JP2020076809A - 現像剤補給容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡易な構成で、シール部材にかかるスライドする方向に対するストレスを低減する。【解決手段】 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、現像剤を排出する排出口を有し、現像剤を排出する排出室と、前記排出室に現像剤を供給する開口を有し、前記排出室に対して相対回転可能に前記排出室に保持され、現像剤を収容する回転可能な収容室と、前記排出室と前記収容室とが接続する部分をシールする弾性の環状の弾性部と前記弾性部に接着された樹脂シートとを備えるシール部材と、前記シール部材に対して摺動可能であり、前記シール部材を前記収容室に向かって押圧するための環状の押圧部と、前記排出室に設けられ、前記シール部材の前記樹脂シートと摺動可能に、前記シール部材を受ける環状の受け部と、が設けられている。【選択図】 図10
Description
本発明は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ、及び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。
従来、電子写真複写機などの画像形成装置にはトナー等の現像剤が使用されている。このような画像形成装置は、画像形成に伴い消費されてしまう現像剤が、現像剤補給容器から補給される構成となっている。
従来の構成として、非回転部である排出室と、この排出室に対し相対回転する収容室と、排出室に設けられ収容室に押圧されることで現像剤の飛散を抑制するシールと、を有する現像剤補給容器が開示されている(特許文献1参照)。上記の構成において、シール部材は排出室に粘着材で固定されている。排出室に粘着材で固定されたシール部材は、現像剤補給動作時において、回転する収容室の開口部に摺擦することで、排出室と収容室との隙間から現像剤が漏出するのを防止している。
このような構成において、シール部材の一方面は収容室と摺擦し、他方面は排出室に固定されているため、シール部材の中心と収容室の回転中心がずれた場合には、シール部材にはスライドする方向に力が生ずる。その結果、シール部材にはより大きなストレスがかかり、回転トルクが大きくなる。そのため、簡易な構成で、スライドする方向に対するストレスに対応する必要がある。
そこで、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、現像剤を排出する排出口を有し、現像剤を排出する排出室と、前記排出室に現像剤を供給する開口を有し、前記排出室に対して相対回転可能に前記排出室に保持され、現像剤を収容する回転可能な収容室と、前記排出室と前記収容室とが接続する部分をシールする弾性の環状の弾性部と前記弾性部に接着された樹脂シートとを備えるシール部材と、前記シール部材に対して摺動可能であり、前記シール部材を前記収容室に向かって押圧するための環状の押圧部と、前記排出室に設けられ、前記シール部材の前記樹脂シートと摺動可能に、前記シール部材を受ける環状の受け部と、を有することを特徴とする。
また、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、現像剤を排出する排出口を有し、現像剤を排出する排出室と、前記排出室に現像剤を供給する開口を有し、前記排出室に対して相対回転可能に前記排出室に保持され、現像剤を収容する回転可能な収容室と、前記排出室と前記収容室とが接続する部分をシールする弾性の環状の弾性部と前記弾性部に接着された樹脂シートとを備えるシール部材と、前記シール部材に対して摺動可能であり、前記シール部材を前記排出室に向かって押圧するための環状の押圧部と、前記収容室に設けられ、前記シール部材の前記樹脂シートと摺動可能に、前記シール部材を受ける環状の受け部と、を有することを特徴とする。
本発明により、簡易な構成で、シール部材にかかるスライドする方向に対するストレスを低減することができる。
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(第一実施形態)
本発明における構成の一例として、画像形成装置内の現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器に適用した場合の実施形態を具体的に説明する。
本発明における構成の一例として、画像形成装置内の現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器に適用した場合の実施形態を具体的に説明する。
1.画像形成装置
図1は、本実施形態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。本実施形態の画像形成装置100は、電子写真方式を用いた複写機である。
図1は、本実施形態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。本実施形態の画像形成装置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、ドラム型の電子写真感光体(像担持体)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MとレンズLnとによって、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上に静電潜像が形成される。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、シート(記録材)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、トナー像の転写されたシート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において熱及び圧によりトナー像が定着される。
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により一部が排出トレイ117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、画像形成装置100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たどって排出トレイ117へ排出される。
2.現像器
次に、本実施形態における現像器201について更に説明する。図2は、本実施形態における現像器201の要部の概略断面図である。
次に、本実施形態における現像器201について更に説明する。図2は、本実施形態における現像器201の要部の概略断面図である。
図1及び図2に示すように、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。本実施形態では、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、本実施形態では、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に補給する現像剤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成分非磁性トナーを補給することになる。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を補給することになる。なお、この場合、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する構成としても構わない。
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3(a)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20aの斜視図、図3(b)は、装着部20aの断面図である。また、図4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の部分断面図である。
次に、現像剤補給装置20について説明する。図3(a)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20aの斜視図、図3(b)は、装着部20aの断面図である。また、図4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の部分断面図である。
