JP2023070878A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copier, a facsimile machine, a printer, and a multifunction machine having a plurality of these functions.
従来、複写機などの電子写真方式の画像形成装置には微粉末のトナーなどの現像剤が使用されている。このような画像形成装置においては、画像形成によって消費されてしまう現像剤を、現像剤補給容器から補う構成となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a developer such as fine powder toner is used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine. In such an image forming apparatus, the developer that is consumed during image formation is replenished from the developer supply container.
このような現像剤補給容器として、例えば、ポンプ部を伸縮させることで現像剤を排出させる構成が開示されている（特許文献１）。特許文献１に記載の現像剤補給容器では、現像剤を排出する排出口の大きさを、重力作用のみでは十分に排出されない程度の大きさに設定している。
As such a developer supply container, for example, a configuration is disclosed in which the developer is discharged by expanding and contracting a pump portion (Patent Document 1). In the developer supply container described in
ここで、特許文献１に記載のような排出口が小さい現像剤補給容器では、物流時に強い衝撃を受け続けた場合などに、現像剤補給容器内の現像剤の嵩密度が上昇し、安定排出されない状態まで凝集してしまう可能性がある。その結果、現像剤補給容器から画像形成装置本体に設けられたホッパや現像装置への現像剤の排出が安定せず、画像形成装置の画像安定性に影響を及ぼす可能性がある。
Here, in the developer supply container having a small discharge port as described in
本発明は、現像剤補給容器からの現像剤の排出を安定して行える構成を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structure capable of stably discharging a developer from a developer supply container.
本発明の画像形成装置は、画像形成装置本体に着脱可能な現像剤補給容器と、前記画像形成装置本体に装着された前記現像剤補給容器を駆動する駆動部と、前記現像剤補給容器から現像剤が補給される被補給部と、前記被補給部内の現像剤の有無に関する情報を検出可能な現像剤検出部と、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、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容器から排出する排出口と、伸縮することで、前記排出口を介して前記現像剤補給容器の内部から外部に空気を排出する排気動作と、前記排出口を介して前記現像剤補給容器の外部から内部に空気を吸い込む吸気動作とを行い、前記排気動作に伴って現像剤補給容器内から空気と共に現像剤を排出可能なポンプ部と、前記駆動部から入力された駆動力を、前記ポンプ部を伸縮させる方向に変換する駆動変換部と、を有し、前記制御部は、第１モードと、前記第１モードよりも少なくとも前記ポンプ部の伸長時の駆動速度が速い第２モードとを実行可能であり、前記駆動部の駆動を前記第１モードで開始し、駆動を開始してから所定時間の間、前記現像剤検出部の情報に基づいて前記現像剤補給容器から所定量の現像剤が排出されていないと判断した場合には、前記第２モードを実行可能であることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention comprises a developer supply container detachable from an image forming apparatus main body, a driving section for driving the developer supply container mounted on the image forming apparatus main body, and a developing device from the developer supply container. The developer replenishing container includes a replenishment receiving portion to which a developer is replenished, a developer detection portion capable of detecting information regarding the presence or absence of the developer in the replenishment receiving portion, and a control portion controlling the driving portion. , a developer accommodating portion capable of accommodating a developer, and a discharge port through which the developer accommodated in the developer accommodating portion is discharged from the developer supply container. An exhaust operation for discharging air from the inside of the developer supply container to the outside and an intake operation for sucking air from the outside to the inside of the developer supply container through the discharge port are performed, and the developer is supplied in accordance with the exhaust operation. a pump unit capable of discharging the developer together with air from the container; and a drive conversion unit configured to convert the driving force input from the driving unit into a direction for expanding and contracting the pump unit. A first mode and a second mode in which the driving speed at least when the pump section is extended is faster than the first mode, and the driving section is started in the first mode to start driving. If it is determined that a predetermined amount of developer has not been discharged from the developer replenishing container for a predetermined period of time after that, the second mode can be executed. It is characterized by
本発明によれば、現像剤補給容器からの現像剤の排出を安定して行える。 According to the present invention, the developer can be stably discharged from the developer supply container.
実施形態について、図１ないし図１４を用いて説明する。まず、本実施形態の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。 An embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 14. FIG. First, a schematic configuration of an image forming apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
［画像形成装置］
図１において、画像形成装置１００は、画像形成装置本体（以下、装置本体）１００ａの上部に原稿読取装置１０３を有する。原稿１０１は、原稿台ガラス１０２の上に置かれる。そして、原稿１０１の画像情報に応じた光像を原稿読取装置１０３の複数のミラーＭとレンズＬｎにより、静電潜像を担持する像担持体としての円筒状の感光体である感光ドラム１０４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）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）を用いて可視化される。なお、本実施形態では、現像剤補給容器１（トナーカートリッジとも呼ぶ）から補給すべき現像剤として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。
[Image forming apparatus]
In FIG. 1, an
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、現像剤として非磁性のトナーとともに磁性を有するキャリアも併せて補給する構成としても構わない。 Specifically, in the case of using a one-component developing device that performs development using a one-component non-magnetic toner, the one-component non-magnetic toner is replenished as a developer. Further, when using a two-component developing device that performs development using a two-component developer in which a magnetic carrier and a non-magnetic toner are mixed, non-magnetic toner is replenished as the developer. In this case, it is possible to replenish magnetic carrier together with non-magnetic toner as developer.
図１に示す現像器２０１ａは、上述したように、原稿１０１の画像情報に基づいて感光ドラム１０４上に形成された静電潜像を、現像剤としてトナーを用いて現像するものである。また、現像器２０１ａには、現像剤補給システム２００が接続されており、現像剤補給システム２００は、現像剤補給容器１と、現像剤補給容器１が着脱可能な現像剤受入れ装置８とを有する。現像器２０１ａや現像剤補給システム２００については後述する。
The developing
カセット１０５～１０８は、それぞれシートなどの記録材Ｓを収容する。画像形成時には、これらカセット１０５～１０８のうち、画像形成装置の操作部１００ｄから操作者（ユーザやサービスマン）が入力した情報もしくは原稿１０１のサイズを基に最適な記録材Ｓを収容したカセットが選択される。ここで記録材Ｓ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枚の記録材Ｓを、搬送部１０９を経由してレジストレーションローラ１１０まで搬送し、感光ドラム１０４の回転と、原稿読取装置１０３のスキャンのタイミングを同期させて搬送する。
レジストレーションローラ１１０の記録材搬送方向下流側で、感光ドラム１０４と対向する位置には、転写帯電器１１１及び分離帯電器１１２が設けられている。レジストレーションローラ１１０により搬送された記録材Ｓは、転写帯電器１１１によって、感光ドラム１０４上に形成された現像剤による画像（トナー画像）が転写される。そして、トナー画像が転写された記録材Ｓは、分離帯電器１１２によって感光ドラム１０４から分離される。この後、搬送部１１３により搬送された記録材Ｓは、定着部１１４において熱と圧力が加えられ、記録材上にトナー像が定着される。その後、トナー像を定着した記録材Ｓは、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。
A
他方、両面コピーの場合には、記録材Ｓ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、記録材Ｓの終端が切換部材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切換部材１１８の位置を切り換えると共に排出ローラ１１６を逆回転させることにより、記録材Ｓは、再度、装置内へ搬送される。さらに、この後、記録材Ｓは、再給送搬送部１１９、１２０を経由してレジストレーションローラ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。
On the other hand, in the case of double-sided copying, the recording material S passes through the
上記構成の画像形成装置１００において、感光ドラム１０４の周りには現像器２０１ａ、クリーナ部２０２、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、原稿読取装置１０３により読み取った原稿１０１の画像情報などに基づき感光ドラム１０４に形成された静電潜像に現像剤を付着させることにより、静電潜像を現像するものである。また、一次帯電器２０３は、感光ドラム１０４上に所望の静電潜像を形成するために感光ドラム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は感光ドラム１０４に残留している現像剤を除去するためのものである。
In the
［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１０の斜視図、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。
