JP2021026014A - 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(所謂、トナーカートリッジ)が挿抜可能な現像剤補給装置を搭載した画像形成装置として、電子写真方式を採用した画像形成装置について図1を用いて説明する。
次に、現像剤補給容器1を着脱可能な現像剤補給装置201について、図1乃至図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が挿抜可能な装着部10の外観斜視図、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。
次に、現像剤補給容器1の着脱方法について説明する。まず、操作者は装着部10に設けられた交換カバー(不図示)を開いて、現像剤補給容器1を装着部10へ挿入する。操作者によって装着部10の奥まで現像剤補給容器1が挿入されると、現像剤補給容器1の現像剤補給装置201への装着が完了する。その後、操作者は交換カバーを閉じる。ここで、現像剤補給容器1が装着された状態では、現像剤補給容器1のフランジ部4が装着部10に保持、固定されている。
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のフローチャートに基づき説明する。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。本実施形態では、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構成している。
次に、現像剤補給容器1について図6(a)乃至図7(c)を用いて説明する。ここで、図6(a)は現像剤補給容器1の外観斜視図、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(a)は現像剤補給容器1の部分断面斜視図、図7(b)は現像剤補給容器1の部分断面側面図、図7(c)は現像剤貯留部近傍の部分拡大図である。
本実施形態では、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。
フランジ部4には、図7(a)乃至図7(c)に示すように、円筒部2k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現像剤排出室4cが設けられている。この現像剤排出室4cの底部には、現像剤排出室4cから現像剤の排出を許容する排出口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。
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(a)乃至図7(c)を用いて説明する。円筒部2kの内面には、図6(a)乃至図7(c)に示すように、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現像剤排出室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突起2cが設けられている。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。
図7(a)乃至図7(c)に示されるポンプ部3aは、前記ギア部2dが受けた駆動力により現像剤収容部2の内圧が大気圧よりも低い状態と高い状態とに交互に繰り返し切り替わるように動作する。
次に、搬送突起2cを備えた円筒部2k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(駆動入力部、駆動力受け部)について説明する。
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、本実施形態では、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。
駆動変換機構は、円筒部2kの回転に伴い単位時間当たりに現像剤排出室4cへ搬送される現像剤搬送量が、現像剤排出室4cからポンプ部作用により単位時間当たりに現像剤補給装置201へ排出される量よりも多くなるように駆動変換している。これは、現像剤排出室4cへの搬送突起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、現像剤排出室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、本実施形態では、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よる。
本実施形態では、図8(a)及び図8(b)に示すように、駆動変換機構(往復動部材係合突起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、現像剤排出室4cの内部に収容されている現像剤と接触することがないように、円筒部2k、現像剤排出室4c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。即ち、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、駆動変換機構を動作させるトルクがアップすることなど、を抑制し得る。
上述したように、現像剤を現像剤収容部2から現像剤排出室4cへと搬送する搬送部材6は、現像剤収容部2と一体的に回転するように現像剤収容部2内に設けられている。ただし、本実施形態の場合、図7(a)乃至図7(c)に示すように、搬送部材6は規制部7を有している。規制部7は、搬送部材6のポンプ部3a側の端部に一体で設けられている。そのため、円筒部2kと一体で回転する搬送部材6の回転動作に伴い、規制部7も連動して回転する。