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)20a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20bと、を有する。
現像剤補給容器1は、装着部20aに対して図3(b)中の矢印M方向に装着される。
つまり、現像剤補給容器1は、その長手方向(回転軸線方向)がほぼこの矢印M方向と一致するように装着部20aに装着される。なお、この矢印M方向は、後述する図7中の矢印X方向(現像剤搬送方向)と実質的に平行である。また、現像剤補給容器1の装着部20aからの取り出し方向は、この矢印M方向とは反対方向となる。
装着部20aは、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(a)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)21を有する。また、装着部20aは、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)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孔である現像剤受入れ口23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23を通してホッパ20bへと供給される。本実施形態では、現像剤受入れ口23の直径は、装着部20a内の現像剤による汚れを抑制するべく、現像剤受入れ口23を微細口(ピンホール)とするために、直径3.0mmに設定されている。なお、現像剤受入れ口23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20bは、図4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20b1と、現像器201と連通した開口20b2と、ホッパ20b内に収容されている現像剤の量を検出する残量センサ20b3と、を有する。
また、装着部20aは、図3(a)、(b)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4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20aに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4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、図4に示すように、残量センサ20b3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、本実施形態では、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。
本実施形態では、装着部20a、ホッパ20b、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20a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。
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を現像剤補給装置20の装着部20aへ挿入して、装着する。この装着動作に伴い、現像剤補給容器1のフランジ部4が現像剤補給装置20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、装着部20a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20a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5は、制御系による現像剤補給制御の流れを説明する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5は、制御系による現像剤補給制御の流れを説明する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。
本実施形態では、残量センサ20b3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20b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、残量センサ20b3がホッパ20b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、残量センサ20b3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、現像剤補給動作を実行させる(S101)。なお、制御装置600は、残量センサ20b3により現像剤が検出されなかった場合、残量センサ20b3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20b3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20b3により現像剤が検出された場合、現像剤センサ20b3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。この現像剤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20b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、本実施形態では、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20b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、ホッパ20bを省き、現像剤補給容器1から現像器へ直接的に現像剤Tを補給する構成であってもいい。
6.現像剤補給容器の構成
次に、図6、図7を参照して、現像剤補給容器1の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、現像剤補給容器1の排出口4aの周辺の部分拡大図である。また、図7(a)は、現像剤補給容器1の部分断面斜視図、図7(b)は、図7(a)中の部分Aの拡大斜視図である。
次に、図6、図7を参照して、現像剤補給容器1の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、現像剤補給容器1の排出口4aの周辺の部分拡大図である。また、図7(a)は、現像剤補給容器1の部分断面斜視図、図7(b)は、図7(a)中の部分Aの拡大斜視図である。
現像剤補給容器1は、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(現像剤収容空間)を備えた収容室(現像剤収容部)2を有している。つまり、収容室2は、後述する搬送突起2aや押圧部2cが形成された概略円筒状の円筒部2bで構成されている。また、現像剤補給容器1は、収容室2の長手方向(現像剤搬送方向)の一端側に非回転部であるフランジ部4を有する。収容室2は、フランジ部4に対して相対回転可能とされている。フランジ部4は、上述した排出口4a、後述するシャッタ4b、排出室(現像剤排出部)4c、往復部材5、ポンプ部6などを有して構成されている。
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構わない。
本実施形態では、現像剤補給容器1は、これが現像剤補給装置20に装着された状態で収容室2と排出室4cとが現像剤搬送方向(図7中の矢印X方向)に並ぶように構成されている。つまり、収容室2は、現像剤搬送方向の長さが鉛直方向長さよりも充分に長く、その現像剤搬送方向下流側が排出室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。
7.現像剤補給容器の材質
