JP4518137B2 - 現像剤収容器および充填方法 - Google Patents
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また、上述の態様において、前記回転軸の軸方向と平行な方向から見たときの、前記第1連結部が前記螺旋部材へ延びる方向と、前記低角度部位の中心から前記回転軸におろした垂線とがなす角度は、略90度であることが望ましい。
また、好ましくは、前記螺旋部材の前記低角度部位と前記回転軸とを連結する第2連結部を備えるとよい。
また、上述の態様において、前記収容空間は円筒状であり、前記搬送部材を前記収容空間に収容したときに、前記螺旋部材の外径が前記収容空間の内径に沿って配置され、複数の前記低角度部位のうち、隣り合う2つの低角度部位のそれぞれの中心から前記回転軸におろした2つの垂線がなす角度は略180度であり、前記収容空間に収容される現像剤の量は、当該収容空間の体積の半分以上を占める量であることが望ましい。
また、上述の態様において、前記収容空間に収容される現像剤の量は、前記隣り合う2つの低角度部位のいずれもが前記現像剤に埋まるような量であることが望ましい。
また、上述の態様において、前記収容空間に収容される現像剤の量は、前記搬送部材の全体が前記現像剤に埋まらないような量であることが望ましい。
請求項2に記載の現像剤収容器によれば、本発明を採用しない場合と比較して、現像剤から受ける反力による搬送部材の変形や裂傷を低減することができる。
請求項3に記載の現像剤収容器によれば、本発明を採用しない場合と比較して、高角度部位にかかる負荷に耐え、搬送部材の変形や裂傷を防止することができる。
請求項4に記載の現像剤収容器によれば、低角度部位が回転軸と連結しているため、凝集した現像剤を解きほぐす際に低角度部位にかかる負荷に耐え、搬送部材の変形や裂傷を防止することができる。
請求項5に記載の現像剤収容器によれば、現像剤が螺旋部によって撹拌されない空間、いわゆるデッドスペースがなく、現像剤の解きほぐしおよび搬送に適している。
請求項6〜7に記載の現像剤収容器によれば、本発明を採用しない場合と比較して、初期駆動時において凝集した現像剤を解きほぐして搬送する効果が高い。
請求項8〜9に記載の充填方法によれば、初期駆動時において凝集した現像剤を低角度部位が解きほぐしてから、それを螺旋部材が搬送することができる。
[トナーカートリッジ10の全体構造]
図1は、現像剤収容器の一例であるトナーカートリッジ10の構造を説明するための分解斜視図である。
トナーカートリッジ10は、容器11及び蓋体17と、搬送部材の一例である搬送具20と、カップリング30とを備えており、図示せぬ画像形成装置に着脱自在に構成されている。容器11は、紙やプラスチックス等により成型された有底筒状の部材であり、その内壁面によって形成された収容空間(以下、収容室という)に、粉状の現像剤を収容している。この容器11の底部12には孔13が設けられており、この孔13にカップリング30の一部が挿入される。また、容器11の底部12に近いほうの端部周面には、現像装置のリザーブタンク(図示略)に現像剤を送り出すための現像剤排出口15が設けられている。現像剤排出口15の近傍には、容器11の周方向に往復移動可能な扉16が設けられている。この扉16は、トナーカートリッジ10が画像形成装置に装着されていないときには閉じられており、トナーカートリッジ10が画像形成装置に装着されているときは開かれる。容器11の開口部14に蓋体17が挿入又は噛み合わされることで、開口部14が閉じられて、トナーカートリッジ10内の収容室は閉空間となる。
図2はトナーカートリッジ10の側面図である。ここで、図1と図2とを参照しながら、搬送具20の構造について詳細に説明する。