まず、吸気工程について説明する。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(図8(b)参照)から、ポンプ部3aが最も伸びた状態(図8(a)参照)になることで、吸気動作が行われる。この吸気動作に伴い、現像剤を収容し得る現像剤補給容器1の容積が増大する。この際に、現像剤補給容器1内は排出口4aを除き実質密閉された状態となり、さらに、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)よりも低くなって、現像剤補給容器1内外の圧力差により、エアーが現像剤補給容器1の外部から内部へ排出口4aを通って吸気される。
次に、排気工程について説明する。ポンプ部3aが最も伸びた状態(図8(a)参照)から、ポンプ部3aが最も縮んだ状態(図8(b)参照)になることで、排気動作が行われる。この排気動作に伴い、現像剤を収容し得る現像剤補給容器1の容積が減少する。その際に、現像剤補給容器1内は排出口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201へ現像剤が排出される。そして、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るため、現像剤補給容器1の内圧が低下する。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。
本実施形態では、上述したように現像剤センサ10dや磁気センサ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である(図3、図5参照)。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100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、ポンプ部3aにより毎回決まった量で現像剤補給容器1の容積を可変するのが望ましい。そこで、本実施形態では、上述したように、円筒部2kが回転動作中でもポンプ部3aが往復動しない動作停止状態に維持するためのカム溝2iをカム溝2eに設けている(図9参照)。したがって、動作停止工程とは、往復動部材係合突起3cがカム溝2iに係合している状態のことである。
なお、上述した実施形態では(図9参照)、移動規制カム溝2nの分岐箇所2Xと反対側がカム溝2eに接続されていない例を示したが、これに限らず、分岐箇所2Xと反対側がカム溝2eに接続されていてもよい。例えば、図9において、移動規制カム溝2nが回転方向下流側でカム溝2hに接続されていてもよい。ただし、そうする場合には、往復動部材係合突起3cがカム溝2hと移動規制カム溝2nとを行き来できないように、カム溝2hと移動規制カム溝2nとの間を遮蔽する遮蔽部を設ける必要がある。
Claims (8)
- 現像剤受入れ装置に装着可能な現像剤補給容器であって、
外周面に係合溝が形成され、装着状態で所定の回転方向に回転駆動される現像剤収容部と、
第一方向に伸長して前記現像剤収容部内に吸気する吸気動作と、前記第一方向と反対の第二方向に圧縮して前記現像剤収容部内から排気する排気動作とを行うように往復動作するポンプ部と、
前記係合溝に係合する係合部を有し、前記ポンプ部と前記係合溝に掛け渡されて前記現像剤収容部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と、を備え、
前記係合溝は、前記第一方向に前記変換部材を移動させる吸気用溝と前記第二方向に前記変換部材を移動させる排気用溝とが前記回転方向に亘って交互に形成され、前記排気用溝の前記第二方向下流端と前記吸気用溝の前記第一方向上流端とを接続する接続溝とが形成された第一溝と、前記係合部を前記吸気用溝へ案内可能に前記第一溝から前記回転方向下流側に向けて分岐された第二溝と、を有し、
前記第二溝には、未装着状態で前記変換部材と前記現像剤収容部とが相対回転した場合に前記係合部の前記第一溝への移動を抑制して前記変換部材を動作させず、装着状態で前記現像剤収容部が回転駆動され前記変換部材と前記現像剤収容部とが相対回転した場合に前記係合部の前記第一溝への移動を許容して前記変換部材を動作させる抑制部が形成されている、
ことを特徴とする現像剤補給容器。 - 前記接続溝は、装着後の前記現像剤収容部の回転駆動に伴い前記ポンプ部を往復動作させることなく、前記係合部を前記排気用溝から前記吸気用溝に案内する非動作溝であり、
前記第二溝は、前記非動作溝から分岐されている。
ことを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。 - 前記第二溝は、前記吸気用溝から分岐されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。 - 前記第二溝は、前記係合部が前記吸気用溝に沿って前記第一方向に関し最上流から最下流まで移動した際に前記変換部材が移動する範囲のうち、10%以上50%以下の範囲となる分岐箇所で分岐されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の現像剤補給容器。 - 前記第二溝は、前記非動作溝よりも前記第一方向の上流側に形成され、
前記係合溝は、前記第二溝と前記非動作溝とを連絡する連絡溝を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の現像剤補給容器。 - 前記抑制部は、前記第二溝の深さが前記回転方向の下流側よりも上流側が浅くなる段差である、
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。 - 前記抑制部は、前記第二溝の底面から突出するように形成されている、
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。 - 前記抑制部は、前記回転方向の下流側の面が傾斜面である、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の現像剤補給容器。
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