JP2021071587A - Developer replenishing container - Google Patents
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Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
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関する。この現像剤補給容器は、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等の画像形成装置において用いられ得る。 The present invention relates to a developer replenishment container that can be attached to and detached from the developer replenisher. This developer replenishment container can be used in, for example, an image forming apparatus such as a copier, a facsimile, a printer, and a multifunction device having a plurality of these functions.
従来、電子写真複写機等の画像形成装置に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てしまう現像剤を、現像剤補給容器から補給される構成となっている。 Conventionally, a fine powder developer has been used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine. Such an image forming apparatus is configured to replenish the developing agent that is consumed by forming the image from the developing agent replenishing container.
こうした従来の現像剤補給容器としては、例えば、特許文献１の現像剤補給容器が開示されている。
As such a conventional developer replenishment container, for example, the developer replenishment container of
特許文献１に記載の現像剤補給容器では、現像剤補給容器に設けた蛇腹ポンプを用いて現像剤を排出する方式を採用している。具体的な方法としては、蛇腹ポンプを伸張させて現像剤補給容器内の気圧を大気圧よりも低い状態にすることで、現像剤補給容器内へエアーを取り込んで現像剤を流動化する吸気工程を行う。更に、蛇腹ポンプを圧縮させて現像剤補給容器内の気圧を大気圧よりも高い状態にすることで、現像剤補給容器内外の圧力差により、現像剤をエアーとともに排出口から押し出す排出工程を行い、現像剤補給容器内の気圧は大気圧に戻る。この２つの工程を交互に繰り返すことで、現像剤を安定的に画像形成装置へ補給する構成になっている。
The developer replenishment container described in
加えて、特許文献１に記載の現像剤補給容器では、排出口上部に現像剤を一定量貯留する現像剤貯留部と、該現像剤貯留部の一部を覆う抑止部を有している。そして、該抑止部は現像剤貯留部と現像剤収容部を連通可能な連通路を備えており、排出工程において、連通路を介してエアーが現像剤貯留部に作用することで、現像剤貯留部に貯留された現像剤を排出する構成となっている。
In addition, the developer replenishment container described in
ここで、上述した特許文献１の現像剤補給容器において、蛇腹ポンプを圧縮させた際、現像剤補給容器内のエアーが排出口から押し出されて現像剤補給容器内の圧力が大気圧より高い状態から大気圧に戻るまでに、排出口近傍の現像剤が抵抗となることにより時間を要する。これにより、蛇腹ポンプの圧縮が終了した後も排出口から現像剤が出続けるため、現像剤の排出量は所定量より増える場合がある。
Here, in the developer replenishment container of
そして、現像剤補給容器から現像器へ直接現像剤が流れ込む構成の場合、現像器内の現像剤濃度が高くなり、所望の出力物の現像剤濃度から逸脱した濃度になってしまう可能性がある。そこで、現像剤補給容器からの現像剤の排出量が多くなった場合でも、現像器内の磁性キャリア量を増加させることで現像器内の現像剤濃度を低くすることが考えられる。しかしながら、上記した手法を用いた場合、現像器が大きくなることに伴ない画像形成装置本体が大きくなることや、磁性キャリアを増加させた分のコストが掛ってしまう懸念があった。 In the case of a configuration in which the developer flows directly from the developer replenishment container to the developer, the concentration of the developer in the developer may increase, and the concentration may deviate from the concentration of the developer of the desired output product. .. Therefore, even when the amount of the developer discharged from the developer replenishment container increases, it is conceivable to reduce the concentration of the developer in the developer by increasing the amount of magnetic carriers in the developer. However, when the above method is used, there is a concern that the size of the image forming apparatus main body increases as the size of the developing device increases, and that the cost of increasing the number of magnetic carriers increases.
以上の課題を鑑みて本発明の目的は、排出口近傍の現像剤量により現像剤の排出時間および排出量が異なった場合であっても、簡単な構成で排出される現像剤量を安定することが出来る現像剤補給容器を提供する事である。 In view of the above problems, an object of the present invention is to stabilize the amount of the developer discharged with a simple configuration even when the discharge time and the amount of the developer differ depending on the amount of the developer near the discharge port. It is to provide a developer supply container that can be used.
上記課題を解決するための第１の発明は、
現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、
前記現像剤補給容器は、
現像剤を収容可能な現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記現像剤補給装置に向けて排出する排出口と、
前記現像剤補給装置から回転駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部に入力された回転駆動力を回転軸方向に動作させる力へ変換する駆動変換機構と、
前記現像剤収容部内の容積を変化させることで前記排出口を介した吸排気動作が行われるように動作するポンプ部と、
前記排出口と接する位置に設けられ、現像剤を一定量貯留可能な現像剤貯留部と、
を有し、
前記ポンプ部は排気動作終了後に前記現像剤収容部内の容積を増大させる動作を行うことを特徴とする現像剤補給容器。
The first invention for solving the above problems is
In the developer replenishment container that can be attached to and detached from the developer replenisher
The developer supply container is
A developer accommodating part that can accommodate the developer and
A discharge port for discharging the developer contained in the developer accommodating unit toward the developer replenishing device, and a discharge port.
A drive input unit to which a rotational driving force is input from the developer replenishing device, and
A drive conversion mechanism that converts the rotational driving force input to the drive input unit into a force that operates in the direction of the rotation axis.
A pump unit that operates so that intake and exhaust operations are performed through the discharge port by changing the volume inside the developer accommodating unit.
A developer storage unit provided at a position in contact with the discharge port and capable of storing a certain amount of the developer,
Have,
A developer replenishment container characterized in that the pump unit performs an operation of increasing the volume in the developer accommodating unit after the exhaust operation is completed.
本発明によれば、排出口近傍の現像剤量により現像剤の排出時間および排出量が異なった場合であっても、簡単な構成で現像剤を安定的に画像形成装置へ補給することが出来る現像剤補給容器を提供する事である。 According to the present invention, even when the discharge time and the discharge amount of the developer differ depending on the amount of the developer in the vicinity of the discharge port, the developer can be stably supplied to the image forming apparatus with a simple configuration. It is to provide a developer supply container.