[Developer supply 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）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貯留部としてのホッパ１０ａと、現像装置としての現像器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１０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１０に装着される。なお、このＭ方向は、後述する図７（ｂ）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１０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
現像装置としての現像器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により感光ドラム１０４に供給される。そして、感光ドラム１０４に形成された静電潜像がトナーにより現像されトナー像となる。
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
また、装着部１０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）１１が設けられている。
Further, as shown in FIG. 2B, when the
また、装着部１０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など参照）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）１３を有している。そして、現像剤補給容器１の排出口４ａから現像剤が現像剤受入れ口１３を通して現像器２０１ａへと供給される。なお、本実施形態において、現像剤受入れ口１３の直径φは、装着部１０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２ｍｍに設定されている。なお、現像剤受入れ口の直径は排出口４ａから現像剤が排出できる直径であればよい。
Further, when the
また、ホッパ１０ａは、図３に示すように、現像器２０１ａへ現像剤を搬送するための搬送スクリュー１０ｂと、現像器２０１ａ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（残量センサ）１０ｄを有している。現像剤センサ１０ｄは、ホッパ１０ａ内（被補給部内）の現像剤の有無に関する情報を検出可能な現像剤検出部に相当する。現像剤センサ１０ｄは、被補給部としてのホッパ１０ａの底面から所定高さ（例えば、搬送スクリュー１０ｂの上方）に配置され、現像剤の有無を検出するセンサである。したがって、現像剤センサ１０ｄにより現像剤が検出されない場合には、ホッパ１０ａ内の現像剤の残量が不足していると判断される。
As shown in FIG. 3, the
更に、装着部１０は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、駆動機構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、駆動部としての駆動モータ５００（図３参照）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, the mounting
また、駆動モータ５００は、図３に示すように、制御部としての制御装置６００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、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の動作を制御する構成となっている。また、制御装置６００は、駆動モータ５００の制御の他、画像形成装置１００全体の制御を行う。このような制御装置６００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、ＲＡＭには、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵは、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭに収納されたデータを参照して制御を行う。
Further, as shown in FIG. 3, the driving
なお、本実施形態において、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 embodiment, 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。まず、操作者が、装置本体１００ａの外装カバーの一部である交換用カバー（不図示）を開き、現像剤補給容器１を現像剤補給装置２０１の装着部１０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。その後、操作者が交換用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。
[How to attach/remove developer supply container]
Next, a method of attaching/detaching the
一方、現像剤補給容器１内の現像剤が空となってしまった場合には、操作者が、交換用カバーを開き、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、装着し、交換用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 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 Replenishing Device]
Next, developer replenishment control by the
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。
In this embodiment, the
具体的には、まず、現像剤センサ１０ｄがホッパ１０ａ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１０ｄ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１０ｄにより現像剤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１０ｄ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１０ｄ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。このような現像剤補給工程は、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。
As a result of this developer supply operation, when it is determined that the amount of contained developer detected by the
［変形例］
本実施形態では、上述のように、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２０１ａへ補給する構成としている。但し、変形例として、以下のような現像剤補給装置２０１Ａの構成を採用しても良い。
[Modification]
In this embodiment, as described above, the developer discharged from the
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から被補給部及び現像装置としての現像器８００へ直接的に現像剤を補給する構成である。この図５は、現像剤補給装置２０１Ａから現像剤を補給する現像器として、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤により現像を行う２成分用の現像器８００を用いた例である。この現像器８００には、現像剤が補給される攪拌室と現像スリーブ８００ａへ現像剤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。そして、現像室に搬送された現像剤が現像スリーブ８００ａに担持され、感光ドラム１０４に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
また、攪拌室には現像剤中のトナー濃度（キャリア及びトナーの合計重量に対するトナー重量の割合）を検出する磁気センサ（インダクタンスセンサ）８００ｃが設置されている。変形例では、磁気センサ８００ｃが、現像器８００内（被補給部内）の現像剤の有無に関する情報を検出可能な現像剤検出部に相当する。したがって、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、現像剤補給容器から補給される現像剤は、キャリアを含まない非磁性トナー、もしくは、現像器８００内のトナー濃度が画像形成に適切なトナー濃度の場合にそのトナー濃度よりも高いトナー濃度を有する２成分現像剤（非磁性トナー及び磁性キャリア）となる。
A magnetic sensor (inductance sensor) 800c for detecting the toner concentration in the developer (ratio of toner weight to total weight of carrier and toner) is installed in the stirring chamber. In the modified example, the
本実施形態では、後述するように、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、ポンプ部３ａによる容積可変動作によって現像剤が排出されるため、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１０ａを省くことができ、変形例のような構成であっても、現像器へ現像剤を安定的に補給することが可能である。
In the present embodiment, as will be described later, the developer in 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（ａ）～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、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）は現像剤補給容器の断面斜視図、図７（ｂ）はポンプ部が使用上最大限伸張された状態の部分断面図、（ｃ）はポンプ部が使用上最大限収縮された状態の部分断面図である。
[Developer supply container]
Next, the configuration of the
現像剤補給容器１は、図６（ａ）に示すように、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。本実施形態では、円筒部２ｋと排出部４ｃ（図３、５参照）、ポンプ部３ａ（図３、５参照）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２ｋ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２ｋ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 FIG. 6A, the
なお、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、現像剤収容室として機能する円筒部２ｋの全長Ｌ１が約４６０ｍｍ、外径Ｒ１が約６０ｍｍに設定されている。また、現像剤排出室として機能する排出部４ｃが設置されている領域の長さＬ２は約２１ｍｍ、ポンプ部３ａの全長Ｌ３（使用上の伸縮可能範囲の中で最も伸びた状態のとき）は約２９ｍｍ、図７（ｃ）に示すように、ポンプ部３ａの全長Ｌ４（使用上の伸縮可能範囲の中で最も縮んだ状態のとき）は約２４ｍｍとなっている。
In this embodiment, as shown in FIG. 7B, the
［現像剤補給容器の材質］
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。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 embodiment, as will be described later, the developer is discharged from the
また、本実施形態では、現像剤補給容器１は、現像剤Ｔの排出時、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３ａ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。
In this embodiment, the
そこで、本実施形態では、現像剤収容部２と排出部４ｃの材質をポリスチレン樹脂とし、ポンプ部３ａの材質をポリプロピレン樹脂としている。なお、使用する材質に関して、現像剤収容部２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。
Therefore, in this embodiment, the material of the
また、ポンプ部３ａ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。
As for 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３ａ、現像剤収容部２、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 the
以下、現像剤補給容器における、フランジ部４、円筒部２ｋ、ポンプ部３ａ、駆動受け機構（ギア部２ｄ）、駆動変換機構（カム機構３ｅ）の構成について、順に、詳細に説明する。
The structures of the
［フランジ部］
このフランジ部４には、図７（ａ）、（ｂ）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の外へ現像剤の排出を許容する、つまり、現像剤補給装置２０１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。また、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。この排出口４ａの大きさについては後述する。
[Flange]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
さらに、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）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１０への装着動作に伴い、円筒部２ｋの回転軸線方向（図２（ｃ）のＭ方向とは逆方向）へ排出部４ｃ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１０に装着されると、実質不動となるように構成されている。具体的には、フランジ部４が自ら円筒部２ｋ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１１が設けられている。従って、現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０１に装着された状態では、フランジ部４に設けられている排出部４ｃも、円筒部２ｋ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）。一方、円筒部２ｋ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。