本実施形態では、現像剤補給容器1は、ポンプ部6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。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のが好ましい。また、本実施形態では、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、本実施形態では、ポンプ部6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、本実施形態では、収容室2を構成する円筒部2bの材質をPET樹脂とし、排出室4cの材質をポリスチレン樹脂とし、ポンプ部6の材質をポリプロピレン樹脂としている。
本実施形態では、現像剤補給容器1は、ポンプ部6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。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のが好ましい。また、本実施形態では、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、本実施形態では、ポンプ部6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、本実施形態では、収容室2を構成する円筒部2bの材質をPET樹脂とし、排出室4cの材質をポリスチレン樹脂とし、ポンプ部6の材質をポリプロピレン樹脂としている。
なお、円筒部2b及び排出室4cの材質としては、容積変化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、ポリプロピレンなどの他の樹脂を使用することも可能である。また、ポンプ部6の材質としては、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、ポリエチレンなどを肉薄で形成したものでも構わない。
また、ポンプ部6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6、円筒部2b、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構わない。
8.フランジ部
図7(a)に示すように、フランジ部4には、収容室2(円筒部2b)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の外への現像剤の排出を許容するための、つまり、排出室4cから現像剤補給装置20のホッパ20b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。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。
図7(a)に示すように、フランジ部4には、収容室2(円筒部2b)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の外への現像剤の排出を許容するための、つまり、排出室4cから現像剤補給装置20のホッパ20b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。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。
また、フランジ部4には、排出口4aを有するシャッタ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20aへの装着動作に伴い、装着部20aに設けられた突き当て部31(図3(a)参照)と突き当たる。したがって、シャッタ4bは、現像剤補給容器1の装着部20aへの装着動作に伴い、収容室2の回転軸線方向に沿って矢印X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。なお、この一連の動作が終了したとき、シャッタ4bに設けられた排出口4aは現像剤貯留部4dの下部に移動されている。そして、この時点で、排出口4aは図3(b)に示す装着部20aの現像剤受入れ口23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23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20bへの現像剤の補給が可能な状態となる。シャッタ4bと現像剤貯留部4dとの間には、開口シール7aが設けられている。
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20の装着部20aに装着されると、実質的に不動となるように構成されている。具体的には、現像剤補給装置20には、フランジ部4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3(a)に示す回転方向規制部21が設けられている。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は、フランジ部4に設けられている排出室4cも、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。一方、収容室2は、現像剤補給装置20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。
また、フランジ部4には、図7(a)に示すように、収容室2から後述するように螺旋状の凸部(搬送突起)2aにより搬送されてきた現像剤を排出室4cへと搬送するための、板状の搬送部材8が設けられている。この搬送部材8は、収容室2の一部の領域を略2分割するように設けられており、収容室2と共に一体的に回転する。そして、この搬送部材8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側に傾斜した傾斜リブ8aが複数設けられている。この構成により、搬送突起2aにより搬送されてきた現像剤は、収容室2の回転に連動してこの板状の搬送部材8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部材8の表面上を滑り落ち、やがて傾斜リブ8aによって排出室4c側へと受け渡される。本実施形態では、この傾斜リブ8aは、収容室2が半周する毎に現像剤が排出室4cへと送り込まれるように、搬送部材8の両面に設けられている。
また、フランジ部4には、排出室4cと収容室2との間をシールするフランジシール77の移動を規制する規制部9(図7(b)、図10参照)が設けられている。この規制部9の詳細については後述する。
9.収容室(円筒部)
図6(a)、図7(a)に示すように、収容室2(円筒部2b)には、そこに収容された現像剤を自らの回転に伴い排出室4c(排出口4a)に向けて搬送するための、螺旋状に突出した搬送突起2aが設けられている。本実施形態では、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。
図6(a)、図7(a)に示すように、収容室2(円筒部2b)には、そこに収容された現像剤を自らの回転に伴い排出室4c(排出口4a)に向けて搬送するための、螺旋状に突出した搬送突起2aが設けられている。本実施形態では、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。
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、現像剤収容空間としての排出室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6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6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、本実施形態では、収容室2を排出室4cに対し水平方向に並べて設置して、収容室2の容積により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。
また、図7(b)に示すように、従来の構成においては、排出室4cの矢印X方向上流側の端部に設けられた弾性部材設置面4eには、リング状の弾性部材であるフランジシール7bが、粘着材(両面テープ)7cで固定されている。
