に対し相対的に回転可能なように配置され前記排出室に供給される現像剤を収容する収容室と、前記収容室と一体的に回転して前記収容室に収容された現像剤を前記排出口に向けて搬送する搬送部材と、を有し、
前記ポンプ部は、前記回転部の回転軸線方向において前記排出室を挟んで前記収容室とは反対側に前記排出室に対し相対的に回転可能なように配置され、前記回転部としての前記収容室及び前記搬送部材と一体的に回転することを特徴とする請求項10に記載の現像剤補給容器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017022560A JP2018128611A (ja) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 現像剤補給容器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017022560A JP2018128611A (ja) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 現像剤補給容器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018128611A true JP2018128611A (ja) | 2018-08-16 |
Family
ID=63174292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017022560A Pending JP2018128611A (ja) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 現像剤補給容器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018128611A (ja) |
-
2017
- 2017-02-09 JP JP2017022560A patent/JP2018128611A/ja active Pending
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