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。 Hereinafter, the developer replenishment container and the developer replenishment system according to the present invention will be specifically described. In the following, unless otherwise specified, various configurations of the developer replenishment container can be replaced with other known configurations having similar functions within the scope of the idea of the invention. That is, unless otherwise specified, there is no intention of limiting the configuration to only the configuration of the developer replenishment container described in the examples described later.
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。 First, the basic configuration of the image forming apparatus will be described, and then the configurations of the developer replenishing system mounted on the image forming apparatus, that is, the developing agent replenishing device and the developing agent replenishing container will be described in order.
（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。
(Image forming device)
As an example of an image forming apparatus equipped with a developing agent replenishing device to which a developing agent replenishing container (so-called toner cartridge) is detachably attached (removable), a copying machine (electrophotographic image forming apparatus) adopting an electrophotographic method is used. ) Will be described with reference to FIG.
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）２０１ａ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。
In the figure, 100 is a copying machine main body (hereinafter, referred to as an image forming device main body or a device main body). Further, 101 is a document and is placed on the
なお、本例では現像剤補給容器１から補給すべき現像剤Ｔ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。
In this example, an example in which a one-component magnetic toner is used as the developer T to be replenished from the
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、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Ｔ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Ｔ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。 Specifically, when a one-component developer that develops using a one-component non-magnetic toner is used, the one-component non-magnetic toner is replenished as the developer T. Further, when a two-component developer that develops using a two-component developer in which a magnetic carrier and a non-magnetic toner are mixed is used, the non-magnetic toner is replenished as the developer T. In this case, the developer T may be configured to supply a magnetic carrier together with a non-magnetic toner.
１０５〜１０８は記録媒体（以下、「シート」ともいう）Ｐ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Ｐ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Ｐ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。
Then, one sheet P conveyed by the feeding /
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Ｐ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Ｐ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Ｐ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。
After that, the sheet P transported by the
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により一部が装置外へ排出される。そして、この後、シートＰ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。
Further, in the case of double-sided copying, the sheet P passes through the
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２０１ａ、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が設置されている。なお、現像器２０１ａは原稿１０１の画像情報に基づき光学部１０３により感光体１０４に形成された静電潜像に現像剤Ｔを付着させることにより現像するものである。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感光体表面を一様に帯電するためのものである。また、クリーナ部２０２は感光体１０４に残留している現像剤Ｔを除去するためのものである。
In the apparatus
（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２０の斜視図、図２（ｃ）は装着部２０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。
(Developer replenishment device)
Next, the
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）２０と、現像剤補給容器１から排出された現像剤Ｔを一時的に貯留するホッパ２０ａと、現像器２０１ａ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２０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２０に装着される。なお、このＭ方向は、後述する図７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２０からの取り出し方向はこのＭ方向とは反対の方向となる。
As shown in FIG. 1, the developing
現像器２０１ａ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、送り部材２０１ｄ、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。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the developing
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２０１ａ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。
The developing roller 201f has a developing
また、装着部２０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）２１が設けられている。
Further, as shown in FIG. 2B, the mounting
また、装着部２０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）２３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Ｔが現像剤受入れ口２３を通して現像器２０１ａへと供給される。なお、本実施例において、現像剤受入れ口２３の直径φは、装着部２０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２．５ｍｍ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Ｔが排出できる直径であればよい。
Further, when the
また、ホッパ２０ａは、図３に示すように、現像器２０１ａへ現像剤Ｔを搬送するための搬送スクリュー２０ｂと、現像器２０１ａと連通した開口２０ｃと、ホッパ２０ａ内に収容されている現像剤Ｔの量を検出する現像剤センサ２０ｄを有している。
Further, as shown in FIG. 3, the
更に、装着部２０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を有している。この駆動ギア３００は、駆動モータ５００（不図示）から駆動ギア列を介して回転駆動力が伝達され、装着部２０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。
Further, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), the mounting
また、駆動モータ５００は、図３に示すように、制御装置（ＣＰＵ）６００（不図示）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、残量センサ２０ｄ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。
Further, as shown in FIG. 3, the
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。
In this example, the
（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。
(How to attach / remove the developer supply container)
Next, a method of attaching / detaching the
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２０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。
First, the operator opens the replacement cover and inserts and mounts the
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。
After that, the operator closes the replacement cover to complete the mounting process. After that, the
一方、現像剤補給容器１内の現像剤Ｔ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２０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２０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。
On the other hand, when the developer T in the
（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。
(Developer replenishment control by developer replenishment device)
Next, the developer replenishment control by the