Further, the
また、図７（ａ）に示すように、現像剤補給容器１には、円筒部２ｋから螺旋状の凸部（搬送突起）２ｃにより搬送されてきた現像剤を、排出部４ｃへと搬送するための板状の搬送部材（不図示）が設けられている。この搬送部材は、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２ｋとともに一体的に回転する構成となっている。そして、この搬送部材にはその両面に円筒部２ｋの回転軸線方向に対し、排出部４ｃ側に傾斜した傾斜リブが複数設けられている。また、本構成において、搬送部材の端部には、現像剤貯留部４ｄ内への現像剤Ｔの流入を規制可能な規制部が設けられている。この規制部が、後述する現像剤補給工程の排気工程において、現像剤貯留部４ｄを覆うことで、現像剤貯留部４ｄ内への現像剤Ｔの流入を規制可能にしている。そして、現像剤貯留部４ｄに貯留された一定量の現像剤Ｔだけを排出することで、定量的に現像剤Ｔを補給することが可能である。
Further, as shown in FIG. 7A, in the
上記の構成により、搬送突起２ｃにより搬送されてきた現像剤は、円筒部２ｋの回転に連動してこの板状の搬送部材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２ｋの回転が進むに連れて、重力によって搬送部材の表面上を滑り落ち、やがて傾斜リブによって排出部４ｃ側へと受け渡される。本構成においては、この傾斜リブは、円筒部２ｋが半周する毎に現像剤が排出部４ｃへと送り込まれるように、搬送部材の両面に設けられている。
With the above configuration, the developer conveyed by the conveying
［フランジ部の排出口について］
本実施形態では、現像剤補給容器１の排出口４ａについて、現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０１に現像剤を補給する姿勢のとき、重力作用のみでは十分に排出されない程度の大きさに設定している。つまり、排出口４ａの開口サイズは、重力作用のみでは現像剤補給容器から現像剤の排出が不充分となる程度に小さく設定している（微細口（ピンホール）とも言う）。言い換えると、排出口４ａが現像剤で実質閉塞されるようにその開口の大きさを設定している。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３ａによる排気動作に支配的に依存させることができる。
[Regarding the discharge port of the flange]
In the present embodiment, the
(1) It becomes difficult for the developer to leak from the
(2) Excessive discharge of the developer when the
(3) The discharge of the developer can be predominantly dependent on the discharge operation by the
そこで、本発明者等は、重力作用のみで十分に排出されない排出口４ａをどのくらいの大きさに設定すべきか、検証実験を行った。以下、その検証実験（測定方法）とその判断基準を以下に説明する。
Therefore, the inventors conducted a verification experiment to determine the size of the
底部中央に排出口（円形状）が形成された所定容積の直方体容器を用意し、容器内に現像剤を２００ｇ充填した後、充填口を密閉し排出口を塞いだ状態で容器をよく振って現像剤を十分に解す。この直方体容器は、容積が約１０００ｃｍ３、大きさは、縦９０ｍｍ×横９２ｍｍ×高さ１２０ｍｍとなっている。 Prepare a rectangular parallelepiped container of a predetermined volume with a discharge port (circular shape) formed in the center of the bottom. After filling 200 g of developer in the container, shake the container well with the filling port closed and the discharge port blocked. Thoroughly dissolve the developer. This cuboid container has a volume of about 1000 cm 3 and a size of 90 mm long×92 mm wide×120 mm high.
その後、可及的速やかに排出口を鉛直下方に向けた状態で排出口を開封し、排出口から排出された現像剤の量を測定する。このとき、この直方体容器は、排出口以外は完全に密閉されたままの状態とする。また、検証実験は温度２４℃、相対湿度５５％の環境下で行った。 Thereafter, the discharge port is opened with the discharge port facing vertically downward as soon as possible, and the amount of developer discharged from the discharge port is measured. At this time, the rectangular parallelepiped container remains completely sealed except for the discharge port. Further, the verification experiment was conducted in an environment of 24° C. temperature and 55% relative humidity.
上記手順で、現像剤の種類と排出口の大きさを変えて排出量を測定する。なお、本例では、排出された現像剤の量が２ｇ以下である場合、その量は無視できるレベルであり、その排出口が重力作用のみでは十分に排出されない大きさであると判断した。 In the above procedure, the discharge amount is measured by changing the type of developer and the size of the discharge port. In this example, when the amount of discharged developer was 2 g or less, it was judged that the amount was negligible and that the discharge port was of a size that could not be sufficiently discharged only by the action of gravity.
検証実験に用いた現像剤を表１に示す。現像剤の種類は、１成分磁性トナー、２成分現像器に用いられる２成分非磁性トナー、２成分現像器に用いられる２成分非磁性トナーと磁性キャリアの混合物である。 Table 1 shows the developer used in the verification experiment. The types of developer are one-component magnetic toner, two-component non-magnetic toner used in two-component developing device, and a mixture of two-component non-magnetic toner and magnetic carrier used in two-component developing device.
これらの現像剤の特性を表す物性値として、流動性を示す安息角の他に、粉体流動性分析装置（Ｆｒｅｅｍａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製 パウダーレオメータＦＴ４）により、現像剤層の解れ易さを示す流動性エネルギーについて測定した。
この流動性エネルギーの測定方法について図８を用いて説明する。ここで図８は流動性エネルギーを測定する装置の模式図である。この粉体流動性分析装置の原理は、粉体サンプル中でブレードを移動させ、そのブレードが粉体中を移動するのに必要な流動性エネルギーを測定するものである。ブレードはプロペラ型で、回転すると同時に回転軸方向にも移動するためブレードの先端はらせんを描くことになる。 A method for measuring this fluidity energy will be described with reference to FIG. Here, FIG. 8 is a schematic diagram of an apparatus for measuring fluidity energy. The principle of this powder flow analyzer is to move a blade through a powder sample and measure the flow energy required for the blade to move through the powder. The blade is a propeller type, and since it moves in the direction of the rotation axis at the same time as it rotates, the tip of the blade draws a spiral.
プロペラ型のブレード５４（以下、ブレードと呼ぶ）として、径が４８ｍｍで、反時計回りになめらかにねじられたＳＵＳ製のブレード（型番：Ｃ２１０）を使用した。詳細には、４８ｍｍ×１０ｍｍのブレード板の中心にブレード板の回転面に対して法線方向に回転軸が存在し、ブレード板の両最外縁部（回転軸から２４ｍｍ部分）のねじれ角が７０°、回転軸から１２ｍｍの部分のねじれ角が３５°となっている。 As a propeller type blade 54 (hereinafter referred to as a blade), a blade made of SUS (model number: C210) with a diameter of 48 mm and smoothly twisted counterclockwise was used. Specifically, the rotation axis exists in the center of the blade plate of 48 mm × 10 mm in the normal direction to the rotation surface of the blade plate, and the twist angle of both outermost edges of the blade plate (24 mm from the rotation axis) is 70 °, and the twist angle at 12 mm from the rotation axis is 35°.
流動性エネルギーとは、粉体層中に上述の如くらせん状に回転するブレード５４を侵入させ、ブレードが粉体層中を移動する際に得られる回転トルクと垂直荷重の総和を時間積分して得られたトータルエネルギーを指す。この値が、現像剤粉体層の解れ易さを表しており、流動性エネルギーが大きい場合は解れにくく、流動性エネルギーが小さい場合は解れ易いことを意味している。
Fluidity energy is obtained by penetrating the spirally rotating
今回の測定では、図８に示す通り、この装置の標準部品であるφが５０ｍｍの円筒容器５３（容積２００ｃｃ、図８のＬ１＝５０ｍｍ）に各現像剤Ｔを粉面高さ７０ｍｍ（図８のＬ２）となるように充填した。充填量は、測定する嵩密度に合せて調整する。更に、標準部品であるφ４８ｍｍのブレード５４を粉体層に侵入させ、侵入深さ１０～３０ｍｍ間に得られたエネルギーを表示する。
In this measurement, as shown in FIG. 8, each developer T was placed in a cylindrical container 53 (capacity: 200 cc, L1=50 mm in FIG. 8) having a diameter of 50 mm, which is a standard part of the apparatus, and that the powder surface height was 70 mm. of L2). The filling amount is adjusted according to the bulk density to be measured. Furthermore, a
測定時の設定条件としては、ブレード５４の回転速度（ｔｉｐ ｓｐｅｅｄ。ブレードの最外縁部の周速）を６０ｍｍ／ｓ、また、粉体層への鉛直方向のブレード進入速度を、移動中のブレード５４の最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角θ（ｈｅｌｉｘ ａｎｇｌｅ。以後なす角と呼ぶ）が１０°になるスピードとした。粉体層への垂直方向の進入速度は１１ｍｍ／ｓである（粉体層への鉛直方向のブレード進入速度＝ブレードの回転速度×ｔａｎ（なす角×π／１８０））。また、この測定についても温度２４℃、相対湿度５５％の環境下で行った。 As the setting conditions for the measurement, the rotational speed of the blade 54 (tip speed, the peripheral speed of the outermost edge of the blade) is 60 mm / s, and the blade entering speed in the vertical direction into the powder layer is set to the moving blade. The speed was set so that the angle θ (helix angle, hereinafter referred to as the angle formed) between the trajectory drawn by the outermost edge of 54 and the surface of the powder layer was 10°. The vertical entry speed into the powder bed is 11 mm/s (vertical blade entry speed into the powder bed = blade rotation speed x tan (formed angle x π/180)). This measurement was also performed under the environment of 24° C. temperature and 55% relative humidity.
