JP2019191264A - 現像剤補給容器 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の現像剤補給容器を用いて好適な画像形成装置の概略構成について、図1及び図2を用いて説明する。詳しくは後述するように、本実施形態の現像剤補給容器は、画像形成装置本体に搭載されている現像剤受入れ装置に着脱自在に設けられている。
次に、現像剤補給システム200を構成する現像剤受入れ装置90について、図3(a)乃至図4を用いて説明する。現像剤受入れ装置90には、現像剤補給容器1が着脱自在に装着される装着部(装着スペース)10が設けられている。装着部10には、現像剤補給容器1を着脱方向に案内するための挿入ガイド11が設けられている。本実施形態の場合、挿入ガイド11により現像剤補給容器1の装着方向が矢印X方向となるように、現像剤補給容器1の離脱方向が矢印X方向と反対方向となるように構成されている。
次に、現像剤補給システム200を構成する本実施形態の現像剤補給容器1について説明する。まず、本実施形態の現像剤補給容器1の構成について、図5(a)乃至図8を用いて説明する。本実施形態の現像剤補給容器1は、容器本体2、フランジ部3、シャッタ4、ポンプ部5、搬送部材6、カバー7、往復部材8、撹拌部9を有する。そして、容器本体2が現像剤受入れ装置90内で回転することに応じて、現像剤が現像剤受入れ装置90(詳しくはサブホッパ90a)へ補給される。
収容容器としての容器本体2は円筒状に形成され、内部に現像剤を収容可能な現像剤収容部2cを有する。本実施形態では現像剤として、例えば体積平均粒径が5μm〜6μmのトナーが現像剤収容部2c内(現像剤収容部内)に収容される。図5(a)に示すように、容器本体2には、容器本体2が回転軸線Pに対して矢印R方向へ回転することによって、現像剤収容部2c内の現像剤をフランジ部3側へ搬送する螺旋状の搬送溝2aが形成されている。また、図6(a)及び図6(b)に示すように、容器本体2には一端面側の外周面の全周に亘って、カム溝2bと現像剤受入れ装置90から駆動を受ける駆動受け部2d(ギア)とが、一体的に形成されている。本実施形態では、カム溝2bと駆動受け部2dとが容器本体2に対して一体的に形成されているがこれに限らず、カム溝2bあるいは駆動受け部2dを別体として形成し、容器本体2に一体的に取り付けた構成であってもよい。なお、本実施形態では、駆動ギア300により駆動受け部2dを介し容器本体2が受ける回転力を、後述するポンプ部5を往復動させる駆動力に変換することで、容器本体2の回転とポンプ部5の往復動とを1つの駆動源により実現している。
続いて、フランジ部3について説明する。フランジ部3は、図7(a)に示すように、容器本体2と回転軸線Pに対して相対回転可能に取り付けられる。そして、現像剤補給容器1が現像剤受入れ装置90に装着されると、フランジ部3は装着部10(図3(a)参照)に対し矢印R方向の回転が不可となるように保持される。フランジ部3には底面に容器排出口1aが形成されており、その周囲には現像剤漏れを防止するための開口シール3aが貼着されている。そして、容器排出口1aの上部には、現像剤の排出量を一定量に調整するために、容器本体2から搬送された現像剤を一時的に貯留する現像剤貯留部1bが設けられている。現像剤貯留部1bは、現像剤収容部2cの内面に開口した開口部1baを有し、現像剤収容部2cの内部と容器排出口1aとを連通する連通部である。なお、本実施形態の場合、現像剤収容部2cは容器本体2だけでなく、容器本体2とフランジ部3及び後述するポンプ部5の内部スペースを合わせたものである。
ポンプ部5について、図7(a)参照しながら図6(a)及び図6(b)を用いて説明する。図6(a)はポンプ部5が最大限伸長された場合を示し、図6(b)はポンプ部5が最大限圧縮された場合を示している。本実施形態では上述したように小さな容器排出口1a(図7(a)参照)から現像剤を排出させるべく、現像剤補給容器1にポンプ部5が設けられている。ポンプ部5は、その容積が往復動作により可変な容積可変型ポンプである。本実施形態では、ポンプ部5として伸縮可能な蛇腹状の伸縮部材で構成されているものを採用している。
往復部材8について、図6(a)乃至図6(c)を用いて説明する。図6(a)及び図6(b)に示すように、往復部材8は上述したポンプ部5の容積を可変するために、ポンプ部5に設けられた往復部材係合部5cに係合する係合突起8aを有する。また、往復部材8は、組み立ての際に後述するカム溝2b(図8参照)に嵌め込まれる係合突起8bを有する。係合突起8bは、係合突起8a近傍より着脱方向(図中矢印X、矢印Y方向)に延在するように対向配置された一対のアーム8cの先端部に設けられている。そして、一対のアーム8cはカバー7(図7(a)参照)によって、容器本体2が回転しても回転しないように保持されている。