本例では、現像剤センサ２０ｄ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２０ａ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。
In this example, the
具体的には、まず、現像剤センサ２０ｄがホッパ２０ａ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２０ｄ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２０ｄにより現像剤Ｔ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Ｔの補給動作を実行する（Ｓ１０１）。
Specifically, first, the
この現像剤補給動作の結果、現像剤センサ２０ｄ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２０ｄ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Ｔ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。
As a result of this developer replenishment operation, when it is determined that the developer storage amount detected by the
このような現像剤補給工程は、画像形成に伴い現像剤Ｔが消費されてホッパ２０ａ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。
Such a developer replenishment step is configured to be repeatedly executed when the developer T is consumed with the image formation and the amount of the developer in the
このように、現像剤補給容器１から排出された現像剤Ｔを、ホッパ２０ａ内に一時的に貯留し、その後、現像器２０１ａへ補給する構成でも構わないが、本実施例では、以下のような現像剤補給装置２０１の構成としている。
In this way, the developer T discharged from the
具体的には、図５に示すように、上述したホッパ２０ａを省き、現像剤補給容器１から現像器２０１ａへ直接的に現像剤Ｔ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Ｔが補給される攪拌室と現像スリーブ８００ａへ現像剤Ｔ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Ｔ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１から補給される現像剤Ｔ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。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
本実施例では、現像剤補給容器１内の現像剤Ｔ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６（図３参照）による容積可変動作によって現像剤Ｔ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２０ａ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Ｔを安定的に補給することが可能である。
In this embodiment, the developer T in the
しかしながら、現像室へ現像剤Ｔを安定的に補給することが困難になる場合がある。例えば、駆動ギア３００から回転駆動力が現像剤補給容器１に伝達した後、現像剤Ｔを画像形成装置へ補給する現像剤補給工程が終了し、駆動ギア３００からの回転駆動力が停止する。そして、再度駆動ギア３００から回転駆動力が現像剤補給容器１に伝達し、現像剤補給工程が開始される間隔が短い場合、現像剤Ｔの排出量が多くなる可能性がある（詳細については後述する）。その場合、現像器８００内の現像剤Ｔ濃度が高くなり、感光体１０４上に形成される現像剤Ｔ量も多くなるため、原稿１０１とシートＰの濃度の乖離が大きくなってしまう可能性がある。本実施例では後述するカム溝３ｂの形状に伴い、駆動ギア３００から回転駆動力が伝達し、現像剤Ｔを補給する現像剤補給工程を行い、再度現像剤補給工程が開始される間隔が短い場合でも、現像剤Ｔを安定して排出することが出来る現像剤補給容器１を提供することが出来るものである。
However, it may be difficult to stably supply the developer T to the developing room. For example, after the rotational driving force is transmitted from the
（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周辺の部分拡大図である。また、図７は現像剤補給容器１の部分断面斜視図である。
(Developer supply container)
Next, the configuration of the
現像剤補給容器１は、図６（ａ）、図７に示すように、中空円筒状に形成され内部に現像剤Ｔ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、図７に示す円筒部２ｂと排出部４ｃ、ポンプ部６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２ｂ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２ｂ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。
As shown in FIGS. 6A and 7A, the
また、本実施例では、図６、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２ｂと排出部４ｃが現像剤搬送方向（図７に示すＸ方向下流側）に並ぶように構成されている。つまり、円筒部２ｂは、現像剤搬送方向の長さが該現像剤搬送方向の鉛直方向長さよりも充分に長く、その現像剤搬送方向側が排出部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２ｂ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Ｔの量が少なくすることができる。その為、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。
Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, when the
（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Ｔ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。
(Material of developer supply container)
In this example, as will be described later, the developer T is discharged from the
また、本実施例では、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Ｔ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。
Further, in this embodiment, the
そこで、本実施例では、現像剤収容部２である円筒部２ｂの材質をＰＥＴ樹脂とし、排出部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。
Therefore, in this embodiment, the material of the
なお、使用する材質に関して、円筒部２ｂ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。
Regarding the material to be used, if the
また、ポンプ部６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。
Further, the material of the
なお、樹脂材料の厚みを調整するなどして、ポンプ部６、円筒部２ｂ、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。
If each of the
以下、現像剤補給容器１における、フランジ部４、円筒部２ｂ、ポンプ部６、駆動受け機構、駆動変換機構３ｂ（カム溝）、の構成について、順に、詳細に説明する。
Hereinafter, the configurations of the
（フランジ部）
このフランジ部４には、図７に示すように、円筒部２ｂから搬送されてきた現像剤Ｔを一時的に収容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Ｔの排出を許容する。つまり、現像剤補給装置２０１へ現像剤Ｔ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。また、排出口４ａの上部には、排出前の現像剤Ｔを一定量貯留可能な現像剤貯留部４ｄが設けられている。
(Flange part)
As shown in FIG. 7, the
さらに、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２０への装着動作に伴い、装着部２０に設けられた突き当て部３１（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２０への装着動作に伴い、円筒部２ｂの回転軸線方向（図２（ｃ）の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。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の下部に移動するように構成されている。そして、この時点で排出口４ａは図２（ｃ）に示す装着部２０の現像剤受入れ口２３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Ｔの補給が可能な状態となる。
Further, the
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２０に装着されると、実質不動となるように構成されている。
Further, the
具体的には、フランジ部４が自ら円筒部２ｂ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２１が設けられている。
Specifically, the rotation
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２ｂ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）。
Therefore, when the
一方、円筒部２ｂ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。
On the other hand, the
また、図７に示すように、円筒部２ｂから螺旋状の凸部（搬送突起）２ａにより搬送されてきた現像剤Ｔを、排出部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、現像剤収容部２の一部の領域を略２分割するように設けられており、円筒部２ｂとともに一体的に回転する構成となっている。そして、この搬送部材８にはその両面に円筒部２ｂの回転軸線方向に対し、排出部４ｃ側に傾斜した傾斜リブ８ａが複数設けられている。
Further, as shown in FIG. 7, a plate-shaped
上記の構成により、搬送突起２ａにより搬送されてきた現像剤Ｔは、円筒部２ｂ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、円筒部２ｂ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によって排出部４ｃ側へと受け渡される。本実施例においては、この傾斜リブ８ａは、円筒部２ｂが半周する毎に現像剤Ｔが排出部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。
With the above configuration, the developer T transported by the
（円筒部）
次に、現像剤収容室として機能する円筒部２ｂについて図６、７を用いて説明する。
(Cylinder part)
Next, the
円筒部２ｂには、図６、７に示すように、収容された現像剤Ｔを自らの回転に伴い、排出部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。また、円筒部２ｂ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。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
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としての排出部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Ｔ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Ｔ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Ｔを解す、または、排気で現像剤Ｔ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、画像形成装置本体１００への負荷が過大になる恐れがある。
When the volume of the
それに対し、本実施例においては、円筒部２ｂをフランジ部４に水平方向に並べて設置して、円筒部２ｂの容積により、充填量を調整しているため、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Ｔ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Ｔ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Ｔの排出が可能になる。