なお、現像剤の流動性エネルギーを測定する際の現像剤の嵩密度は、現像剤の排出量と排出口の大きさとの関係を検証する実験の際の嵩密度に近く、嵩密度の変化が少なく安定して測定ができる嵩密度として０．５ｇ／ｃｍ３に調整した。 The bulk density of the developer used when measuring the fluidity energy of the developer is close to the bulk density used in the experiment to verify the relationship between the amount of developer discharged and the size of the discharge port. It was adjusted to 0.5 g/cm 3 as a bulk density that is small and can be stably measured.
このようにして測定された流動性エネルギーをもつ現像剤（表１）について、検証実験を行った結果を図９に示す。図９は、排出口の径と排出量との関係を、現像剤の種類毎に示したグラフである。 FIG. 9 shows the results of a verification experiment conducted on the developer (Table 1) having the flow energy thus measured. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the diameter of the discharge port and the discharge amount for each type of developer.
図９に示す検証結果より、現像剤Ａ～Ｅについて、排出口の直径φが４ｍｍ（開口面積が１２．６ｍｍ２：円周率は３．１４で計算、以下同じ）以下であれば、排出口からの排出量が２ｇ以下になることが確認された。排出口の直径φが４ｍｍよりも大きくなると、いずれの現像剤とも、排出量が急激に多くなることが確認された。 From the verification results shown in FIG. 9, for the developers A to E, if the diameter φ of the discharge port is 4 mm or less (the opening area is 12.6 mm 2 : the circumference ratio is calculated as 3.14; It was confirmed that the discharge amount from the outlet was 2 g or less. It was confirmed that when the diameter φ of the discharge port was larger than 4 mm, the amount of developer discharged increased sharply.
つまり、現像剤の流動性エネルギー（嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ３）が４．３×１０－４（ｋｇ・ｍ２／ｓ２（Ｊ））以上４．１４×１０－３（ｋｇ・ｍ２／ｓ２（Ｊ））以下のとき、排出口の直径φが４ｍｍ（開口面積が１２．６（ｍｍ２））以下であれば良い。 That is, the fluidity energy of the developer (bulk density of 0.5 g/cm 3 ) is 4.3×10 −4 (kg·m 2 /s 2 (J)) or more and 4.14×10 −3 (kg· m 2 /s 2 (J)) or less, the diameter φ of the discharge port should be 4 mm (opening area is 12.6 (mm 2 )) or less.
また、現像剤の嵩密度については、この検証実験では十分に現像剤を解して流動化した状態で測定を行っており、通常の使用環境で想定される状態（放置された状態）よりも嵩密度が低く、より排出し易い条件で測定を行っている。 In addition, regarding the bulk density of the developer, in this verification experiment, the developer was sufficiently loosened and fluidized. Bulk density is low and measurements are made under conditions that make it easier to discharge.
次に、図９の結果から最も排出量が多くなる現像剤Ａを用いて、排出口の直径φを４ｍｍに固定して、容器内の充填量を３０～３００ｇに振って、同様の検証実験を行った。その検証結果を図１０に示す。図１０の検証結果から、現像剤の充填量を変化させても、排出口からの排出量はほとんど変わらないことが確認できた。 Next, using the developer A which discharges the largest amount from the results of FIG. 9, the diameter φ of the discharge port is fixed at 4 mm, and the filling amount in the container is varied from 30 to 300 g, and the same verification experiment is performed. did The verification result is shown in FIG. From the verification results of FIG. 10, it has been confirmed that even if the filling amount of the developer is changed, the amount of developer discharged from the discharge port hardly changes.
以上の結果から、排出口をφ４ｍｍ（面積１２．６ｍｍ２）以下にすることで、現像剤の種類や嵩密度状態に依らず、排出口を下にした状態（現像剤補給装置２０１への補給姿勢を想定）で、排出口から重力作用のみでは十分に排出されないことが確認できた。 From the above results, by setting the discharge port to φ4 mm (area of 12.6 mm 2 ) or less, regardless of the type or bulk density of the developer, ), it was confirmed that the gravitational action alone was not sufficient to discharge the waste from the discharge port.
一方、排出口４ａの大きさの下限値としては、現像剤補給容器１から補給すべき現像剤（１成分磁性トナー、１成分非磁性トナー、２成分非磁性トナー、２成分磁性キャリア）が少なくとも通過できる値に設定するのが好ましい。つまり、現像剤補給容器１に収容されている現像剤の粒径（トナーの場合は体積平均粒径、キャリアの場合は個数平均粒径）よりも大きい排出口にするのが好ましい。例えば、補給用の現像剤に２成分非磁性トナーと２成分磁性キャリアが含まれている場合、大きい方の粒径、つまり、２成分磁性キャリアの個数平均粒径よりも大きな排出口にするのが好ましい。
On the other hand, as the lower limit of the size of the
具体的には、補給すべき現像剤に２成分非磁性トナー（体積平均粒径が５．５μｍ）と２成分磁性キャリア（個数平均粒径が４０μｍ）が含まれている場合、排出口４ａの径を０．０５ｍｍ（開口面積０．００２ｍｍ２）以上に設定するのが好ましい。
Specifically, when the developer to be replenished contains a two-component non-magnetic toner (volume average particle diameter of 5.5 μm) and a two-component magnetic carrier (number average particle diameter of 40 μm), the
但し、排出口４ａの大きさを現像剤の粒径に近い大きさに設定してしまうと、現像剤補給容器１から所望の量を排出させるのに要するエネルギー、つまり、ポンプ部３ａを動作させるのに要するエネルギーが大きくなってしまう。また、現像剤補給容器１の製造上においても制約が生じる場合がある。射出成形法を用いて樹脂部品に排出口４ａを成形するには、排出口４ａの部分を形成する金型部品の耐久性が厳しくなってしまう。以上から、排出口４ａの直径φは０．５ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
However, if the size of the
なお、本実施形態では、排出口４ａの形状を円形状としているが、このような形状に限定されるものでは無い。つまり、直径が４ｍｍの場合に相当する開口面積である１２．６ｍｍ２以下の開口面積を有する開口であれば、正方形、長方形、楕円や、直線と曲線を組合わせた形状等、に変更可能である。
Although the shape of the
但し、円形状の排出口は、開口の面積を同じとした場合、他の形状に比べて現像剤が付着して汚れてしまう開口の縁の周長が最も小さい。そのため、シャッタ４ｂの開閉動作に連動して広がってしまう現像剤の量も少なく、汚れ難い。また、円形状の排出口は、排出時の抵抗も少なく最も排出性が高い。従って、排出口４ａの形状としては、排出量と汚れ防止のバランスが最も優れた円形状がより好ましい。
However, when the area of the opening is the same, the circular discharge port has the smallest peripheral length of the edge of the opening to which the developer adheres and becomes dirty compared to the other shapes. Therefore, the amount of developer that spreads in association with the opening/closing operation of the
以上より、排出口４ａの大きさについては、排出口４ａを鉛直下方に向けた状態（現像剤補給装置２０１への補給姿勢を想定）で、重力作用のみで十分に排出されない大きさが好ましい。具体的には、排出口４ａの直径φは、０．０５ｍｍ（開口面積０．００２ｍｍ２）以上４ｍｍ（開口面積１２．６ｍｍ２）以下の範囲に設定するのが好ましい。さらに、排出口４ａの直径φは、０．５ｍｍ（開口面積０．２ｍｍ２）以上４ｍｍ（開口面積１２．６ｍｍ２）以下の範囲に設定するのがより好ましい。本実施形態では、以上の観点から、排出口４ａを円形状とし、その開口の直径φを２ｍｍに設定している。
As described above, the size of the
なお、本実施形態では、排出口４ａの数を１個としているがそれに限るものではなく、それぞれの開口面積が上述した開口面積の範囲を満足するように、排出口４ａを複数設ける構成としても構わない。例えば、直径φが２ｍｍの１つの現像剤受入れ口１３に対して、直径φが０．７ｍｍの排出口４ａを２つ設ける構成である。但し、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φが２ｍｍの排出口４ａを１つ設ける構成の方がより好ましい。
In this embodiment, the number of
［円筒部］