本実施形態のフランジシール77は、後述する図10(a)、および図10(b)に示すように、排出室4cの弾性部材設置面4eに固着(接着)されずに備えられている。フランジシール77は、排出室4cの弾性部材設置面4eと収容室2の押圧部2cのいずれの接触面においても摺接する構成とする。
10.ポンプ部
本実施形態では、ポンプ部6は、排出口4aを介して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6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。
本実施形態では、ポンプ部6は、排出口4aを介して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6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。
ポンプ部6は、図7(a)に示すように、排出室4cの矢印X方向下流側に設けられている。そして、ポンプ部6は、排出室4cに固定されているため非回転である。また、ポンプ部6は、その内部に現像剤を収容可能な現像剤収容空間を有している。このポンプ部6内の現像剤収容空間は、後述する吸気動作時における現像剤の流動化に大きな役割を担っている。
本実施形態では、ポンプ部6は、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)で構成されている。具体的には、ポンプ部6は、蛇腹状のポンプであり、「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、このポンプ部6は、後述するように現像剤補給装置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。このポンプ部6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2.5mm)の排出口4aから排出室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。
11.駆動受け機構
現像剤補給容器1には、現像剤補給装置20の駆動機構(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、駆動力受け部)として機能するギア部3aが設けられている。このギア部3aは、収容室2と一体的に回転可能なように収容室2に固定された駆動受け部材3に設けられている。したがって、駆動ギア300からギア部3aに入力された回転駆動力により、ギア部3a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を排出室4cに搬送することができる。
現像剤補給容器1には、現像剤補給装置20の駆動機構(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、駆動力受け部)として機能するギア部3aが設けられている。このギア部3aは、収容室2と一体的に回転可能なように収容室2に固定された駆動受け部材3に設けられている。したがって、駆動ギア300からギア部3aに入力された回転駆動力により、ギア部3a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を排出室4cに搬送することができる。
本実施形態では、ギア部3aは、矢印X方向において収容室2の略中央より下流側に設けてられている。しかし、これに限定されるものではなく、例えば矢印X方向において収容室2の略中央より上流側の端部に設けられていても構わない。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、本実施形態では、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、例えば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構わない。具体的には、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。
12.駆動変換機構
次に、図8を参照して、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。図8(a)は、ポンプ部6が使用上最大限伸張された状態の部分側面図、図8(b)はポンプ部6が使用上最大限収縮された状態の部分側面図である。
次に、図8を参照して、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。図8(a)は、ポンプ部6が使用上最大限伸張された状態の部分側面図、図8(b)はポンプ部6が使用上最大限収縮された状態の部分側面図である。
現像剤補給容器1には、ギア部3a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6を往復動させる方向の力へ変換する駆動変換機構として機能する、後述するカム溝3bと往復部材突起5aとで構成されるカム機構が設けられている。つまり、本実施形態では、ギア部3a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ことで、収容室2を回転させる駆動力とポンプ部6を往復動させる駆動力とを、1つの駆動入力部(ギア部3a)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。
図8に示すように、本実施形態では、現像剤補給容器1は、回転駆動力をポンプ部6の往復動力に変換するための部材としての往復部材5を有する。具体的には、現像剤補給容器1は、ギア部3aと一体となって回転する駆動受け部材3の全周に設けられたカム溝3bを有する。このカム溝3bについては後述する。また、現像剤補給容器1は、非回転かつ矢印X方向に沿ってスライド移動可能な往復部材5を有する。この往復部材5の腕部5bから一部が突出して形成された往復部材突起5aが、カム溝3bと係合している。そのため、収容室2が回転すると、カム溝3bに沿って矢印X方向又はその逆方向へ往復部材突起5aが往復動する。そして、この往復動は、ポンプ部6の係合部6aと往復部材5に設けられた係合部5cとが係合しているため、ポンプ部6の往復動力となる。なお、往復部材5は、収容室2の回転方向へ自らが回転することがないように規制されている。
つまり、駆動ギア300から入力された回転駆動力でカム溝3bが回転することで、カム溝3bに沿って往復部材突起5aが矢印X方向又はその逆方向に往復動作をする。そのため、ポンプ部6は、往復部材5と一体となって、伸張した状態(図8(a))と、収縮した状態(図8(b))と、を交互に繰り返し、現像剤補給容器1の容積を変化させることができる。
なお、往復部材突起5aは、少なくとも1つ設けられていればよい。ただし、ポンプ部6の伸縮時の抗力により駆動変換機構などにモーメントが発生し、スムーズな往復動が行われないおそれがあるため、後述するカム溝3bの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。本実施形態では、2つの往復部材突起5aが現像剤補給容器1の周方向に約180°隔てて対向するように配置されており、これらの往復部材突起5aがカム溝3bと係合している。
13.駆動変換機構の配置位置
本実施形態では、図8に示すように、駆動変換機構(往復部材突起5aとカム溝3bにより構成されるカム機構)を、収容室2の外部に設けている。つまり、駆動変換機構を、現像剤収容空間として機能する収容室2、排出室4c、ポンプ部6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、収容室2、排出室4c、ポンプ部6の内部空間から隔てられた位置に設けている。
本実施形態では、図8に示すように、駆動変換機構(往復部材突起5aとカム溝3bにより構成されるカム機構)を、収容室2の外部に設けている。つまり、駆動変換機構を、現像剤収容空間として機能する収容室2、排出室4c、ポンプ部6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、収容室2、排出室4c、ポンプ部6の内部空間から隔てられた位置に設けている。
14.現像剤補給工程
次に、現像剤補給容器1から現像剤補給装置20への現像剤補給工程について説明する。