On the other hand, in this embodiment, the
また、円筒部２ｂは、図７に示すフランジ部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７ｂ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。
Further, the
これにより、円筒部２ｂは、フランジシール７ｂと摺動しながら回転するため、回転中において現像剤Ｔ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。
As a result, the
（ポンプ部）
次に、往復動に伴いその容積が可変なポンプ部６について図７を用いて説明する。
(Pump section)
Next, the
本実施例のポンプ部６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。
The
ポンプ部６は、図７に示すように、排出部４ｃからＸ方向下流側に設けられている。つまり、ポンプ部６は排出部４ｃに固定されているため非回転である。
As shown in FIG. 7, the
また、本実施例のポンプ部６は、その内部に現像剤Ｔを収容可能な構成となっている。このポンプ部６内の現像剤収容スペースは、後述するように、吸気動作時における現像剤Ｔの流動化に大きな役割を担っている。
Further, the
そして、本実施例では、ポンプ部６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６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ことができる。
Then, in this embodiment, as the
このようなポンプ部６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。その結果、小径（直径が約２．５ｍｍ）の排出口４ａから排出部４ｃ内にある現像剤Ｔを効率良く、排出させることが可能となる。
By adopting such a
（駆動受け機構）
次に、搬送突起２ａを備えた円筒部２ｂ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）について図６、図７を用いて説明する。
(Drive receiving mechanism)
Next, the driving receiving mechanism (driving input part, driving force receiving part) of the
現像剤補給容器１には、図６（ａ）、図７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、円筒部２ｂと一体的に回転可能な構成となっている。
As shown in FIGS. 6A and 7A, the
従って、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、円筒部２ｂが一体的に回転することで、円筒部２ｂ内に収容された現像剤Ｔを排出部４ｃに搬送することができる。
Therefore, the rotating driving force input from the
なお、本実施例では、ギア部３ａは現像剤収容部２の略中央よりＸ方向下流側（図７参照）に設けている。しかし、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の略中央よりＸ方向上流側の端部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。
In this embodiment, the
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、駆動入力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。
Further, in this embodiment, a gear mechanism is used as a drive connection mechanism between the drive input unit of the
（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、本実施例では、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図８を用いて説明する。図８（ａ）はポンプ部６が伸縮していない状態である時の現像剤補給容器１の部分図、（ｂ）はポンプ部６が使用上最大限伸張された状態の現像剤補給容器１の部分図、（ｃ）はポンプ部６が使用上最大限収縮された状態の現像剤補給容器１の部分図である。
(Drive conversion mechanism)
Next, the drive conversion mechanism (drive conversion unit) of the
現像剤補給容器１には、ギア部３ａが受けた円筒部２ｂ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（駆動変換部）として機能するカム機構が設けられている。
The
つまり、本実施例では、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、円筒部２ｂ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を、１つの駆動入力部（ギア部３ａ）で受ける構成としている。
That is, in this embodiment, the rotational driving force received by the
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することが可能となる。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。
This makes it possible to simplify the configuration of the drive input mechanism of the
図８に示すように、回転駆動力をポンプ部６の往復動力に変換する為に介する部材としては往復部材５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入力部（ギア部３ａ）と、該駆動入力部（ギア部３ａ）と一体となっている全周に溝が設けられているカム溝３ｂが回転する。このカム溝３ｂについては後述する。このカム溝３ｂには、往復部材５の腕部５ｂから一部が突出した往復部材突起５ａが係合している。そのため、カム溝３ｂの溝に沿って（図７のＸ方向もしくは逆方向）往復部材突起５ａが往復動し、該往復動はポンプ部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は円筒部２ｂ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）規制されている。
As shown in FIG. 8, a reciprocating
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Ｘ方向もしくは逆方向に往復動作をする。そのため、往復部材５と一体となり、図８（ｂ）に示すポンプ部６が伸張した状態と図８（ｃ）に示すポンプ部６が収縮した状態、また図８（ａ）に示すポンプ部６が往復動しない状態（詳細は後述する）を繰り返す。そして、現像剤補給容器１の容積可変を達成することができる。
That is, when the
なお、往復部材突起５ａ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６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３ｂ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。本実施例では、カム溝３ｂに２つの往復部材突起５ａが約１８０°対向するように係合している。
As for the number of reciprocating
（駆動変換機構の設定条件）
本実施例では、駆動変換機構は、円筒部２ｂの回転に伴い排出部４ｃへ搬送される現像剤Ｔの搬送量（単位時間当たり）が、排出部４ｃからポンプ部６の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。
(Setting conditions for drive conversion mechanism)
In this embodiment, in the drive conversion mechanism, the amount of the developer T conveyed to the
これは、排出部４ｃへの搬送突起２ａによる現像剤Ｔの搬送能力に対してポンプ部６による現像剤Ｔの排出能力の方が大きいと、排出部４ｃに存在する現像剤Ｔ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。
This is because when the discharge capacity of the developer T by the
また、本実施例では、駆動変換機構は、円筒部２ｂが１回転する間にポンプ部６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。
Further, in the present embodiment, the drive conversion mechanism performs drive conversion so that the
円筒部２ｂ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２ｂ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１００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２ｂ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２ｂの回転数を可能な限り低く設定するのが好ましい。
In the case of the configuration in which the
しかし、本実施例の場合、円筒部２ｂ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６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Ｔ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Ｔ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Ｔの量では不足してしまう恐れがある。
However, in the case of this embodiment, if the rotation speed of the
そこで、ポンプ部６の容積変化量を増加させれば、ポンプ部６の１周期当たりの現像剤Ｔ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。
Therefore, if the volume change amount of the
つまり、ポンプ部６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６を往復動させるのに要する負荷が増大してしまう。
That is, when the volume change amount of the
このような理由から、本実施例では、円筒部２ｂが１回転する間にポンプ部６を複数周期動作させているのである。これにより、円筒部２ｂが１回転する間にポンプ部６を１周期しか動作させない場合に比して、ポンプ部６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Ｔの排出量を増やすことが可能となる。そして、現像剤Ｔの排出量を増やすことができた分、円筒部２ｂの回転数を低減することが可能となる。
For this reason, in this embodiment, the
従って、本実施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。
Therefore, with the configuration as in this embodiment, the
（駆動変換機構の配置位置）
本実施例では、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、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２ｂ、排出部４ｃ、ポンプ部６の内部に収容された現像剤Ｔと接触することが無いように、円筒部２ｂ、排出部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。
(Arrangement position of drive conversion mechanism)
In this embodiment, as shown in FIG. 8, a drive conversion mechanism (a cam mechanism composed of a reciprocating
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Ｔの侵入により、現像剤Ｔ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。
As a result, it is possible to solve the problem assumed when the drive conversion mechanism is provided in the internal space of the
以下に現像剤補給容器１による現像剤補給装置２０１への現像剤補給工程について説明する。
The process of replenishing the developer to the
（抑止部）
次に、抑止部９について図９を用いて説明する。
(Deterrence Department)
Next, the deterrent unit 9 will be described with reference to FIG.