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、７を用いて説明する。円筒部２ｋは、図６（ａ）～図７（ｃ）に示すように、円筒部２ｋの内面には、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排出部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。また、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。
[Cylindrical part]
Next, 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、または、排気で現像剤を排出させるためには、ポンプ部３ａ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、その結果、ポンプ部３ａを駆動させるための駆動力も増加し、画像形成装置本体１００ａへの負荷が過大になる恐れがある。
In order to increase the volume of the
それに対し、本実施形態においては、円筒部２ｋをフランジ部４に水平方向に並べて設置して、円筒部２ｋ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、その結果、画像形成装置本体１００ａへ負荷をかけることなく、安定した現像剤の排出が可能になる。
On the other hand, in the present embodiment, the
また、円筒部２ｋは、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、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５ｂ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。
7(b) and 7(c), the
これにより、円筒部２ｋ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、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（往復動可能な）３ａについて図７（ａ）～（ｃ）を用いて説明する。ここで、図７（ａ）は現像剤補給容器の断面斜視図、図７（ｂ）はポンプ部３ａが使用上最大限伸張された状態の部分断面図、図７（ｃ）はポンプ部３ａが使用上最大限収縮された状態の部分断面図である。
[Pump part]
Next, the
本実施形態のポンプ部３ａ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３ａは、排出口４ａを通して現像剤補給容器の内部に向かう気流と現像剤補給容器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。即ち、ポンプ部３ａは、伸縮することで、排出口４ａを介して現像剤補給容器１の内部から外部に空気を排出する排気動作と、排出口４ａを介して現像剤補給容器１の外部から内部に空気を吸い込む吸気動作とを行う。そして、排気動作に伴って現像剤補給容器内から空気と共に現像剤を排出可能である。
The
ポンプ部３ａは、図７（ｂ）に示すように、排出部４ｃからＸ方向に設けられている。つまり、ポンプ部３ａは排出部４ｃとともに、円筒部２ｋの回転方向へ自らが回転することがないように設けられている。また、本実施形態のポンプ部３ａは、その内部に現像剤を収容可能な構成となっている。このポンプ部３ａ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の流動化に大きな役割を担っている。そして、本実施形態では、ポンプ部３ａ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（ａ）～（ｃ）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３ａ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。なお、本実施形態では、ポンプ部３ａの伸縮時の容積変化量は、５ｃｍ３（ｃｃ）に設定されている。図７（ｂ）に示すＬ３は約２９ｍｍ、図７（ｃ）に示すＬ４は約２４ｍｍとなっている。ポンプ部３ａの外径Ｒ２は約４５ｍｍとなっている。
The
このようなポンプ部３ａ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２ｍｍ）の排出口４ａから排出部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。
By adopting such a
［駆動受け機構］
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。
[Drive receiving mechanism]
Next, a drive receiving mechanism (drive input portion, driving force receiving portion) of the
現像剤補給容器１には、図６（ａ）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２ｄが設けられている。このギア部２ｄは、円筒部２ｋと一体的に回転可能な構成となっている。即ち、現像剤収容部２は、駆動モータ５００から駆動力が入力される駆動入力部としてのギア部２ｄを有し、ギア部２ｄに駆動力が入力されることで回転して、内部の現像剤を排出口４ａに向けて搬送する。
As shown in FIG. 6A, the
また、駆動ギア３００からギア部２ｄに入力された回転駆動力は図１１（ａ）、（ｂ）の往復動部材３ｂを介してポンプ部３ａへ伝達される仕組みとなっている。具体的には、駆動変換機構で後述する。本実施形態の蛇腹状のポンプ部３ａは、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を用いて製造されている。
Further, the rotational driving force input from the
なお、本実施形態では、円筒部２ｋの長手方向（現像剤搬送方向）側にギア部２ｄを設けているが、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の長手方向他端側、つまり、最後尾側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 the present embodiment, a gear mechanism is used as a drive connection mechanism between the drive input portion 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。現像剤補給容器１には、ギア部２ｄが受けた円筒部２ｋを回転させるための回転駆動力を、ポンプ部３ａを往復動させる（伸縮させる）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３ｅが設けられている。
[Drive conversion mechanism]
Next, the drive conversion mechanism (drive conversion section) of the
つまり、本実施形態では、ギア部２ｄが受けた回転駆動力を、現像剤補給容器１側で往復動力へ変換することで、円筒部２ｋを回転させる駆動力とポンプ部３ａを往復動させる駆動力を、１つの駆動入力部（ギア部２ｄ）で受ける構成としている。
That is, in the present 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
ここで、図１１（ａ）はポンプ部３ａ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１１（ｂ）はポンプ部３ａ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、図１１（ｃ）はフランジ部を現像剤収容部側から見た部分図である。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、カム機構３ｅは、現像剤収容部２の外周面に形成されたカム溝２ｅと、片端部がポンプ部３ａに固定され、他端部にカム溝２ｅと係合する係合部としての係合突起３ｃが設けられたリンク部材としての往復動部材３ｂとを有する。そして、現像剤収容部２が回転することで往復動部材３ｂがカム溝２ｅに沿って移動してポンプ部３ａを伸縮させる。
Here, FIG. 11(a) is a partial view of the
即ち、本実施形態では、回転駆動力をポンプ部３ａの往復動力に変換する為に介する部材として往復動部材３ｂ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２ｄ）と一体となっている、現像剤収容部２の全周に設けられているカム溝２ｅが回転する。このカム溝２ｅについては後述する。このカム溝２ｅには、往復動部材３ｂから一部が突出した係合突起３ｃが係合している。なお、本実施形態では、この往復動部材３ｂは図１１（ｃ）に示すように、円筒部２ｋ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）保護部材回転規制部３ｆによって円筒部２ｋの回転方向が規制されている。このように、回転方向が規制されることで、カム溝２ｅの溝に沿って（図７のＸ方向もしくは逆方向）往復動するように規制されている。さらに、係合突起３ｃはカム溝２ｅに複数係合するように設けられている。具体的には、円筒部２ｋの外周面に２つの係合突起３ｃが約１８０°対向するように設けられている。
That is, in this embodiment, the reciprocating
ここで、係合突起３ｃ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３ａ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２ｅ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。
Here, it does not matter if at least one engaging
つまり、駆動ギア３００から入力された回転駆動力でカム溝２ｅが回転することで、カム溝２ｅに沿って係合突起３ｃがＸ方向もしくは逆方向に往復動作をすることで、ポンプ部３ａが伸張した状態（図１１の（ａ））とポンプ部３ａが収縮した状態（図１１の（ｂ））を交互に繰り返すことで、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
［駆動変換機構の設定条件］
本実施形態では、駆動変換機構は、円筒部２ｋの回転に伴い排出部４ｃへ搬送される現像剤搬送量（単位時間当たり）が、排出部４ｃからポンプ部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 of drive conversion mechanism]
In the present embodiment, the drive conversion mechanism is such that the amount of developer conveyed to the discharging
これは、排出部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、排出部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。
This is because if the
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依るものである。円筒部２ｋ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２ｋ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２ｋ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２ｋの回転数を可能な限り低く設定するのが好ましい。