次に、現像剤補給容器1から現像剤補給装置20への現像剤補給工程について説明する。
14−1.カム溝の設定条件
まず、図9を参照して、カム溝3bの設定条件について説明する。図9は、図8に示す駆動受け部材3のカム溝3bの展開図を示したものである。
まず、図9を参照して、カム溝3bの設定条件について説明する。図9は、図8に示す駆動受け部材3のカム溝3bの展開図を示したものである。
図9において、矢印Aは収容室2の回転方向(カム溝3bの移動方向)、矢印Bはポンプ部6の伸張方向、矢印Cはポンプ部6の圧縮方向を示す。カム溝3bは、ポンプ部6を伸張させる際に使用する吸気カム溝3cと、ポンプ部6を圧縮させる際に使用される排気カム溝3dと、ポンプ部6を往復動作させない際に使用される停止カム溝3eと、が連続して形成された構成となっている。
14−2.現像剤補給工程の概要
次に、図8、図9を参照して、ポンプ部6による現像剤補給工程について説明する。
次に、図8、図9を参照して、ポンプ部6による現像剤補給工程について説明する。
本実施形態では、ポンプ部6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)と、ポンプ部6が非動作の動作停止工程(排出口4aを介した吸排気が行われない)と、が行われる。このとき、駆動変換機構が回転駆動力を往復動力へ変換する構成となっている。以下に、往復部材突起5aが上述の吸気カム溝3c、排気カム溝3d、停止カム溝3eにそれぞれ係合している状態の各現像剤補給工程を順次説明する。
14−3.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。
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6が最も縮んだ状態(図8(b))からポンプ部6が最も伸びた状態(図8(a))になることで、吸気動作が行われる。
この吸気動作に伴い、現像剤収容空間として機能する現像剤補給容器1の内部(収容室2、排出室4c、ポンプ部6)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エアーを含ませることでかさ密度を低下させ、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6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6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。つまり、吸気工程とは、往復部材突起5aが図9に示す吸気カム溝3cに係合している状態のことである。
14−4.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。
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6が最も伸びた状態(図8(a))からポンプ部6が最も縮んだ状態(図8(b))になることで、排気動作が行われる。
この排気動作に伴い、現像剤収容空間として機能する現像剤補給容器1の内部(収容室2、排出室4c、ポンプ部6)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。したがって、現像剤補給容器1の内部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)よりも高くなるため、現像剤は現像剤補給容器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20へ現像剤が排出される。現像剤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、本実施形態では、1つの往復動式のポンプ部6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6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6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。つまり、排気工程とは、往復部材突起5aが図9に示す排気カム溝3dに係合している状態のことである。
14−5.動作停止工程
次に、ポンプ部6が往復動作しない動作停止工程について説明する。
次に、ポンプ部6が往復動作しない動作停止工程について説明する。
現像剤補給装置20は、現像器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、毎回決まった容積変化量とすることが望ましい。例えば、前述したホッパ20bを省いた構成(図6)を採用する場合、現像剤補給容器1から排出される現像剤の量が、現像器内の現像剤中のトナー濃度に直接影響を与えるため、このことは特に重要となる。
例えば、排気工程及び吸気工程のみで構成されたカム溝3bにすると、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ことになる。その際、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6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の回転速度に依存する。また、収容室2の回転速度は、駆動モータ500に与えられるトルクに依存する。そして、現像剤補給容器1内の現像剤量によってモータに与えられるトルクは変化する。そのため、収容室2の速度も変化する可能性があり、ポンプ部6の停止位置を毎回同じにすることが難しくなる。
そこで、ポンプ部6を毎回決まった位置で停止させるためには、カム溝3bに、収容室2が回転動作中でもポンプ部6が往復動しない領域を設けることが好ましい。本実施形態では、ポンプ部6を往復動させないために、図9に示す停止カム溝3eを設けている。停止カム溝3eは、収容室2の回転方向に沿って形成されており、収容室2が回転しても往復部材5が動かないストレート形状である。つまり、動作停止工程とは、往復部材突起5aが停止カム溝3eに係合している状態のことである。
なお、本実施形態ではポンプ部6が往復動しない期間を設けたが、この期間は排出口4aから現像剤が排出されない(収容室2の回転時振動などで排出口4aから落ちてしまう現像剤は許容する)期間であればよい。したがって、停止カム溝3eの形状は、排出口4aを通じた排気工程、吸気工程が行われなければ、回転軸線方向に対し直交する形状でなくともよく、回転軸線方向に対し傾斜する形状であっても何ら構わない。
15.フランジシールおよび規制部(第一実施形態)
次に、図10を参照して、本実施形態におけるフランジシール77(77b、77c)、および規制部9について説明する。図10(a)は、現像剤補給容器1の収容室2とフランジ部4の部分断面図、図10(b)は図10(a)中の部分Bの拡大断面図である。
次に、図10を参照して、本実施形態におけるフランジシール77(77b、77c)、および規制部9について説明する。図10(a)は、現像剤補給容器1の収容室2とフランジ部4の部分断面図、図10(b)は図10(a)中の部分Bの拡大断面図である。
15−1.フランジシール(第一実施形態)
前述したように、図7(b)に示すように、従来の構成においては、排出室4cの弾性部材設置面4eには、リング状(環状)の弾性部材であるフランジシール7bが、粘着材(両面テープ)7cで固定されている。
前述したように、図7(b)に示すように、従来の構成においては、排出室4cの弾性部材設置面4eには、リング状(環状)の弾性部材であるフランジシール7bが、粘着材(両面テープ)7cで固定されている。
本実施形態のリング状(環状)のフランジシール77は、排出室4cの弾性部材設置面4eに固着されずに備え、フランジシール77は、排出室4cの弾性部材設置面4eと収容室2の押圧部2cのいずれの接触面においても摺接する構成とする。
弾性部材設置面4eは、排出室4cの開口をリング状に取り囲んで配置されている。そして、収容室2は、収容室2の押圧部2cがフランジシール77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保持されている。押圧部2cは、収容室2の開口をリング状に取り囲んで配置されている。