図９（ａ）は搬送部材８と抑止部９の全体斜視図、図９（ｂ）は搬送部材８と抑止部９の側面図である。
FIG. 9A is an overall perspective view of the
図９（ａ）に示すように、抑止部９は、搬送部材８のＸ方向下流側（図７参照）に一体的に設けられている。そのため、円筒部２ｂと一体で回転する搬送部材８の回転動作に伴い、抑止部９も一体に回転する構成となっている。なお、本実施例では、ポンプ部６が現像剤収容部２が１回転する間に２回伸縮する動作に合わせ、抑止部９を２対設けている。
As shown in FIG. 9A, the restraint portion 9 is integrally provided on the downstream side (see FIG. 7) of the
ここで、図９に示すように、抑止部９は回転方向に対して配置された２枚のラジアル抑止壁９ｃ、９ｄと、該ラジアル抑止壁９ｃと９ｄを繋ぐように設けられたスラスト抑止壁９ａ、９ｂとによって構成されている。また、ポンプ部６側にあるスラスト抑止壁９ａの回転軸中心付近に、現像剤収容部２内と連通可能な収容部開口９ｅが形成されている。また、２枚のスラスト抑止壁９ａ、９ｂと、２枚のラジアル抑止壁９ｃ、９ｄの、回転軸中心から離れた外端部に囲まれた箇所に、現像剤貯留部４ｄと連通可能な貯留部開口９ｆが形成されている。つまり、貯留部開口９ｆの回転軸スラスト方向の位置は、現像剤貯留部４ｄに対して、少なくとも一部が重なり合う位置に配置されている。そして、２枚のスラスト抑止壁９ａ、９ｂと２枚のラジアル抑止壁９ｃ、９ｄに囲まれた、抑止部７の内部には、収容部開口９ｅと貯留部開口９ｆが連通可能な連通路９ｇが形成されている。
Here, as shown in FIG. 9, the deterrent unit 9 is a thrust deterrent wall provided so as to connect two
（カム溝の設定条件）
次に本発明の最も特徴的な構成であるカム溝３ｂについて図１０を用いて説明する。図１０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１０において、矢印Ａは現像剤収容部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溝のカム溝３ｃ１及びカム溝３ｃ２と、ポンプ部６を圧縮させる際に使用される溝のカム溝３ｄと、ポンプ部６が往復動作しないカム溝３ｅの構成となっている。なお、後述するが、本実施例のカム溝３ｂはカム溝３ｅ、カム溝３ｃ１、カム溝３ｄ、カム溝３ｃ２、カム溝３ｅの順で構成されている。
(Cam groove setting conditions)
Next, the
往復部材突起５ａがカム溝３ｃ、カム溝３ｄ、カム溝３ｅに係合している状態の現像剤補給工程を以下に述べる。
The developer replenishment step in a state where the reciprocating
（現像剤補給工程）
次に、図８、図１０〜図１６を用いて、ポンプ部６による現像剤補給工程について説明する。図８（ａ）はポンプ部６が伸縮していない状態である時の現像剤補給容器１の部分図、図８（ｂ）はポンプ部６が使用上最大限伸張された状態の現像剤補給容器１の部分図、図８（ｃ）はポンプ部６が使用上最大限収縮された状態の現像剤補給容器１の部分図である。図１０は前述の駆動変換機構（往復部材突起５ａとカム溝３ｂにより構成されるカム機構）における、カム溝３ｂの展開図を示したものである。
(Developer replenishment process)
Next, the developer replenishment step by the
前述したように、駆動ギア３００から入力された回転駆動力が駆動変換機構でポンプ部６の往復動力へ変換する構成となっている。そして、ポンプ部６の動作は吸気工程（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が行われ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。
As described above, the rotational driving force input from the
（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。
(Intake process)
First, the intake process (intake operation via the
上述した駆動変換機構（カム機構）によりポンプ部６が伸縮していない状態の図８（ａ）からポンプ部６が最も伸びた状態の図８（ｂ）になることで、吸気動作が行われる。なお、この吸気動作に伴い、現像剤補給容器１の現像剤Ｔを収容し得る部位（円筒部２ｂ、排出部４ｃ、ポンプ部６）の容積が増大する。
The intake operation is performed by changing from FIG. 8 (a) in which the
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。
At that time, the inside of the
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。
At this time, the internal pressure of the
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Ｔ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。
At that time, since air is taken in from the outside of the
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Ｔ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。
By fluidizing the developer T in this way, the developer T can be smoothly discharged from the
（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。
(Exhaust process)
Next, the exhaust process (exhaust operation via the
ポンプ部６が最も伸びた状態の図８（ｂ）からポンプ部６が最も縮んだ状態の図８（ｃ）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Ｔを収容し得る部位（円筒部２ｂ、排出部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を除き実質密閉されており、現像剤Ｔ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。
The exhaust operation is performed by changing from FIG. 8 (b) in which the
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。
At this time, since the internal pressure of the
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。
Since the air in the
以上のように、本実施例では、１つの往復動式のポンプ部６を用いて現像剤Ｔの排出を効率良く行うことができるので、現像剤Ｔの排出に要する機構を簡易化することができる。
As described above, in the present embodiment, the developer T can be efficiently discharged by using one
（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。
(Operation stop process)
Next, an operation stop step in which the