Further, in this embodiment, the drive conversion mechanism converts the drive so that the
しかし、本実施形態の場合、円筒部２ｋ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３ａ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１００ａから要求される現像剤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の量では不足してしまう恐れがある。
However, in the case of the present embodiment, if the rotational speed of the
そこで、ポンプ部３ａの容積変化量を増加させれば、ポンプ部３ａの１周期当たりの現像剤排出量を増やすことができるため、画像形成装置本体１００ａ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。つまり、ポンプ部３ａ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３ａを往復動させるのに要する負荷が増大してしまう。
Therefore, by increasing the volume change amount of the
このような理由から、本実施形態では、円筒部２ｋが１回転する間にポンプ部３ａを複数周期動作させているのである。これにより、円筒部２ｋが１回転する間にポンプ部３ａを１周期しか動作させない場合に比して、ポンプ部３ａ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の排出量を増やすことが可能となる。そして、現像剤の排出量を増やすことができた分、円筒部２ｋの回転数を低減することが可能となる。従って、本実施形態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１００ａでの消費エネルギーの削減に貢献することができる。
For this reason, in the present embodiment, the
［駆動変換機構の配置位置］
本実施形態では、図１１（ａ）～（ｃ）に示すように、駆動変換機構（係合突起３ｃとカム溝２ｅにより構成されるカム機構３ｅ）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、ポンプ部３ａ、排出部４ｃ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、円筒部２ｋ、ポンプ部３ａ、排出部４ｃ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 the present embodiment, as shown in FIGS. 11A to 11C, a drive conversion mechanism (a
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、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。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。
As a result, it is possible to solve problems that may occur when the drive conversion mechanism is provided in the internal space of the
［現像剤補給工程］
次に、図１１（ａ）～図１２を用いて、ポンプ部３ａによる現像剤補給工程について説明する。図１２は前述の駆動変換機構（係合突起３ｃとカム溝２ｅにより構成されるカム機構）における、カム溝２ｅの展開図を示したものである。本実施形態では、後述するように、ポンプ部動作による吸気工程（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（排出口４ａから吸排気が行われない）が行われ、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、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。
[Developer supply process]
Next, the developer replenishment process by 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。上述した駆動変換機構（カム機構３ｅ）によりポンプ部３ａが最も縮んだ状態の図１１（ｂ）からポンプ部３ａが最も伸びた状態の図１１（ａ）になることで、吸気動作が行われる。つまり、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（ポンプ部３ａ、円筒部２ｋ、排出部４ｃ）の容積が増大する。
[Intake process]
First, the intake process (intake operation via 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 this 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。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。更に、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の内圧はその容積が増加しているにも関わらず大気圧（外気圧）近傍を推移することになる。
At this time, the internal pressure 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, it is possible to smoothly discharge the developer from the
なお、吸気動作が行われる為に、ポンプ部３ａが最も縮んだ状態から最も伸びた状態になることに限らず、ポンプ部３ａが最も縮んだ状態から最も伸びる状態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、係合突起３ｃが図１２に示すカム溝２ｅのうちのカム溝部２ｈに係合している状態のことである。
Since the suction operation is performed, the state of 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。ポンプ部３ａが最も伸びた状態の図１１（ａ）からポンプ部３ａが最も縮んだ状態の図１１（ｂ）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の現像剤を収容し得る部位（ポンプ部３ａ、円筒部２ｋ、排出部４ｃ）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。
[Exhaust process]
Next, the exhaust process (exhaust operation via 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からホッパ１０ａ又は現像器２０１ａへ現像剤Ｔが排出される。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。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。
At this time, the internal pressure of the
なお、排気動作が行われる為に、ポンプ部３ａが最も伸びた状態から最も縮んだ状態になることに限らず、ポンプ部３ａが最も伸びた状態から最も縮む状態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、係合突起３ｃが図１２に示すカム溝２ｅのうちのカム溝部２ｇに係合している状態のことである。
Since the exhaust operation is performed, the
［動作停止工程］
次に、ポンプ部３ａが往復動作しない動作停止工程について説明する。本実施形態では、前述したように現像剤検出部としての磁気センサ８００ｃや現像剤センサ１０ｄ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、現像剤補給容器から排出される現像剤量がトナー濃度やトナー量に直接影響を与えるので、画像形成装置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、毎回決まった容積可変量を行うことが望ましい。
[Operation stop process]
Next, the operation stopping step in which the
例えば、排気工程と吸気工程のみで構成されたカム溝２ｅ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２ｋが回転し、円筒部２ｋが停止するまでポンプ部３ａ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２ｋが回転する距離は、円筒部２ｋの回転速度に依存する。さらに、円筒部２ｋ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内の現像剤量によってモータへのトルクが変化し、円筒部２ｋの速度も変化する可能性があることから、ポンプ部３ａ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３ａを毎回決まった位置で停止させるためには、カム溝２ｅに、円筒部２ｋが回転動作中でもポンプ部３ａが往復動しない領域を設ける必要がある。本実施形態では、ポンプ部３ａを往復動させないために、図１２に示すカム溝２ｅのうちのカム溝部２ｉを設けている。カム溝部２ｉは、円筒部２ｋの回転方向に溝が掘られており、回転しても往復動部材３ｂ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、係合突起３ｃがカム溝部２ｉに係合している状態のことである。
Therefore, in order to stop the
また、上記のポンプ部３ａが往復動しないとは、排出口４ａから現像剤が排出されないこと（円筒部２ｋの回転時振動等で排出口４ａから落ちてしまう現像剤は許容する）である。つまり、カム溝部２ｉ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、回転方向に対して回転軸方向に傾斜していても構わない。さらに、カム溝部２ｉが傾斜していることから、ポンプ部３ａの傾斜分の往復動作は許容できる。
Further, when the
［閉塞時シーケンス］
次に、本実施形態の特徴である閉塞時シーケンスについて図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、本実施形態における閉塞時シーケンスのフローチャートである。図１４は通常シーケンス（第１モード）時と閉塞時シーケンス（第２モード）時の現像剤補給容器内の圧力推移を示した図である。
[Occluded sequence]
Next, the blocking sequence, which is a feature of this embodiment, will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. FIG. 13 is a flow chart of the closing sequence in this embodiment. FIG. 14 is a diagram showing changes in pressure in the developer supply container during the normal sequence (first mode) and during the closing sequence (second mode).