図8に、カム溝2bの一例を示す。図8では、容器本体2の一回転当たりにポンプ部5が二往復動作するカム溝2bを示している。図8において、矢印Aは容器本体2の回転方向、矢印Bはポンプ部5の伸長方向、矢印Cはポンプ部5の圧縮方向を示す。図8に示すように、カム溝2bは、ポンプ部5を圧縮させるためのカム溝2gと、ポンプ部5を伸長させるためのカム溝2hとを有する。ポンプ部5を二往復動作させるために、カム溝2gとカム溝2hは二個ずつ形成されている。なお、ここでは容器本体2の回転方向(矢印A方向)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、カム溝2bによるポンプ部5の伸縮長さをK1で示している。これら角度α、角度β、伸縮長さK1は、ポンプ部5の一往復当たりの現像剤の排出量、ポンプ部5の伸縮速度、さらには容器本体2の回転トルクなどを所望の値に調整するためのパラメータである。
本実施形態では、ポンプ部5が伸長することで吸気動作が行われ、ポンプ部5が圧縮することで排気動作が行われる。図6(b)に示す最大限圧縮された状態から図6(a)に示す最大限伸長された状態へのポンプ部5の動作が、吸気動作に相当する。吸気動作の開始時に、現像剤貯留部1b(図7(a)参照)が現像剤で満たされていると、現像剤補給容器1は実質的に密閉状態であるので、ポンプ部5の容積増加に応じて現像剤収容部2cの内圧が大気圧(外気圧)よりも低くなる。そうなると、現像剤補給容器1内外の圧力差により、現像剤補給容器1外の空気が容器排出口1aから現像剤貯留部1bを通って現像剤収容部2cに流入する。これにより、例え入口領域Qに存在する現像剤の嵩密度が高い場合であっても、入口領域Qに存在する現像剤に対し空気を含ませることで嵩密度を低下でき、もって現像剤を流動化させ得る。
他方、図6(a)に示す最大限伸長された状態から図6(b)に示す最大限圧縮された状態へのポンプ部5の動作が、排気動作に相当する。排気動作開始時に、現像剤貯留部1bが現像剤で満たされていると、ポンプ部5の容積減少に応じて現像剤収容部2cの内圧が大気圧(外気圧)よりも高くなる。そうなると、現像剤補給容器1内外の圧力差により、現像剤収容部2c内の空気が現像剤貯留部1bを通って容器排出口1aから現像剤補給容器1外へ流出する。これにより、現像剤貯留部1bに蓄積された現像剤の後に続いて、ポンプ部5による吸気動作に伴い既に流動化された現像剤が、現像剤貯留部1bを通って容器排出口1aから排出される。ただし、後述するように、従来では入口領域Qにおける現像剤の嵩密度が高いような場合に、ポンプ部5による吸排気動作によっては現像剤を排出させることが難しかった。
ところで、現像剤補給容器1は交換用品として運搬され、また長期間に亘って保管され得るものである。それ故に、現像剤が現像剤補給容器1内で偏在しやすく、場合によっては入口領域Qにおける現像剤の嵩密度が想定以上に高くなる場合がある。こうした場合でも、ポンプ部5による吸排気動作によって現像剤を排出させるためには、ポンプ部5の伸縮量を大きくするつまりは最大容積と最小容積との容積差がより大きいポンプ部5を用いることが考えられる。しかしながら、そうするとポンプ部5ひいては現像剤補給容器1の大型化を招くことから、これは昨今の小型化の要望に反する。また、ポンプ部5の圧縮時に現像剤収容部2c内外の圧力差が大きくなり過ぎ、排出された現像剤の一部が現像剤受入れ装置90に受け入れられずに漏れて飛散しやすくなる。こうしたことから、容積差がより大きいポンプ部5を用いることは採用が難しかった。また、複数回にわたりポンプ部5を伸縮動作させることが考えられるが、こうすると、現像剤補給容器1の交換時にかかる画像形成装置100のダウンタイムが長くなり、生産性の低下を招くので好ましくない。
搬送部材6は、容器本体2と一体的に回転するように容器本体2内に設けられている。搬送部材6は、基体部6bと、容器本体2の回転軸線Pに対し排出部301側に傾斜した複数の傾斜リブ6aを有している。搬送リブとしての傾斜リブ6aは、平板状の基体部6b表面から突出するようにして突条に形成されている。即ち、容器本体2内の現像剤は、容器本体2の回転に伴い基体部6bによって鉛直方向の下方から上方へと掻き上げられる。掻き上げられた現像剤は、重力によって基体部6bの表面上を滑り落ちて傾斜リブ6aに到達する。傾斜リブ6aは、基体部6bの表面上を滑り落ちてきた現像剤を排出部301側へ搬送可能である。