本実施例では、前述したように磁気センサ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。この構成では、現像剤補給容器１から排出される現像剤Ｔ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Ｔ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Ｔ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。
In this embodiment, as described above, the
例えば、排気工程と吸気工程のみで構成されたカム溝３ｂ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２ｂが回転し、円筒部２ｂが停止するまでポンプ部６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２ｂが回転する距離は、円筒部２ｂの回転速度に依存する。さらに、円筒部２ｂ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Ｔ量によってモータへのトルクが変化し、円筒部２ｂの速度も変化する可能性があることから、ポンプ部６の停止位置を毎回同じにすることが難しい。
For example, if the
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、円筒部２ｂ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必要がある。本実施例では、ポンプ部６を往復動させないために、図１０に示すカム溝３ｅを設けている。カム溝３ｅは、円筒部２ｂの回転方向に溝が掘られており、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がカム溝３ｅに係合している状態のことである。
Therefore, in order to stop the
続いて、本実施例のカム溝３ｂを用いた時の現像剤補給工程で、抑止部９と現像剤貯留部４ｄの関係について説明する。
Subsequently, in the developer replenishment step when the
まず、駆動ギア３００から回転駆動力が入力された時、往復部材突起５ａがカム溝３ｅ（図１０参照）に係合した状態について図１１を用いて説明する。図１１はポンプ部６が現像剤補給装置２０１から駆動力を入力された直後に伸縮動作を行っていない時の抑止部９近傍の部分拡大断面図である。
First, a state in which the reciprocating
このとき、抑止部９は、搬送部材８の回転に伴って回転し、現像剤貯留部４ｄの上部に対して、抑止部９の貯留部開口９ｆが覆っていない状態となる。また、ポンプ部６（図８参照）は伸縮動作していない状態のため現像剤収容部２内の内圧の変化は行われない。そのため、現像剤貯留部４ｄに対して、抑止部９が作用することはなく、搬送部材８によって現像剤貯留部４ｄ上部近傍へと搬送された現像剤Ｔが、現像剤貯留部４ｄ内に流れ込み、貯留される状態（現像剤流入非抑止状態）となる。
At this time, the restraint portion 9 rotates with the rotation of the
続いて、図１１の状態から搬送部材８が回転した図１２について説明する。図１２はポンプ部６が伸縮動作を行っていない状態から最も伸張した状態へ移行する時の抑止部９近傍の部分拡大断面図である。なお、往復部材突起５ａはカム溝３ｃ１（図１０参照）に係合した状態である。
Subsequently, FIG. 12 in which the
このとき、抑止部９は搬送部材８の回転に伴って回転し、現像剤貯留部４ｄの上部に対して、抑止部９の貯留部開口９ｆが一部覆っている状態である。なお、ポンプ部６は吸気工程のため、ポンプ部６が伸びることで、現像剤収容部２内の圧力が減圧状態となり、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。そのため、前述の工程で現像剤貯留部４ｄに貯留された現像剤Ｔは、排出口４ａより取り込まれたエアーを含むことで、嵩密度が低下し、流動化した状態となる。
At this time, the restraint portion 9 rotates with the rotation of the
また、図１２は抑止部９の回転方向下流側のラジアル抑止壁９ｃが、現像剤貯留部４ｄ上部の現像剤Ｔを押し退ける状態となる。その結果、抑止部９のスラスト抑止壁９ａ、９ｂ、ラジアル抑止壁９ｃ、９ｄにより、現像剤貯留部４ｄ上部近傍の現像剤Ｔの現像剤貯留部４ｄ内への流入が抑制された状態（現像剤流入抑止状態）となる。
Further, in FIG. 12, the
続いて、図１２の状態から搬送部材８が回転した図１３について説明する。図１３はポンプ部６が最も伸張した状態から最も収縮した状態へ移行する時の抑止部９近傍の部分拡大断面図である。なお、往復部材突起５ａはカム溝３ｄ（図１０参照）に係合した状態である。
Subsequently, FIG. 13 in which the
このとき、抑止部９は搬送部材８の回転に伴って回転し、現像剤貯留部４ｄ上部に対して少なくとも抑止部９の貯留部開口９ｆの一部が常に覆った状態を有している。また、ポンプ部６は排気工程のため、ポンプ部６が縮むことで現像剤補給容器１内の内圧は大気圧よりも高くなり、現像剤補給容器１内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外へと移動する。そのため、前述の吸気工程で現像剤貯留部４ｄ内の流動化された現像剤Ｔが、排出口４ａを通して現像剤補給装置２０１へ排出される。
At this time, the restraint portion 9 rotates with the rotation of the
また、この排気工程においても、現像剤貯留部４ｄ上部の状態は、前述の吸気工程に続き、抑止部９の回転に伴い、抑止部９の回転方向下流側のラジアル抑止壁９ｃが、現像剤貯留部４ｄ上部のトナーを押し退けている状態となる。その結果、排気工程時においては、常に抑止部９のスラスト抑止壁９ａ、９ｂ、ラジアル抑止壁９ｃ、９ｄにより、現像剤貯留部４ｄ上部近傍の現像剤Ｔの現像剤貯留部４ｄ内への流入が抑制された状態（現像剤流入抑止状態）を有する。
Further, also in this exhaust process, the state of the upper part of the
続いて、図１３の状態から搬送部材８が回転した図１４について説明する。図１４はポンプ部６が最も収縮した状態から伸張し始めた状態の抑止部９近傍の部分拡大断面図である。なお、往復部材突起５ａはカム溝３ｃ２（図１０参照）に係合した状態である。
Subsequently, FIG. 14 in which the
このとき、抑止部９は搬送部材８の回転に伴って回転し、現像剤貯留部４ｄ上部に対して少なくとも抑止部９の貯留部開口９ｆの一部が常に覆った状態を有している。また、図１４では図１３のポンプ部６の排気工程で現像剤収容部２内の内圧は大気圧よりも高くなっている状態である。そして、図１４におけるポンプ部６の伸張する動作に伴い、現像剤収容部２内の容積が増加するため、加圧状態から大気圧状態に推移することになる。
At this time, the restraint portion 9 rotates with the rotation of the
続いて、図１４の状態から搬送部材８が回転した図１５について説明する。図１５はポンプ部６が現像剤補給装置２０１から駆動力を停止された直後の伸縮動作を行っていない時の抑止部９近傍の部分拡大断面図である。なお、往復部材突起５ａはカム溝３ｅ（図１０参照）に係合した状態である。
Subsequently, FIG. 15 in which the
そして、図１５の状態で現像剤補給装置２０１から再度回転駆動力が入力されると、往復部材突起５ａはカム溝３ｅに係合した状態で図１１に示す状態に移行することになる。なお、図１５から図１１に至るまでポンプ部６は伸縮していない状態を維持している。
Then, when the rotational driving force is input again from the