物流等で現像剤補給容器内の現像剤Ｔの嵩密度が高くなると、前述した現像剤補給工程で安定した排出が出来なくなる閉塞状態となる可能性がある。このため、本実施形態では、駆動モータ５００を所定の回転速度で駆動する第１モードとしての通常シーケンスに加えて、通常シーケンスに対して駆動モータ５００の回転速度を変更した第２モードとしての閉塞時シーケンスを実行可能としている。
When the bulk density of the developer T in the developer replenishing container becomes high due to physical distribution or the like, there is a possibility that the developer replenishing container will be in a clogged state in which stable discharge cannot be performed in the developer replenishing process described above. For this reason, in the present embodiment, in addition to the normal sequence as the first mode in which the
即ち、制御装置６００は、現像剤補給工程において、駆動モータ５００の駆動を通常シーケンスで開始する。そして、制御装置６００は、駆動を開始してから所定時間（第１の所定時間）の間、現像剤センサ１０ｄ又は磁気センサ８００ｃの情報に基づいて現像剤補給容器１から所定量の現像剤が排出されていない（即ち、閉塞状態である）と判断した場合には、閉塞時シーケンスを実行可能である。閉塞時シーケンスの詳細について後述する。このような制御は、例えば、現像剤補給容器１の交換後の最初の補給時（初期補給時）や、現像剤センサ１０ｄからの情報に基づいて現像剤の補給を行う際（通常補給時）に実行可能であるが、特に、初期補給時に有効である。
That is, the
具体的に説明する。図３に示したように、現像剤補給容器１からホッパ１０ａを介して現像器２０１ａに現像剤を補給する構成の場合、次のように行う。制御装置６００は、駆動を開始してから所定時間の間、現像剤センサ１０ｄにより現像剤が検出されない場合には、現像剤補給容器１から所定量の現像剤が排出されていないと判断する。即ち、通常シーケンスで補給を開始してから所定時間の間、現像剤センサ１０ｄにより現像剤が検出されない場合、通常シーケンスから閉塞時シーケンスに移行する。
A specific description will be given. As shown in FIG. 3, when the developer is supplied from the
閉塞時シーケンスは、現像剤センサ１０ｄにより現像剤が検出されたら終了する。但し、閉塞時シーケンスに移行してから第２の所定時間の間、現像剤センサ１０ｄにより現像剤が検出されなければ補給動作を停止し、補給エラーの通知を出力する。例えば、操作部１００ｄが有する表示部に現像剤の補給ができなかった旨の通知を表示する。
The closing sequence ends when the developer is detected by the
図１３のフローチャートを用いてより具体的に説明する。制御装置６００は、まず、通常シーケンスにより現像剤の補給動作を開始する（Ｓ２０１）。そして、現像剤センサ１０ｄにより現像剤が検出されたか否かを判断する（Ｓ２０２）。現像剤が検出された場合には（Ｓ２０２のＹｅｓ）、閉塞時シーケンスに移行することなく補給動作を終了する。一方、Ｓ２０２で現像剤が検出されていない場合（Ｓ２０２のＮｏ）、補給動作開始から第１の所定時間経過したかを判断する（Ｓ２０３）。第１の所定時間経過していない場合には（Ｓ２０３のＮｏ）、Ｓ２０２に戻る。
A more specific description will be given with reference to the flow chart of FIG. 13 . First, the
Ｓ２０３で第１の所定時間経過した場合（Ｓ２０３のＹｅｓ）、閉塞時シーケンスに移行する（Ｓ２０４）。制御装置６００は、閉塞時シーケンスを開始したら、現像剤センサ１０ｄにより現像剤が検出されたか否かを判断する（Ｓ２０５）。現像剤が検出された場合には（Ｓ２０５のＹｅｓ）、補給動作を終了する。一方、Ｓ２０５で現像剤が検出されていない場合（Ｓ２０５のＮｏ）、閉塞時シーケンス開始から第２の所定時間経過したかを判断する（Ｓ２０６）。第２の所定時間経過していない場合には（Ｓ２０６のＮｏ）、Ｓ２０５に戻る。Ｓ２０６で第２の所定時間経過した場合（Ｓ２０６のＹｅｓ）、補給エラーの通知を出力する（Ｓ２０７）。
If the first predetermined period of time has elapsed in S203 (Yes in S203), the process proceeds to the closing sequence (S204). After starting the closing sequence, the
なお、図３に示したようなホッパを介して現像剤を現像器に補給する構成の場合、現像剤が２成分現像剤であっても同様の制御が可能である。また、現像剤としてキャリアを含まない１成分現像剤を用いた場合で、現像剤補給容器１からホッパを介さずに直接、現像器に現像剤を補給する構成の場合、現像器に設けた現像剤センサにより同様の制御が可能である。
It should be noted that in the case of the configuration in which the developer is supplied to the developing device via the hopper as shown in FIG. 3, the same control can be performed even if the developer is a two-component developer. Further, when a one-component developer that does not contain a carrier is used as the developer, and in the case of a configuration in which the developer is supplied directly from the
一方、図５に示した変形例のように、２成分現像剤を用いた構成で、現像剤補給容器１から直接、現像器２０１ａに現像剤を補給する構成の場合、次のように行う。制御装置６００は、駆動を開始してから所定時間の間、磁気センサ８００ｃにより検出されたトナー濃度が所定の濃度に達しない場合には、現像剤補給容器１から所定量の現像剤が排出されていないと判断する。例えば、初期補給時や通常補給時に、通常シーケンスで補給を開始してから所定時間の間、磁気センサ８００ｃにより検出されたトナー濃度が所定の濃度に達しない場合、通常シーケンスから閉塞時シーケンスに移行する。なお、変形例の場合、現像剤補給動作は、攪拌スクリュー８００ｂを駆動して現像器２０１ａ内の現像剤を攪拌しながら行う。
On the other hand, as in the modified example shown in FIG. 5, in the configuration using the two-component developer, the developer is replenished directly from the
閉塞時シーケンスは、磁気センサ８００ｃにより検出されたトナー濃度が所定の濃度に達したら終了する。但し、閉塞時シーケンスに移行してから第２の所定時間の間、磁気センサ８００ｃにより検出されたトナー濃度が所定の濃度に達しない場合には補給動作を停止し、補給エラーの通知を出力するようにしても良い。例えば、操作部１００ｄが有する表示部に現像剤の補給ができなかった旨の通知を表示する。なお、変形例の場合も、「現像剤の検出の有無」の判断が「現像剤のトナー濃度が所定の濃度になったか否か」の判断に変わるだけで、図１３に示したフローチャートと同様の制御となる。
The closing sequence ends when the toner concentration detected by the
上述の閉塞時シーケンスでは、少なくともポンプ部３ａの伸長時の駆動速度を通常シーケンスよりも速くしている。本実施形態では、閉塞時シーケンスにおいて、ポンプ部３ａの伸長時と収縮時の両方で通常シーケンスよりも駆動速度を速くしている。具体的には、駆動モータ５００の駆動速度を増加させ、現像剤補給容器１の回転速度を通常シーケンスよりも速くすることで、ポンプ部３ａの伸縮速度を速くしている。即ち、閉塞時シーケンスでは、通常シーケンスよりも現像剤補給容器１が速く回転するように、駆動モータ５００からギア部２ｄに回転駆動が加えられる。例えば、通常シーケンスに対して１．２倍以上、好ましくは１．５倍以上、閉塞時シーケンスにおける現像剤補給容器１の回転速度を速くする。現像剤補給容器１の回転速度を速くするほど、後述するように現像剤補給容器内に発生するピーク圧力を大きくでき、現像剤Ｔを崩す力を大きくできるため好ましい。但し、回転速度を速くするためには駆動モータ５００として出力を高くできるものが必要になったり、各部の支持剛性を高める必要があるなど、コストが高くなってしまう。このため、閉塞時シーケンスにおける回転速度の増加は、通常シーケンスに対して２．０倍以下とすることが好ましい。
In the closing sequence described above, at least the driving speed during extension of the
上述の閉塞時シーケンスを実行することにより、前述した吸気工程及び排気工程におけるポンプ部３ａの伸縮が通常シーケンスと比べて速い速度で行われる。単位時間当たりの容積変化量が大きくなると、発生する圧力は大きくなるため、図１４に示すように、通常シーケンスと比べて閉塞時シーケンスで現像剤補給容器内に発生する圧力は大きくなる。以上のことより、閉塞時シーケンスにおいて、ポンプ部３ａが速く伸縮するように回転駆動力を付与することで、発生する圧力を大きくすることができ、現像剤補給容器１内の現像剤Ｔを崩す力が大きくなる。
By executing the sequence at the time of blockage described above, expansion and contraction of the
この結果、現像剤補給容器１内で高い嵩密度となった現像剤Ｔを崩すことができ、現像剤による閉塞状態を解消することが可能となる。そして、ポンプ部３ａの伸縮動作により排出口４ａから現像剤の排出を安定して行える。即ち、現像剤補給容器１からの現像剤の排出を安定して行える。なお、磁気センサ８００ｃや現像剤センサ１０ｄによって閉塞が解消されたと判断された際は、通常シーケンスに移行することで、前述したように安定した量の現像剤を補給することが可能となる。
As a result, the developer T having a high bulk density in the
本実施形態は、閉塞を解消するために、ポンプ部３ａの伸縮量を増加する構成や、崩し部材を入れる構成と比べて、モータ負荷低減や構成簡易化となるため、より優れた構成であると言える。
This embodiment is superior in structure because it reduces the load on the motor and simplifies the structure compared to the structure in which the amount of expansion and contraction of the
また、高い嵩密度となった現像剤Ｔを崩すためには、前述したように、吸気工程での圧力が重要であるため、吸気工程におけるポンプ部３ａの伸長速度のみを速くすることでも同様の効果が得られる。これにより、吸気工程と排気工程の両方でのポンプ部３ａの伸縮速度を速くする場合より、駆動モータ５００への負荷を低くすることも可能である。
In order to break down the developer T having a high bulk density, as described above, the pressure in the suction process is important. effect is obtained. As a result, the load on the
１・・・現像剤補給容器
２・・・現像剤収容部
２ｄ・・・ギア部（駆動入力部）
２ｅ・・・カム溝
３ａ・・・ポンプ部
３ｂ・・・往復動部材（リンク部材）
３ｃ・・・係合突起（係合部）
３ｅ・・・カム機構（駆動変換部）
４ａ・・・排出口
１０ａ・・・ホッパ（被補給部、貯留部）
１０ｄ・・・現像剤センサ（現像剤検出部）
１０４・・・感光ドラム（像担持体）
２０１ａ・・・現像器（現像装置）
５００・・・駆動モータ（駆動部）
６００・・・制御装置（制御部）
８００・・・現像器（被補給部、現像装置）
８００ｃ・・・磁気センサ（現像剤検出部）
REFERENCE SIGNS
2e...