基体部6bには、搬送部材6の現像剤搬送方向の下流端側に撹拌部9が設けられている。本実施形態の撹拌部9は、図7(b)に示すように、回転方向(矢印R方向)に第一撹拌部材9b1、9b2と、第二撹拌部材9a1、9a2とを有している。撹拌部9の一回転当たりにポンプ部5による吸気動作と排気動作つまりはポンプ部5の往復動作がn回行われる場合、第一撹拌部材9b1、9b2と第二撹拌部材9a1、9a2とはそれぞれn個以上形成される。本実施形態では、撹拌部9の一回転当たりにポンプ部5が二往復する構成であることから、二個の第一撹拌部材9b1、9b2と二個の第二撹拌部材9a1、9a2とが回転方向に関し90度間隔に交互に配置されている。これら第一撹拌部材9b1、9b2と第二撹拌部材9a1、9a2とは、撹拌部9の回転中心(ここでは回転軸線P)から現像剤収容部2cの内面に向けて延びる羽根で形成するのが好ましい。ただし、ここに示すように、基体部6bの一部が第二撹拌部材9a1、9a2を兼ねてもよい。この場合、第一撹拌部材9b1、9b2は基体部6bに対し略垂直方向に交差するように形成される。また、撹拌部9は搬送部材6と別に設けられてもよい。
Claims (9)
- 現像剤を排出するための排出口を有する、現像剤を収容可能な現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の内面に開口した開口部を有し、前記現像剤収容部の内部と前記排出口とを連通する連通部と、
前記現像剤収容部内の現像剤を前記連通部に搬送する搬送部材と、
前記排出口を介した吸気動作と排気動作とを交互に行うポンプ部と、
前記現像剤収容部内の前記開口部に対向する領域を通過するように回転し、前記領域に存在する現像剤を撹拌する撹拌部と、を備え、
前記撹拌部は回転方向に関し、下流端の位置が前記ポンプ部による吸気動作の開始時に前記開口部の上流端から前記開口部の下流端までの区間に到達する第一撹拌部材と、前記第一撹拌部材の前記区間の通過後、下流端の位置が前記ポンプ部による排気動作の開始時に前記区間に到達する第二撹拌部材とを有する、
ことを特徴とする現像剤補給容器。 - 前記第二撹拌部材は前記回転方向に関し、下流端の位置が前記ポンプ部による排気動作の開始時に前記開口部の中央を含む上流側の上流区間に到達する、
ことを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。 - 前記第一撹拌部材と前記第二撹拌部材は、前記ポンプ部による吸気動作と排気動作とが前記撹拌部の一回転当たりにn回ずつ行われる場合、それぞれn個以上形成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像剤補給容器。 - 前記第一撹拌部材と前記第二撹拌部材は、前記搬送部材の現像剤搬送方向に関し、前記開口部を通過する際に前記開口部に対向する先端部の長さが前記開口部の長さよりも長い、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。 - 前記第一撹拌部材と前記第二撹拌部材は、前記撹拌部の回転中心から前記現像剤収容部の内面に向けて延びる羽根である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。 - 前記搬送部材は、前記回転方向に回転する平板状の基体部と、前記基体部の表面から突出して現像剤を搬送可能な突条の搬送リブとを有し、
前記撹拌部は、前記基体部に一体形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。 - 現像剤を収容し、前記回転方向に回転可能な収容容器を備え、
前記ポンプ部は、前記収容容器の回転に伴い往復動作して、前記現像剤収容部の内圧が大気圧よりも低い伸長状態と、前記現像剤収容部の内圧が大気圧よりも高い圧縮状態とに交互に繰り返し切り替わるように、その容積が可変する容積可変型ポンプである、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。 - 前記ポンプ部は、伸縮可能な蛇腹状のポンプである、
ことを特徴とする請求項7に記載の現像剤補給容器。 - 前記収容容器は、外周面の全周に亘って形成されたカム溝を有する円筒状の容器であり、
一端が前記ポンプ部に接続され、他端が前記カム溝に係合されて、前記収容容器の回転に伴い前記カム溝に沿って動作することで、前記収容容器の回転動作を前記ポンプ部の往復動作に変換する変換部材を備える、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の現像剤補給容器。
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