このように、図１１から図１５までの一連の工程が行われることで、現像剤補給容器１におけるポンプ部６の現像剤補給工程が終了し、現像剤補給装置２０１に現像剤Ｔが補給される。そして、現像剤補給装置２０１から現像剤Ｔの補給信号が再度出た場合、図１１から図１５までの工程が再度繰り返される。
By performing the series of steps from FIGS. 11 to 15 in this way, the developer replenishment step of the
ここで、本発明の効果について図１６を用いて説明する。図１６は現像剤補給工程で発生した経過時間当たりの現像剤補給容器１内の内圧変動（ｋＰａ）である。
Here, the effect of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows the internal pressure fluctuation (kPa) in the
本発明の構成は、排気工程の後にポンプ部６の伸張動作を経て動作停止工程に至るように設定されている。これにより、強制的に現像剤補給容器１内の圧力が加圧状態から大気圧に戻るため、動作停止工程において現像剤が排出されるのを抑制することが出来る。したがって、排出口４ａから排出される現像剤Ｔ量を安定させることが出来る。
The configuration of the present invention is set so as to reach the operation stop process through the extension operation of the
ここで、本実施例では上記の現像剤補給工程時間を約０．５ｓｅｃに設定しているが、画像形成に伴い消費する現像剤Ｔ量が多量の場合には、現像剤補給工程が終了してから次の現像剤補給工程が開始されるまでの間隔を短くする必要がある。これについて図１７を用いて説明する。図１７は現像剤補給工程間隔（ｓｅｃ）に対する現像剤Ｔの排出量平均（ｇ／Ｐ）のグラフである。 Here, in this embodiment, the above-mentioned developer replenishment process time is set to about 0.5 sec, but when the amount of developer T consumed due to image formation is large, the developer replenishment process ends. It is necessary to shorten the interval from the start of the process to the start of the next developer replenishment process. This will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a graph of the average emission amount (g / P) of the developer T with respect to the developer replenishment process interval (sec).
前述のように、本実施例の構成では現像剤補給工程が終了するとほぼ同時に現像剤補給容器１内の内圧が加圧状態から大気圧に戻るため、現像剤補給工程間隔（ｓｅｃ）を短くしても安定して現像剤Ｔを補給することが出来る。
As described above, in the configuration of this embodiment, the internal pressure in the
なお、本実施例は抑止部９を有した構成で説明しているが、排出口４ａから安定的に現像剤Ｔを排出する上で必ずしも抑止部９を有した構成でなくてもよい。つまり、抑止部９がない構成だと現像剤貯留部４ｄへの現像剤Ｔの流れ込みを抑制することが出来ないが、図１１から図１５までの一連の工程で現像剤補給容器１内の内圧はほぼ毎回同じに制御できる。そのため、現像剤補給容器１内が加圧状態である時に排出される現像剤Ｔ量は多くなるが、加圧時間を制御出来ているため安定して現像剤Ｔを排出することが出来る。
Although this embodiment is described with a configuration having a deterrent unit 9, the configuration may not necessarily include the deterrent unit 9 in order to stably discharge the developer T from the
ここで、比較例として特許文献１の現像剤補給容器１の構成について、図１８〜図２１を用いて説明する。図１８は比較例の実施形態に係る現像剤補給容器１のカム溝３ｂの展開図である。また、図１９は比較例の実施形態に係るポンプ部６が最も収縮した状態で現像剤補給装置２０１から回転駆動力が停止した直後に、現像剤補給装置２０１から回転駆動力が再度入力された後のポンプ部６が伸縮動作を行っていない時の抑止部９近傍の部分断面拡大図である。さらに、図２０は比較例に係る現像剤補給容器１の現像剤補給工程で発生した経過時間当たりの現像剤補給容器１内の内圧変動（ｋＰａ）グラフである。図２１は比較例の実施形態に係る現像剤補給容器１の現像剤補給工程間隔（ｓｅｃ）に対する現像剤Ｔの排出量平均（ｇ／Ｐ）のグラフである。その他の構成は本実施例の構成と同様である。
Here, as a comparative example, the configuration of the
比較例の構成においては、図１８に示すようにカム溝３ｂはカム溝３ｅ、カム溝３ｃ、カム溝３ｄ、カム溝３ｅの順で構成されている。そして、カム溝３ｅ、カム溝３ｃ、カム溝３ｄ、カム溝３ｅの順に往復部材突起５ａが係合し、駆動ギア３００から回転駆動力が停止する。その場合、排気工程終了後に往復部材突起５ａがカム溝３ｅに係合した状態で駆動ギア３００から回転駆動力が停止した後も、図２０に示すように現像剤補給容器１内の内圧は一定時間の間は加圧状態を保持する。そのため、駆動ギア３００から現像剤補給容器１に回転駆動力が停止した後も現像剤補給容器１内は加圧状態であることから、加圧状態が大気圧に戻るまで排出口４ａや現像剤貯留部４ｄ近傍の現像剤Ｔは排出口４ａから排出され続ける。そのため、排出口４ａや現像剤貯留部４ｄ近傍の現像剤Ｔ量により排出量が安定しない可能性がある。
In the configuration of the comparative example, as shown in FIG. 18, the
さらに、画像形成に伴い消費する現像剤Ｔ量が多量の場合について図１９、図２１を用いて説明する。前述したように、現像剤補給容器１から現像剤Ｔを安定的に画像形成装置２０１へ補給する現像剤補給工程が頻発されるため、現像剤補給工程間隔（ｓｅｃ）が短くなる。この場合、図１９に示すように、駆動ギア３００から回転駆動力が再度入力された際に、現像剤補給容器１内の内圧が大気圧より高い状態のまま現像剤貯留部４ｄ上部に抑止部９の一部が常に覆っていない状態が発生する。つまり、抑止部９が現像剤貯留部４ｄ上部を覆っていない部分から現像剤貯留部４ｄへ現像剤Ｔが流入するため、排出口４ａから排出される現像剤Ｔは所定量より多くなり、また排出時間も増える。なお、現像剤補給工程間隔（ｓｅｃ）が短くなるほど、抑止部９が現像剤貯留部４ｄ上部を覆っていない状態で現像剤補給容器１内の内圧が大気圧からより高い状態となるため、排出口４ａから排出される現像剤Ｔはより多くなり、排出時間も増加する。つまり、比較例を用いることで、図２１に示すように現像剤補給工程間隔（ｓｅｃ）が短くなるにつれ現像剤Ｔの排出量平均（ｇ／Ｐ）が多くなる恐れがある。
Further, a case where the amount of the developing agent T consumed by the image formation is large will be described with reference to FIGS. 19 and 21. As described above, since the developer replenishment step of stably replenishing the developer T from the