また、フランジシール77の構成として、排出室4cの弾性部材設置面4eと摺接する、フランジシールの弾性部77bの摺接面側に、フランジシールの弾性部77bの硬度よりも高い樹脂シート77cを有する。樹脂シート77cが弾性部77bに接着されており、リング状の弾性部77bのリング形状を保たれている。本実施例では、フランジシール77は、弾性部77bと樹脂シート77cを有する。
フランジシール77bと一体に備える、樹脂シート77cの構成の一例としては、0.2mm〜0.5mm程度のPET(ポリエチレンテレフタレート)の樹脂シート材を、弾性部77bと同じリング形状として一体に備える構成が挙げられる。
さらに、本実施例では、排出室4cの弾性部材設置面4eと樹脂シート77cとの摩擦力をF1、収容室2(押圧部2c)と弾性部77bの摺接面側との摩擦力をF2としたとき、F1<F2の関係である。
非線形シミュレーションによる効果検証
非線形シミュレーションを用い、従来の構成と、本実施形態の一例を比較することで本実施形態による効果を検証した。
非線形シミュレーションを用い、従来の構成と、本実施形態の一例を比較することで本実施形態による効果を検証した。
弾性部は、内径Φ33.0mm、外径Φ39.0mm、厚み3.0mmの正方形断面リング形状の発泡スポンジ材(ヤング率0.224MPa、ポアソン比0.1)、樹脂シートは、内径Φ33.0mm、外径Φ39.0mm、厚み0.5mmの直方形断面リング形状の樹脂シート材(ヤング率2000MPa、ポアソン比0.4)とし、一体となるようにモデル化した。
排出室4cの弾性部材設置面4eは、剛体面である。また、弾性部材設置面4eに内周規制部9aを、フランジシールの内周面から0.5mmの隙間(クリアランス)を一律に有するように、フランジシールの厚み方向に1.5mmの高さで剛体としてモデル化した。さらに、フランジシールと同心円状に配置した。
収容室2の押圧部2cは、内径Φ34.5mm、外径Φ37.5mmのリング形状で剛体としてモデル化し、弾性部と押圧部2cの回転軸が1.4mmの芯ずれを持つように配置した。
従来の構成では、排出室4cの弾性部材設置面4eと弾性部との接触面は固着固定とし、収容室2(押圧部2c)と弾性部77bの摺接面側との摩擦係数を0.3で設定した。
これに対して、本実施形態では、排出室4cの弾性部材設置面4eと樹脂シート77cとの摩擦係数を0.2、収容室2(押圧部2c)と弾性部77bの摺接面側との摩擦係数を0.3で設定した。
いずれの構成においても、押圧部2cで弾性部77bを1.0mm圧縮させた状態から、押圧部2cを回転させるシミュレーションを実行した。
図11(a)は、従来の構成において、押圧部2cがフランジシール7bから受ける横ずれ反力と回転トルクのシミュレーション値である。図11(b)は、本実施形態において、押圧部2cが弾性部77bから受ける、横ずれ反力と回転トルクのシミュレーション値である。
従来の構成では、図11(a)に示すように、押圧部2cでフランジシール7bを圧縮させた状態から、押圧部2cを回転させると、フランジシール7bは、回転モーメントを受ける。その結果、シールの円周方向に、せん断変形を生じ、押圧部2cの回転トルクが、急峻に上昇した。
これに対し、本実施形態では、図11(b)に示すように、押圧部2cでフランジシールの弾性部77bを圧縮させた状態から、押圧部2cを回転させると、弾性部77bは、回転モーメントを受ける。しかし、徐々にフランジシール77のせん断変形を解消する。そのため、一時的に上昇した押圧部2cの回転トルク、および横ずれ反力が緩和した。
このように、本実施形態によれば、現像剤補給動作時において、フランジシール77は、収容室2(押圧部2c)から回転モーメントを受けても、収容室2(押圧部2c)と連れまわり、排出室4cの弾性部材設置面4eと摺動可能である。そのため、フランジシール77の回転方向のせん断変形の抑制を図ることができる。
また、従来の構成においては、収容室2(押圧部2c)の回転軸の偏芯、もしくは収容室2と排出室4cとの回転軸の芯ずれをもった収容室2の回転動作があった。そのため、排出室4cに粘着材(両面テープ)7cで固定されたフランジシール7bの固定界面には、フランジシール7bの径方向に、横ずれ力が生じていた。
しかしながら、本実施形態によれば、フランジシール77は、排出室4cの弾性部材設置面4eと摺動可能である。そのため、現像剤補給動作において、フランジシール77のリング形状の中心と、収容室2(押圧部2c)の回転軸芯とを合わせる方向に、フランジシール77が移動し、フランジシール77の横ずれを解消する挙動を示す。そのため、フランジシール77の径方向に生じる、横ずれ力の抑制を図ることができる。
よって、収容室2の回転周期の繰り返しによる横ずれ力のストレスを受け続けることを低減できる。
さらに、弾性部77bの硬度を高くした構成においても、弾性部77bは、排出室4cの弾性部材設置面4eと摺動しながら回転可能である。そのため、従来の構成よりも、現像剤補給動作時の収容室2の回転トルクの増加の抑制を図ることができる。
すなわち、本実施形態によれば、排出室4cと収容室2との間をシールするフランジシール77に生じるストレスを低減でき、その結果、収容室2の回転トルクの増加の抑制することができる。
15−2.規制部(第一実施形態)
図10(b)に示すように、排出室4cの弾性部材設置面4eに、規制部9が、収容室2の回転軸線方向に収容室2側に突出して設けられている。
図10(b)に示すように、排出室4cの弾性部材設置面4eに、規制部9が、収容室2の回転軸線方向に収容室2側に突出して設けられている。
本実施形態では、規制部9は、フランジシール77の内周面側(半径方向の内側)に設けられた突起部である内周規制部9aと、フランジシール77の外周面側(半径方向の外側)に設けられた突起部である外周規制部9bを有する。
本実施形態では、内周規制部9a及び外周規制部9bは、それぞれフランジシール77の周方向に連続したリング状の突起部(壁部)である。前述したように、収容室2の押圧部2cが弾性部77bを押圧している。そのため、収容室2の回転軸線方向の面に対し規制部9(内周規制部9a、外周規制部9b)と押圧部2cを投影した場合、押圧部2cは規制部9(内周規制部9a、外周規制部9b)に挟み込まれる構成となっている。詳しくは後述するが、規制部9は、フランジシール77の移動を規制することができる。
なお、内周規制部9aは、フランジシール77と対向する内壁の部分であり、外周規制部9bはフランジシール77と対向する外壁の部分である。
本実施形態では、内周規制部9a、および外周規制部9bは、それぞれフランジシール77の内周面及び外周面との隙間(クリアランス)を持つ構成となっている。本実施形態では、フランジシール77が押圧部2cと接触していない状態において、フランジシール77を取り付けたとき、内周規制部9a及び外周規制部9bのそれぞれに対して、0.5mmの間隔(S1、S2)を有するように隙間を設定する。この場合、フランジシール77と規制部9との隙間(を、フランジシール77が移動(横ずれ)したとしても押圧部2cが弾性部77bを押圧できる距離に設定している。
ただし、内周規制部9a、または外周規制部9bの少なくとも一方が、フランジシール77の内周面又は外周面のうち対応する方と接触しても構わない。
ここで、本実施形態では、規制部9はフランジシール77の内周面及び外周面の全てを囲っているが、フランジシール77の内周面及び外周面全てを囲わなくても構わない。つまり、弾性部77b、および弾性部77bに一体に備えた樹脂シート77cが移動(横ずれ)することを抑制できる程度の凸部が排出室4cから突出していればよい。
そのため、規制部9は、本実施形態のようなフランジシール77の周方向にリング状に連続して設けられたものに限定されるものではなく、フランジシール77の周方向に一部欠きを有して断続的に設けられたものであってもいい。
次に、規制部9の高さについて説明する。図10(b)において、T1は、規制部9の高さ、すなわち、弾性部材設置面4eから規制部9の頂部までの収容室2の回転軸線方向の長さである。本実施形態では、内周規制部9a及び外周規制部9bの高さT1はそれぞれ1.5mmである。また、T2は、弾性部材設置面4eから収容室2の押圧部2cの端面(フランジシール77を最も圧縮した時の位置)までの収容室2の回転軸線方向の距離である。本実施形態では、距離T2は2.0mmである。この距離T2は、弾性部材設置面4eから押圧部2cによって最も圧縮されたフランジシール77の頂部までの高さに相当する。また、T3は、収容室2の回転軸線方向におけるフランジシール77(一体に備えた樹脂シート77cを含む)の自然長の厚さである。本実施形態では、厚さT3は3.0mmである。