搬送具20は、断面が十字状の回転軸21と、その回転軸21の軸方向に沿って設けられた螺旋状搬送部材23と、回転軸21と螺旋状搬送部材23とを連結し現像剤を撹拌する第1連結部の一例である撹拌板24とを備えている。螺旋状搬送部材23は容器11の収容室の内径よりやや小さい外径を有している。よって、搬送具20を収容室に収容したときには、螺旋状搬送部材23の外径は、収容室の内径に沿って配置されることになる。回転軸21の一端には、カップリング30が取り付けられる取付部22が設けられている。現像剤は、回転軸21の軸方向に沿って、この取付部22が設けられてない側から、取付部22が設けられている側へと搬送される。つまり、回転軸21において取付部22が設けられていない側の端部は、現像材の搬送方向上流側に位置するから、以下では、「上流側端部」と呼ぶ。一方、回転軸21において取付部22が設けられている側の端部は、現像材の搬送方向下流側に位置するから、これを「下流側端部」と呼ぶことにする。
図4は、図2中の断面A−Aから断面B−Bまでの区間を、搬送方向上流側から見た要部断面図であり、螺旋状搬送部材23の構造を説明する図である。ここでは、図3および図4を参照しながら、図2中の断面A−Aから断面B−Bまでの区間について説明する。
図4に示すように、螺旋状搬送部材23は、回転軸21を中心に弧を描きつつ、図3に示すように回転軸21の軸方向に螺旋状に延びている。上記区間において、螺旋状搬送部材23は、高角度部位231A、231Bと、これらに挟まれた低角度部位232を有する。高角度部位231A、231Bは上述した高角度部位231を説明の便宜上2つに区分した同一体積の部位であり、高角度部位231が螺旋状に延びる方向と回転軸21の軸方向cとが成す角度は、いずれもα1である。また、低角度部位232が延びる方向と回転軸21の軸方向cとが成す角度はα2である。図3に示すように、低角度部位232の延びる方向が回転軸21の軸方向cとなす角度α2は、高角度部位231A、231Bの延びる方向が回転軸21の軸方向cとなす角度α1よりも小さい。
上述した区間が、回転軸21を中心として180度の位相差で、当該回転軸21の軸方向に複数(図2の例では11個)連結されることにより、螺旋状搬送部材23が形成される。したがって、隣り合う2つの低角度部位232、232のそれぞれの中心から、回転軸21におろした2つの垂線が成す角度は、180度である。
次に、上記トナーカートリッジ10に適量の現像剤を充填する方法について説明する。
このトナーカートリッジ10に現像剤を充填する場合、低角度部位232を、充填する現像剤の量の目安とする。具体的には、容器11の姿勢を、その収容室に収容された搬送具20の回転軸21の軸方向を水平に維持した状態に維持する限り、必ず螺旋状搬送部材23の低角度部位232のいずれかが現像剤に埋まるような量の現像剤を充填する。なお、回転軸21の軸方向を水平に維持した状態とは、重力方向に垂直な平面に対して回転軸21が平行になるように現像剤収容器を配置した状態である。低角度部位232は、回転軸に対して180度毎に設けられているから、螺旋状搬送部材23の低角度部位232のいずれかが必ず現像剤に埋まるような量とは、少なくともトナーカートリッジ10の収容室の半分以上を占める量である。したがって、トナーカートリッジ10の収容室の全体積に対し、半分以上を占める量の現像剤を充填すればよい。
上述の通りトナーカートリッジ10に適量の現像剤が充填されると、螺旋状搬送部材23の低角度部位232のいずれかが必ず充填された現像剤に埋まることになる。図5はトナーカートリッジ10の内部において、搬送具20が回転運動する状態を説明するための側面図である。図5(a)は、搬送具20が回転運動をする前の駆動前状態を示す図である。図5(b)は、図5(a)のように現像剤が静止した状態から搬送具20を回転させ始めた直後の初期駆動状態を示す図である。また、図5(c)は所定期間搬送具20を回転させ続けた通常駆動状態を示す図である。図5(a)〜(c)において点描画された領域は現像剤を示している。
上記実施形態を次のように変形してもよい。