このような場合、現像剤Ｔ量が多くなっても現像器２０１ａ内の磁性キャリア量を増加させることで現像器２０１ａ内の現像剤Ｔ濃度を低くすることが考えられる。しかしながら、上記した手法を用いた場合、現像器２０１ａが大きくなることに伴ない画像形成装置本体２０１が大きくなることや、磁性キャリアを増加させた分のコストが掛ってしまうことに繋がってしまう。
In such a case, it is conceivable to reduce the developer T concentration in the
そして本実施例では、一連の現像剤補給工程が終了した時点で現像剤補給容器１内の圧力が大気圧に近しい状態になっているため、現像剤補給工程間隔（ｓｅｃ）が短い場合でも現像剤Ｔの排出量平均（ｇ／Ｐ）を安定させることが出来る。
In this embodiment, when the series of developer replenishment steps is completed, the pressure in the
以上説明したように、本実施例ではカム溝３ｂをカム溝３ｅ、カム溝３ｃ１、カム溝３ｄ、カム溝３ｃ２、カム溝３ｅの順で構成しているため、一連の現像剤補給工程が終了した段階で現像剤補給容器１内の内圧を大気圧に近しい状態にすることが出来る。したがって、本構成は、現像剤補給工程間隔（ｓｅｃ）が短い場合でも、現像剤貯留部４ｄ内に流れ込んだ現像剤Ｔが現像剤補給装置２０１に排出されず安定した排出が可能となるため、より優れた構成と言える。
As described above, in this embodiment, since the
１ 現像剤補給容器
２ 現像剤収容部
２ａ 搬送突起（螺旋溝）
２ｂ 円筒部
３ 駆動受け部材
３ａ ギア部
３ｂ、３ｃ、３ｃ１，３ｃ２、３ｄ、３ｅ カム溝
４ フランジ部
４ａ 排出口
４ｂ シャッタ
４ｃ 排出部
４ｄ 現像剤貯留部
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 被係合部
７ 弾性部材
７ａ 開口シール
７ｂ フランジシール
８ 搬送部材
８ａ 傾斜リブ
９ 抑止部
９ａ、９ｂ スラスト抑止壁
９ｃ、９ｄ ラジアル抑止壁
９ｅ 収容部開口
９ｆ 貯留部開口
９ｇ 連通路
２０ 装着部
２０ａ ホッパ
２０ｂ 搬送スクリュー
２０ｃ 開口
２０ｄ 現像剤センサ
２１ 回転方向規制部
２３ 現像剤受入れ口
３１ 突き当て部
１００ 画像形成装置
２０１ 現像剤補給装置
２０１ａ 現像器
３００ 駆動ギア
５００ 駆動モータ
６００ 制御装置（ＣＰＵ）
Ｔ 現像剤
1
2b Cylindrical part 3
T developer
Claims (2)
前記現像剤補給容器は、
現像剤を収容可能な現像剤収容部（円筒部２ｋ＋フランジ部４＋ポンプ部６）と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記現像剤補給装置に向けて排出する排出口（４ａ）と、
前記現像剤補給装置から回転駆動力が入力される駆動入力部（３ａ）と、
前記駆動入力部に入力された回転駆動力を回転軸方向に動作させる力へ変換する駆動変換機構（カム溝３ｂ＋往復部材５）と、
前記現像剤収容部内の容積を変化させることで前記排出口を介した吸排気動作が行われるように動作するポンプ部（６）と、
前記排出口と接する位置に設けられ、現像剤を一定量貯留可能な現像剤貯留部（４ｄ）と、
を有し、
前記ポンプ部は排気動作終了後に前記現像剤収容部内の容積を増大させる動作を行うことを特徴とする現像剤補給容器。 In the developer replenishment container that can be attached to and detached from the developer replenisher
The developer supply container is
A developer accommodating portion (cylindrical portion 2k + flange portion 4 + pump portion 6) capable of accommodating the developing agent, and
A discharge port (4a) for discharging the developer contained in the developer accommodating unit toward the developer replenishing device, and a discharge port (4a).
The drive input unit (3a) to which the rotational driving force is input from the developer replenishing device, and
A drive conversion mechanism (cam groove 3b + reciprocating member 5) that converts the rotational driving force input to the drive input unit into a force that operates in the direction of the rotation axis, and
A pump unit (6) that operates so that an intake / exhaust operation is performed through the discharge port by changing the volume in the developer accommodating unit.
A developer storage unit (4d) provided at a position in contact with the discharge port and capable of storing a certain amount of the developer, and a developer storage unit (4d).
Have,
A developer replenishment container characterized in that the pump unit performs an operation of increasing the volume in the developer accommodating unit after the exhaust operation is completed.
現像剤の流入を抑止する現像剤流入抑止状態と、
現像剤の流入を抑止しない現像剤流入非抑止状態を取り、
前記ポンプ部の排気動作時に現像剤流入抑止状態に位置する抑止部（９）と、を有し、
前記抑止部は、前記現像剤貯留部と前記現像剤収容部内を連通可能な連通路（９ｇ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。 For the developer storage unit
The developer inflow suppression state that suppresses the inflow of the developer and the developer inflow suppression state
The inflow of the developer is not suppressed. The inflow of the developer is not suppressed.
It has a deterrent section (9) located in a developer inflow restraint state during the exhaust operation of the pump section, and has a deterrent section (9).
The developer supply container according to claim 1, wherein the restraining unit includes a communication passage (9 g) capable of communicating between the developer storage unit and the inside of the developer storage unit.
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