3c... Engagement protrusion (engagement portion)
3e: cam mechanism (driving converter)
4a...
10d... developer sensor (developer detection unit)
104 Photosensitive drum (image carrier)
201a Developing device (developing device)
500... drive motor (drive unit)
600... Control device (control unit)
800 Developing device (supplemented portion, developing device)
800c... Magnetic sensor (developer detection unit)
Claims (8)
前記画像形成装置本体に装着された前記現像剤補給容器を駆動する駆動部と、
前記現像剤補給容器から現像剤が補給される被補給部と、
前記被補給部内の現像剤の有無に関する情報を検出可能な現像剤検出部と、
前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
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容器から排出する排出口と、
伸縮することで、前記排出口を介して前記現像剤補給容器の内部から外部に空気を排出する排気動作と、前記排出口を介して前記現像剤補給容器の外部から内部に空気を吸い込む吸気動作とを行い、前記排気動作に伴って現像剤補給容器内から空気と共に現像剤を排出可能なポンプ部と、
前記駆動部から入力された駆動力を、前記ポンプ部を伸縮させる方向に変換する駆動変換部と、を有し、
前記制御部は、
第１モードと、前記第１モードよりも少なくとも前記ポンプ部の伸長時の駆動速度が速い第２モードとを実行可能であり、
前記駆動部の駆動を前記第１モードで開始し、駆動を開始してから所定時間の間、前記現像剤検出部の情報に基づいて前記現像剤補給容器から所定量の現像剤が排出されていないと判断した場合には、前記第２モードを実行可能である
ことを特徴とする画像形成装置。 a developer supply container detachable from the image forming apparatus main body;
a drive unit that drives the developer supply container mounted on the image forming apparatus main body;
a supplied portion to which the developer is supplied from the developer supply container;
a developer detection unit capable of detecting information regarding the presence or absence of the developer in the supplied portion;
A control unit that controls the driving unit,
The developer supply container is
a developer containing portion capable of containing the developer;
a discharge port for discharging the developer contained in the developer container from the developer supply container;
By expanding and contracting, an exhaust operation for discharging air from the inside of the developer supply container to the outside through the discharge port, and an intake operation for sucking air from the outside to the inside of the developer supply container through the discharge port. a pump unit capable of discharging the developer together with the air from the developer supply container in accordance with the exhaust operation;
a driving conversion unit that converts the driving force input from the driving unit into a direction for expanding and contracting the pump unit;
The control unit
It is possible to execute a first mode and a second mode in which the driving speed at least when the pump section is extended is higher than that in the first mode,
A predetermined amount of developer is discharged from the developer supply container based on the information from the developer detecting section for a predetermined period of time after the driving of the driving section is started in the first mode. The image forming apparatus, wherein the second mode can be executed when it is determined that the image forming apparatus does not exist.
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second mode has a higher driving speed than the first mode when the pump section is expanded and contracted.
前記制御部は、前記第１モードに対して前記モータの回転速度を変更することで前記第２モードを実行する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。 the drive unit is a motor,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control section executes the second mode by changing the rotation speed of the motor with respect to the first mode.
前記制御部は、駆動を開始してから所定時間の間、前記現像剤検出部により現像剤が検出されない場合には、前記現像剤補給容器から所定量の現像剤が排出されていないと判断する
ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の画像形成装置。 The developer detection unit is a sensor that is arranged at a predetermined height from the bottom surface of the replenishment receiving unit and detects the presence or absence of the developer,
The control unit determines that a predetermined amount of developer has not been discharged from the developer supply container when the developer detection unit does not detect the developer for a predetermined time after the start of driving. 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
前記現像剤検出部は、前記被補給部のトナー濃度を検出するセンサであり、
前記制御部は、駆動を開始してから所定時間の間、前記現像剤検出部により検出されたトナー濃度が所定の濃度に達しない場合には、前記現像剤補給容器から所定量の現像剤が排出されていないと判断する
ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の画像形成装置。 The developer contains non-magnetic toner and a magnetic carrier,
The developer detection unit is a sensor that detects the toner density of the supplied portion,
If the toner concentration detected by the developer detection unit does not reach a predetermined concentration within a predetermined time after the start of driving, the control unit detects that a predetermined amount of developer is supplied from the developer supply container. 4. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that the sheet has not been discharged.
前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像剤補給容器から補給される現像剤を一時的に貯留し、貯留した現像剤を前記現像装置に補給する貯留部と、を備え、
前記被補給部は、前記貯留部である
ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の画像形成装置。 an image carrier that carries an electrostatic latent image;
a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier;
a storage unit that temporarily stores the developer supplied from the developer supply container and supplies the stored developer to the developing device;
The image forming apparatus according to any one of Claims 1 to 4, wherein the supplied portion is the storage portion.
前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を備え、
前記被補給部は、前記現像装置である
ことを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の画像形成装置。 an image carrier that carries an electrostatic latent image;
a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the supplied portion is the developing device.
前記駆動変換部は、前記現像剤収容部の外周面に形成されたカム溝と、片端部が前記ポンプ部に固定され、他端部に前記カム溝と係合する係合部が設けられたリンク部材とを有し、前記現像剤収容部が回転することで前記リンク部材が前記カム溝に沿って移動して前記ポンプ部を伸縮させる
ことを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の画像形成装置。 The developer containing portion has a drive input portion to which a driving force is input from the driving portion, and is rotated by inputting the driving force to the drive input portion to push the developer inside to the discharge port. transport towards
The drive converting portion has a cam groove formed on the outer peripheral surface of the developer containing portion, and an engaging portion fixed to the pump portion at one end and engaged with the cam groove at the other end. and a link member, and when the developer accommodating portion rotates, the link member moves along the cam groove to expand and contract the pump portion. 10. The image forming apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021183279A JP2023070878A (en) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021183279A JP2023070878A (en) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | Image forming apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023070878A true JP2023070878A (en) | 2023-05-22 |
Family
ID=86395344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021183279A Pending JP2023070878A (en) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023070878A (en) |
-
2021
- 2021-11-10 JP JP2021183279A patent/JP2023070878A/en active Pending
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