規制部9の高さT1が、弾性部材設置面4eから収容室2の押圧部2cの端面までの距離T2より高い場合、次のことが懸念される。前述したように、フランジ部4に対し収容室2は相対回転する。そのため、フランジ部4と収容室2との間には部品公差上の隙間がある。そのため、収容室2の押圧部2cは、図10(b)中の矢印Z方向(収容室2の外周側から内周側に向かう方向)及びその反対方向へ部品公差分移動する可能性がある。したがって、高さT1が距離T2より高い場合には、押圧部2cと規制部9との間の矢印Z方向及びその反対方向の隙間が狭くなり、押圧部2cと規制部9とが摺擦してトルクが増加する可能性がある。そこで、高さT1は距離T2より低く設定することが好ましい。つまり、規制部9の高さT1は、フランジシール77の押圧部2cによって最も圧縮された際の高さT2より低いことが好ましい。
次に、内周規制部9a、外周規制部9bの必要性の差異について説明する。本実施形態では、規制部9は、内周規制部9aと外周規制部9bとの両方を有しているが、規制部9は少なくとも内周規制部9aを有していればよい。本実施形態では、フランジシール77の内周面側と、内周規制部9aとが接触することで、フランジシール77の全方向へのズレを規制することができる。尚、本実施形態のように、規制部9が内周規制部9a、および外周規制部9bの両方を有しているほうが、フランジシール77のずれをより確実に規制することができる。
このように、本実施形態では、現像剤補給装置20に着脱可能な現像剤補給容器1は、現像剤を排出する排出口4aを備え、現像剤補給装置20に対して非回転である排出室4cを有する。また、現像剤補給容器1は、排出室4cに対し相対回転可能に保持され、排出室4cに供給される現像剤を収容可能な収容室2を有する。また、現像剤補給容器1は、排出室4cに設けられ、収容室2に押圧されることで、排出室4cと収容室2との間をシールするフランジシール77を有する。また、現像剤補給容器1は、排出室4cに設けられ、フランジシール77の内周面側でフランジシール77の移動を規制する内周規制部9aを有する。
また、本実施形態では、フランジシール77はリング状である。そして、排出室4cの弾性部材設置面4eと摺接する、弾性部77bの摺接面側に、弾性部77bの硬度よりも高い部分を有する、樹脂シート77cを一体に備える。
内周規制部9aは、フランジシール77の周方向にリング状に連続して設けられているか、またはフランジシール77の周方向に一部切欠きを有して断続的に設けられている。また、内周規制部9aは、フランジシール77との間に隙間(クリアランス)を有し得るように設けられている。この場合、隙間(クリアランス)は、フランジシール77の移動が内周規制部9aによって規制されている状態であっても、フランジシール77が収容室2に押圧されるような隙間(クリアランス)で設定されている。
このような構成にすることにより、簡易な構成で、シール部材にかかるスライドする方向に対するストレスを低減することができる。
(第二実施形態)
本発明における構成の一例として、画像形成装置内の現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器に適用した場合の実施形態を具体的に説明する。
本発明における構成の一例として、画像形成装置内の現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器に適用した場合の実施形態を具体的に説明する。
16.フランジシールおよび規制部(第二実施形態)
以下に、図12を参照して、本発明の第二実施形態を説明する。
以下に、図12を参照して、本発明の第二実施形態を説明する。
図12(a)は、本発明の第一実施形態における規制部の周辺の模式断面図、図12(b)は、本発明の第二実施形態における規制部の周辺の模式断面図である。
第二実施形態は、第一実施形態の変形例として構成されており、第一実施形態と異なる部分は、現像剤補給容器1のフランジシール78の弾性部78b、フランジシール78の樹脂シート78c、押圧部4f、弾性部材設置面2d、規制部9aの構成が異なる。
その他の画像形成装置の構成は同構成であり、同じ部品に対しては第一実施形態と同じ符号を付与している。
つまり、第二実施形態の現像剤補給容器1では、弾性部材設置面2d、弾性部78b、樹脂シート78c、および規制部9aは、フランジ部4と相対回転する収容室2に設けられている。そして、フランジシール78を押圧する押圧部4fは、フランジ部4の排出室4cから突出している。
16−1.フランジシール(第二実施形態)
本実施形態のフランジシール78は、収容室2の弾性部材設置面2dに固着されずに備え、フランジシール78は、収容室2の弾性部材設置面2dと排出室4cの押圧部4fのいずれの接触面においても摺接する構成とする。
本実施形態のフランジシール78は、収容室2の弾性部材設置面2dに固着されずに備え、フランジシール78は、収容室2の弾性部材設置面2dと排出室4cの押圧部4fのいずれの接触面においても摺接する構成とする。
弾性部材設置面2dは、収容室2の開口をリング状に取り囲んで配置されている。そして、排出室4cは、排出室4cの押圧部4fが弾性部78bを圧縮した状態で、保持されている。押圧部4fは、排出室4cの開口をリング状に取り囲んで配置されている。
また、フランジシール78の構成として、収容室2の弾性部材設置面2dと摺接する、フランジシール78の摺接面側に、弾性部78bの硬度よりも高い樹脂シート78cを一体に備える。
さらに、収容室2の弾性部材設置面2dと樹脂シート78cとの摩擦力をF1、排出室4c(押圧部4f)と弾性部78bの摺接面側との摩擦力をF2としたとき、F1<F2の関係である。
すなわち、本実施形態によれば、排出室4c(押圧部4f)に押圧されることで、排出室4cと収容室2との間をシールするフランジシール78は、排出室4cと収容室2のそれぞれの摺動可能に備えられている。また、第一実施形態と同様の効果により、現像剤補給動作時において、排出室4cと収容室2との間をシールするフランジシール78に生じるストレスを低減でき、収容室2の回転トルクの増加の抑制を両立することができる。
16−2.規制部(第二実施形態)
図12(b)に示すように、収容室2の弾性部材設置面2dに、内周規制部9aが、収容室2の回転軸線方向に排出室4c側に突出して設けられている。
図12(b)に示すように、収容室2の弾性部材設置面2dに、内周規制部9aが、収容室2の回転軸線方向に排出室4c側に突出して設けられている。
本実施形態では、内周規制部9aは、リング状のフランジシール78の内周面側に設けられている。
内周規制部9aは、フランジシール78と対向する内壁の部分である。
本実施形態では、内周規制部9aは、それぞれフランジシール78の内周面との隙間を持つ構成となっている。本実施例では、フランジシール78が押圧部4fと接触していない状態において、フランジシール78を取り付けたとき、内周規制部9aに対して、0.5mmの間隔(S2)を有するように隙間を設定する。この場合、フランジシール78と内周規制部9aとの隙間を、フランジシール78が移動(横ずれ)したとしても押圧部4fが弾性部78bを押圧できる距離に設定している。
ここで、本実施形態では、内周規制部9aはフランジシール78の内周面の全てを囲っているが、フランジシール78の内周面及全てを囲わなくても構わない。つまり、弾性部78b、樹脂シート78cが移動(横ずれ)することを抑制できる程度の凸部が収容室2から突出していればよい。
そのため、内周規制部9aは、フランジシール78の周方向にリング状に連続して設けられたものに限定されるものではなく、フランジシール78の周方向に一部欠きを有して断続的に設けられたものであっても同様の効果が得られる。