(1)上述の実施形態においては、回転軸21と螺旋状搬送部材23とは高角度部位231でのみ撹拌板24により連結されていたが、そうではなくて、低角度部位232と回転軸21とを連結するようにしてもよい。図6は、この変形例における要部断面図である。図6に示すように、矢線D方向に螺旋状搬送部材23が移動すると、現像剤の慣性力により、図中右下の領域においては、螺旋状搬送部材23は、上向きの反力Fuを受ける。また、図中左下の領域においては、下向きの反力Fdを受ける。図7は、収容室の底部に低角度部位232が位置したときの螺旋状搬送部材23を示した図である。このとき、図中右下の領域において、低角度部位232と高角度部位231の境界部E1は、現像剤から上向きの反力Fuを受ける。そして、図中左下の領域において、低角度部位232と高角度部位231の境界部E2は、現像剤から下向きの反力Fdを受ける。このように、低角度部位232には異なる方向の反力が同時にかかることがあり、変形や裂傷の可能性が高い。
螺旋状搬送部材23において低角度部位232を設ける位置はこれに限られない。例えば、上述の垂線が120度の角度をなすように設けてもよい。このようにすると、螺旋状搬送部材23の長さあたりに低角度部位232が設けられる割合が多くなり、初期駆動時における凝集された現像剤による負荷が分散されるため、搬送具20の強度が増す。また、現像剤の充填量を、トナーカートリッジ10の収容室の全体積に対して半分以下に抑えることができる。
Claims (4)
- 現像剤を収容する収容空間を有する収容室と、
回転軸及び前記回転軸の軸方向と所定の角度を成した状態で螺旋状に延び、前記回転軸の軸方向に対して傾斜しており前記回転軸の軸方向と成す角度が前記所定の角度よりも小さい低角度部位が複数設けられた螺旋部材を有し、前記収容空間内で前記回転軸を中心に回転して当該収容空間に収容されている現像剤を搬送する搬送部材と、
前記回転軸と前記螺旋部材とを連結する連結部材と
を備え、
前記低角度部位は、前記螺旋状部材が前記回転軸の周りを一周する区間に、少なくとも一つ設けられており、
前記収容空間に収容されている現像剤の量は、前記収容空間内の前記回転軸の軸方向を水平方向に維持している限り前記低角度部位のいずれかが前記現像剤に埋まり、かつ、前記搬送部材の全体が前記現像剤に埋まらないような量であり、
前記螺旋部材は、前記軸方向と直交する方向において、前記回転軸と間隔を開けて配置され、
前記低角度部位は略180度毎に配置され、
前記連結部材は、2つの前記低角度部位の間に、略180度毎、かつ前記低角度部位に対して略90度の位置に配置され、
前記低角度部位が、前記螺線部材の前記低角度部位以外の部分よりも厚い
ことを特徴とする現像剤収容器。 - 前記収容空間は円筒状であり、
前記搬送部材を前記収容空間に収容したときに、前記螺旋部材の外径が前記収容空間の内径に沿って配置され、
前記収容空間に収容される現像剤の量は、当該収容空間の体積の半分以上を占める量である
ことを特徴とする請求項1に記載の現像剤収容器。 - 前記収容空間に収容される現像剤の量は、前記隣り合う2つの低角度部位のいずれもが前記現像剤に埋まるような量である
ことを特徴とする請求項1に記載の現像剤収容器。 - 現像剤を収容する収容空間を有する容器と、
回転軸と、前記回転軸の軸方向と所定の角度を成した状態で螺旋状に延び、前記回転軸の軸方向に対して傾斜しており前記回転軸の軸方向と成す角度が前記所定の角度よりも小さい低角度部位が、前記螺旋状部材が前記回転軸の周りを一周する区間に少なくとも一つ設けられた螺旋部材とを有し、前記収容空間内で前記回転軸を中心に回転して当該収容空間に収容されている現像剤を搬送する搬送具と、
前記回転軸と前記螺旋部材とを連結する連結部材と
を備え、
前記螺旋部材は、前記軸方向と直交する方向において、前記回転軸と間隔を開けて配置され、
前記低角度部位は略180度毎に配置され、
前記連結部材は、2つの前記低角度部位の間に、略180度毎、かつ前記低角度部位に対して略90度の位置に配置され、
前記低角度部位が、前記螺線部材の前記低角度部位以外の部分よりも厚い
現像剤収容器に対し、現像剤を充填する充填方法であって、
前記収容空間内の前記回転軸の軸方向を水平な状態を維持している限り前記低角度部位のいずれもが前記現像剤に埋まるような量であり、かつ、前記搬送部材の全体が前記現像剤に埋まらないような量の現像剤を充填する
ことを特徴とする充填方法。
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