次に、内周規制部9aの高さについて説明する。図12(b)において、T1は、内周規制部9aの高さ、すなわち、弾性部材設置面2dから内周規制部9aの頂部までの収容室2の回転軸線方向の長さである。本実施形態では、内周規制部9aの高さT1は1.5mmである。また、T2は、弾性部材設置面2dから排出室4cの押圧部4fの端面(フランジシール78を最も圧縮した時の位置)までの収容室2の回転軸線方向の距離である。本実施形態では、距離T2は2.0mmである。この距離T2は、弾性部材設置面2dから押圧部4fによって最も圧縮されたフランジシール78の頂部までの高さに相当する。また、T3は、収容室2の回転軸線方向におけるフランジシール78(一体に備えた樹脂シート78cを含む)の自然長の厚さである。本実施形態では、厚さT3は3.0mmである。
また、第一実施形態と同様に、フランジ部4と収容室2との間には部品公差上の干渉を回避するため、高さT1は距離T2より低く設定することが好ましい。つまり、内周規制部9aの高さT1は、フランジシール78の押圧部4fによって最も圧縮された際の高さT2より低く構成する。
本実施形態では、リング状の弾性部78bと、樹脂シート78cの内周面側と、内周規制部9aとが接触することで、フランジシール78の全方向へのズレを規制することができる。
このように、少なくとも内周規制部9aが設けられていれば、フランジシール78の内周面側へのずれを規制することができる。さらに、第一実施形態で説明した図10(b)に示すように、外周規制部9bを有すると、フランジシール78のずれをより確実に規制することができる。
以上のように、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、内周規制部9aがフランジシール78の内周面と接触可能に配置されている。そのため、フランジシール78が移動したとしても、その移動をフランジシール78と内周規制部9aとの隙間(クリアランス)分を規制することができる。
1 現像剤補給容器
2 収容室(現像剤収容部)
2a 搬送突起(螺旋溝)
2b 円筒部
2c 押圧部
2d 弾性部材設置面(本発明の第二実施形態)
3 駆動受け部材
3a ギア部
3b カム溝
4 フランジ部
4a 排出口
4b シャッタ
4c 排出室(現像剤排出部)
4d 現像剤貯留部
4e 弾性部材設置面
4f 押圧部(本発明の第二実施形態)
5 往復部材
5a 往復部材突起
5b 腕部
5c 係合部
6 ポンプ部
6a 係合部
7a 開口シール
7b フランジシール(弾性部材)(従来構成)
7c 粘着材(両面テープ)(従来構成)
77b フランジシール(弾性部材)(本発明の第一実施形態)
77c 樹脂シート(本発明の第一実施形態)
78b フランジシール(弾性部材)(本発明の第二実施形態)
78c 樹脂シート(本発明の第二実施形態)
8 搬送部材
8a 傾斜リブ
9 規制部
9a 内周規制部
9b 外周規制部
20 現像剤補給装置
20a 装着部
20b ホッパ
21 回転方向規制部(保持機構)
23 現像剤受入れ口
31 突き当て部
100 画像形成装置
201 現像器
201a 現像容器
300 駆動ギア
500 駆動モータ
600 制御装置(CPU)
S1、S2 隙間(クリアランス)
T 現像剤
2 収容室(現像剤収容部)
2a 搬送突起(螺旋溝)
2b 円筒部
2c 押圧部
2d 弾性部材設置面(本発明の第二実施形態)
3 駆動受け部材
3a ギア部
3b カム溝
4 フランジ部
4a 排出口
4b シャッタ
4c 排出室(現像剤排出部)
4d 現像剤貯留部
4e 弾性部材設置面
4f 押圧部(本発明の第二実施形態)
5 往復部材
5a 往復部材突起
5b 腕部
5c 係合部
6 ポンプ部
6a 係合部
7a 開口シール
7b フランジシール(弾性部材)(従来構成)
7c 粘着材(両面テープ)(従来構成)
77b フランジシール(弾性部材)(本発明の第一実施形態)
77c 樹脂シート(本発明の第一実施形態)
78b フランジシール(弾性部材)(本発明の第二実施形態)
78c 樹脂シート(本発明の第二実施形態)
8 搬送部材
8a 傾斜リブ
9 規制部
9a 内周規制部
9b 外周規制部
20 現像剤補給装置
20a 装着部
20b ホッパ
21 回転方向規制部(保持機構)
23 現像剤受入れ口
31 突き当て部
100 画像形成装置
201 現像器
201a 現像容器
300 駆動ギア
500 駆動モータ
600 制御装置(CPU)
S1、S2 隙間(クリアランス)
T 現像剤
Claims (8)
- 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、
現像剤を排出する排出口を有し、現像剤を排出する排出室と、前記排出室に現像剤を供給する開口を有し、前記排出室に対して相対回転可能に前記排出室に保持され、現像剤を収容する回転可能な収容室と、前記排出室と前記収容室とが接続する部分をシールする弾性の環状の弾性部と前記弾性部に接着された樹脂シートとを備えるシール部材と、前記シール部材に対して摺動可能であり、前記シール部材を前記収容室に向かって押圧するための環状の押圧部と、前記排出室に設けられ、前記シール部材の前記樹脂シートと摺動可能に、前記シール部材を受ける環状の受け部と、を有することを特徴とする現像剤補給容器。 - 前記シール部材よりも前記環状の受け部の半径方向の内側には、前記シール部材と接触可能な環状の突起部を有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。
- 前記突起部の高さは前記シール部材の高さよりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の現像剤補給容器。
- 前記樹脂シートの厚みは前記弾性部の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
- 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、
現像剤を排出する排出口を有し、現像剤を排出する排出室と、前記排出室に現像剤を供給する開口を有し、前記排出室に対して相対回転可能に前記排出室に保持され、現像剤を収容する回転可能な収容室と、前記排出室と前記収容室とが接続する部分をシールする弾性の環状の弾性部と前記弾性部に接着された樹脂シートとを備えるシール部材と、前記シール部材に対して摺動可能であり、前記シール部材を前記排出室に向かって押圧するための環状の押圧部と、前記収容室に設けられ、前記シール部材の前記樹脂シートと摺動可能に、前記シール部材を受ける環状の受け部と、を有することを特徴とする現像剤補給容器。 - 前記シール部材よりも前記環状の受け部の半径方向の内側には、前記シール部材と接触可能な環状の突起部を有することを特徴とする請求項5に記載の現像剤補給容器。
- 前記突起部の高さは前記シール部材の高さよりも小さいことを特徴とする請求項6に記載の現像剤補給容器。
- 前記樹脂シートの厚みは前記弾性部の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018208400A JP2020076809A (ja) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 現像剤補給容器 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2018208400A JP2020076809A (ja) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 現像剤補給容器 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020076809A true JP2020076809A (ja) | 2020-05-21 |
Family
ID=70723992
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018208400A Pending JP2020076809A (ja) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 現像剤補給容器 |
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- 2018-11-05 JP JP2018208400A patent/JP2020076809A/ja active Pending
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